電廠化學(xué)水處理中全膜分離技術(shù)的應(yīng)用

張鵬舉

(大唐太原第二熱電廠，山西 太原 030000)

英國科學(xué)家弗蘭克林給我們提出了“電”的概念。英國物理學(xué)家邁克爾·法拉第使我們能夠駕馭這個(gè)危險(xiǎn)而又高效的“猛獸”。經(jīng)過長時(shí)間的“馴化”，我們馴服了“它”，然而隨之而來的很多問題等待我們?nèi)ソ鉀Q。

一、電廠化學(xué)水處理方法

在生物有機(jī)學(xué)和高分子材料學(xué)高速發(fā)展的環(huán)境下，電廠化學(xué)用水的處理技術(shù)已經(jīng)與過去有了很大的創(chuàng)新與改變，傳統(tǒng)的層次過濾法和離子置換法已經(jīng)不再適用在這個(gè)注重以綠色發(fā)展、環(huán)保為理念的新時(shí)代。一代又一代聰明的人發(fā)現(xiàn)、發(fā)明了一系列的新處理技術(shù)，例如：樹脂技術(shù)、全膜分離處理技術(shù)、微生物處理技術(shù)等。電廠化學(xué)水處理技術(shù)越來越多元化。

二、全膜分離技術(shù)的釋義

全膜分離技術(shù)作為應(yīng)用于電廠化學(xué)水處理的一種高新、高效的技術(shù)。必然是有著領(lǐng)先于現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)的前提下才會被值得推廣和應(yīng)用。

(一)全膜分離技術(shù)指通過帶有極細(xì)小孔隙的濾膜所具有的選擇性透過性的特點(diǎn)將溶液與溶質(zhì)或者不同直徑的微粒進(jìn)行分離的新型分離技術(shù)。因全膜分離屬于物理分離法，在這種技術(shù)的支持下整個(gè)水處理過程無需添加任何化學(xué)試劑，確保了最后得到的水的質(zhì)量滿足了國家規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。故符合環(huán)保、綠色、無污染的可持續(xù)發(fā)展技術(shù)。

(二)全膜分離技術(shù)又包含有擴(kuò)散滲透、電滲透、反滲透、超過滲透模式。按照其孔隙直徑大小的不同，可將其分為微濾膜(MF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)，以及超濾膜(UF)[1]。

三、全膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

(一)綠色環(huán)保。傳統(tǒng)分離技術(shù)會添加某些化學(xué)添加劑或其他化學(xué)催化劑來幫助雜質(zhì)分離、沉淀、置換。全膜分離技術(shù)是不采用任何化學(xué)試劑作為助劑，只憑借本身優(yōu)異的物理性能來實(shí)現(xiàn)陰陽離子間的分離，從而使分離出來的水達(dá)到循環(huán)使用的作用。安全、環(huán)保、綠色、無污染，沒有二次污染。

(二)功能環(huán)境。全膜分離技術(shù)使用的設(shè)備相較于傳統(tǒng)技術(shù)的設(shè)備占地面積減少，使得維修檢修工作更加便利。結(jié)構(gòu)也更加簡單，使得操作方式更加簡單，上手容易，培訓(xùn)周期短，而且可回收利用。

(三)選擇明確。處理化學(xué)水的過程對水體中的異物分子、離子、粒子、油性、脂性物質(zhì)等針對比較明確，保證了分離技術(shù)工序明確，程序透明，具有很好的可控性，為以后的創(chuàng)新和濾膜材料的選擇提供了更廣闊的選擇余地。

(四)能耗低。因?yàn)閷λ疁匾筝^低，不需要再進(jìn)行冷卻或加熱，常溫下可以連續(xù)工作。對能源的損耗少。同樣的工序下分別采用電透析技術(shù)和全膜分離技術(shù)，因全膜分離技術(shù)的能耗較低，相對于電透析技術(shù)的工段，全膜分離技術(shù)的相關(guān)處理設(shè)備更穩(wěn)定流暢，為電廠持續(xù)生產(chǎn)提供了強(qiáng)力的保障。

(五)物理穩(wěn)定。整個(gè)過程為全物理分離，無任何化學(xué)試劑添加，憑借優(yōu)異的物理性能，實(shí)現(xiàn)全程零污染，在一定程度上降低了成本。保證了工作環(huán)境的安全及工作難度。

四、全膜分離技術(shù)的應(yīng)用

全膜分離技術(shù)在不同的程序和工藝要求的階段應(yīng)用也是不一樣的，在目前主要采用三種形式。

(一)反滲透分離技術(shù)

反滲透分離技術(shù)的原理其實(shí)很簡單，技術(shù)利用膜兩側(cè)水體的濃度不一樣而進(jìn)行的一種離子置換的物理技術(shù)。水體濃度高的一側(cè)壓力大于水體濃度低的一側(cè)，在壓力的作用下，水分子透過了濾膜，溶質(zhì)中的有機(jī)物、雜質(zhì)微粒、金屬鹽離子等隔離在濾膜另一側(cè)從而達(dá)到水、質(zhì)分離的效果。反滲透分離技術(shù)操作便捷、產(chǎn)水水質(zhì)高、耗能需求低、轉(zhuǎn)化率高。

(二)超濾分離技術(shù)

