膜技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用

婁松山

摘要：社會的發(fā)展使人們對水質(zhì)要求更高，提高水處理技術(shù)水平，能夠使電廠運行效率提升，延長使用壽命，避免因水質(zhì)過低而造成的設(shè)備故障問題。膜技術(shù)的應(yīng)用能夠有效滿足電廠水質(zhì)要求，且處理成本低、操作簡便、具有較大規(guī)模，因此要重視膜技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：膜技術(shù);電廠水處理;應(yīng)用

1、膜技術(shù)概述

目前，膜技術(shù)在一些實驗及領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，相關(guān)研究人員針對膜技術(shù)展開了大量的研究與實驗，其中最常見的就是膜技術(shù)站在水處理中的應(yīng)用。膜技術(shù)其實就是指滲透、納濾、超濾、微濾以及電除鹽等技術(shù)。我國膜技術(shù)最早起源于20世紀70年代，然而當時人們對膜技術(shù)的認識并不充分，隨著科學技術(shù)的不斷進步，膜技術(shù)的優(yōu)點才逐漸凸顯出來并被人們了解。膜技術(shù)的特點在于不需要酸性物質(zhì)或堿性物質(zhì)的支持，并且具有較好的出水性能與穩(wěn)定性。

2、幾種常見的膜技術(shù)

2.1電除鹽技術(shù)

電除鹽又稱為EDI，該項技術(shù)是利用電場作用，使水中的無機離子得以去除。近幾年來，電除鹽技術(shù)在純水制備方面屬于新型技術(shù)。該項技術(shù)將傳統(tǒng)的電滲析技術(shù)與離子交換技術(shù)結(jié)合到一起，不僅使電滲析無法進行深度脫鹽的問題得到解決，同時又使離子交換工作連續(xù)性缺失，酸堿消耗無法跟進的問題得以彌補。鍋爐用水對電阻率、硬度以及硅的要求該技術(shù)的出水性質(zhì)都能夠很好的滿足。EDI膜堆指的是在兩個電極之間的一定對數(shù)單元。每個單元內(nèi)會有待除鹽的淡水室與收集所去除雜質(zhì)離子的濃水室。其中淡水室填滿了均勻的陰、陽離子交換樹脂，這些數(shù)值在兩個膜之間，陽離子只被允許通過陽離子膜，而陰離子只被允許通過陰離子膜。通過加在室兩端的直流電，樹脂床得以持續(xù)再生，電壓分解了水中的水分子，將其分解為H+，OH-。相應(yīng)的電極會吸引這些離子，并從陰、陽離子交換樹脂向所對應(yīng)膜的方向遷移，當離子從交換膜進入濃室時，H+與OH-會結(jié)合并生成水。這種機理實際上就是通過水的生成與離子遷移實現(xiàn)樹脂的持續(xù)再生。當進水中相應(yīng)的離子交換樹脂上吸附了的雜質(zhì)離子，例如Na+與Cl-等，這些雜質(zhì)離子就會與普通混床內(nèi)一樣，發(fā)生離子交換反應(yīng)，并置換出H+，OH-，如果H+，OH-向交換膜方向的遷移加入了離子交換樹脂內(nèi)的雜質(zhì)離子，那么這些離子就會從樹脂直接連續(xù)透過交換膜，并進入濃水室。受到相鄰隔室交換膜的阻擋，這些雜質(zhì)離子是無法向?qū)?yīng)電極的方向的遷移的，因此雜質(zhì)離子在能夠集中在濃水室，并被排除膜堆。

2.2超濾膜技術(shù)

超濾膜技術(shù)的清潔效率較高，其整體效果和質(zhì)量完全優(yōu)于傳統(tǒng)的工藝方法。能夠在一定程度上減少化學藥品的使用劑量，避免對環(huán)境和水源造成二次污染。該技術(shù)的特點是易于操作和使用，只有打開和暫停兩個文件。超濾膜工業(yè)技術(shù)具有穩(wěn)定的酸堿性以及良好的化學性，可以廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)當中。其具有耐高溫的特點，最高溫度可達到150℃，超強的耐高溫性能能夠在一定程度上起到殺菌以及消毒的作用。在pH值的規(guī)定范圍內(nèi)具有顯著的效果，但是在較強的酸堿溶劑中卻不能夠起到一定的效果。超濾膜處理技術(shù)的精準度越高，越能夠清除膠體物質(zhì)中99.99%的細菌以及有害物質(zhì)等。傳統(tǒng)的工業(yè)技術(shù)和方法在處理廢水過程中，不能夠滿足一般的處理工程，因此，超濾膜工業(yè)技術(shù)能夠有效處理工業(yè)廢水，其在當今社會的各個領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍較為廣泛，超濾膜工業(yè)技術(shù)的具體應(yīng)用主要有以下幾個方面：飲用水的處理方面、造紙的廢水處理、含油處理以及城市生活廢水凈化等其他方面。

2.3全膜法水處理

全膜法（IMT）水處理工藝技術(shù)是一項新型水處理技術(shù)，它是利用超濾、微濾、反滲透和EDI技術(shù)等的有效結(jié)合，對工業(yè)廢水及市政污水等污染的水質(zhì)中的微生物、大分子、礦物質(zhì)等各種雜質(zhì)進行去除并深入進行脫鹽的一種超高技術(shù)，并能通過電滲析結(jié)合離子交換技術(shù)進行高純水提取，達到水質(zhì)完全循環(huán)利用的效率，有效改善廢水對環(huán)境的污染率。也就是說全膜法水處理是一種高效率排污、深度脫