超濾分離技術(shù)的也是應(yīng)用了水體兩側(cè)濃度差的原理進(jìn)行分離。一般包括微濾和納濾兩種分離形式。它和反滲透分離技術(shù)的差別在于超濾分離技術(shù)的孔隙比較大，所以一般用于第一道過濾分離工序，先將水體中的顆粒比較大的雜質(zhì)過濾出來，避免下一道濾膜因雜質(zhì)過多而造成濾膜破裂或堵塞。所以超濾分離技術(shù)這道工序后的水體還是含有雜質(zhì)的。并不能直接排放，以免引發(fā)二次污染。

(三)電除鹽分離技術(shù)

電除鹽分離技術(shù)的基本原理是以電能作為動(dòng)力，采用離子交換膜為載體，在電場力的作用下使所攜帶電荷的離子及分子穿過濾膜，而離子交換膜又有陽離子膜與陰離子膜兩種，陽膜阻攔陰離子而釋放陽離子，陰膜阻攔陽離子而釋放陰離子。而將水和水中的離子分離，使水達(dá)到污水處理標(biāo)準(zhǔn)的要求。電除鹽離子分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于不受酸堿度、冷熱度的影響[2]。

全膜分離技術(shù)在處理化學(xué)水的實(shí)際應(yīng)用中，操作人員應(yīng)先通過活性炭過濾來將水體中的大顆粒雜質(zhì)、膠狀或油脂等明顯的雜物過濾出來，使得水體能夠保證基本的清澈狀態(tài)。通過超濾分離技術(shù)來處理水體中的大分子雜質(zhì)，用反滲透分離技術(shù)再去除二氧化碳，在電除鹽分離程序上通過電除鹽技術(shù)來完成金屬離子的去除。在整個(gè)全膜分離技術(shù)過程中，同一步驟可多次或間隔使用以求達(dá)到完善的水體凈化效果，有效降低人工操作的過程當(dāng)中可能出現(xiàn)的失誤或者因意外而導(dǎo)致的生產(chǎn)事故，從而降低生產(chǎn)所帶來的環(huán)境污染，以達(dá)到資源的可持續(xù)發(fā)展。

五、全膜分離技術(shù)應(yīng)用實(shí)例分析

電能作為一種清潔能源，一直是我們國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及城市發(fā)展的主要能源。電能在我們生活里占據(jù)了很大一部分，或者說是十之八九！日常生活里已經(jīng)離不開電能，衣食住行更是與電能息息相關(guān)。

隨著各行各業(yè)對工藝要求的不斷精益求精，全膜分離技術(shù)在電廠的化學(xué)水處理中得到廣泛應(yīng)用，且發(fā)展出一定規(guī)模與體系。例如：某小型發(fā)電廠也采用了全膜分離技術(shù)，這個(gè)小型發(fā)電廠的主要職能是針對日常生活中產(chǎn)生的垃圾進(jìn)行焚燒處理，產(chǎn)生的熱能用于發(fā)電。該小型發(fā)電廠總共有兩套生活垃圾焚燒設(shè)備每臺鍋爐的焚燒能力大約是一天500噸，鍋爐補(bǔ)水量是一次24噸，周期為24小時(shí)，補(bǔ)給水是當(dāng)?shù)厮?，并對原水再過濾，運(yùn)用了全膜分離技術(shù)，基于DOS設(shè)計(jì)系統(tǒng)，該小型發(fā)電廠在發(fā)電時(shí)，抽取水源地里面的水通過原水泵，輸送到活性炭過濾器中，經(jīng)活性炭過濾層過濾，過濾了原水中大顆粒的雜質(zhì)、油性、脂性等雜質(zhì)。再流經(jīng)超濾膜，進(jìn)一步的過濾掉大分子的雜質(zhì)。下一步水進(jìn)入了反滲透裝置里，除去二氧化碳，并進(jìn)入二級反滲透裝置，在反滲透作用力的作用下，進(jìn)入到電除鹽分離裝置箱，完成了鍋爐補(bǔ)水[3]。

上述整個(gè)過程都是應(yīng)用的物理技術(shù)，沒有摻加一點(diǎn)化學(xué)試劑，保證了過濾水的質(zhì)量，保證了環(huán)境的無污染與環(huán)保。并且全過程是自動(dòng)化控制，減少了人工成本，也減少了人工操作的誤差率。保證了安全的同時(shí)也降低了成本。

六、結(jié)語

全膜分離技術(shù)作為一種高新、高效的創(chuàng)新科技技術(shù)。在優(yōu)化了工序、降低了企業(yè)成本的前提下，保持了綠色生產(chǎn)、安全環(huán)保無污染的優(yōu)點(diǎn)。但是，全膜分離技術(shù)在實(shí)際的生產(chǎn)中還是存在一定的缺陷，比如全膜分離技術(shù)雖然有很強(qiáng)的選擇透過性，但是對同分異構(gòu)體卻也無能為力，無法實(shí)現(xiàn)完美分離。所以進(jìn)行全膜分離技術(shù)的技術(shù)改進(jìn)和理論創(chuàng)新需要技術(shù)人員的繼續(xù)努力，繼續(xù)對工藝技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，促使全膜分離技術(shù)在應(yīng)用效果的不斷提升。

水體污染的問題已經(jīng)敲響警鐘，人們的環(huán)境保護(hù)意識也越來越明確，也在積極尋求綠色生產(chǎn)的方式方法，結(jié)合目前水質(zhì)或多或少的污染的問題，全膜分離技術(shù)解決了污水問題給環(huán)境帶來了福音，還降低了企業(yè)的能耗與成本，減少水資源的浪費(fèi)，在贏得利益最大化的同時(shí)堅(jiān)持了綠色生產(chǎn)，環(huán)保無污染、可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)理念。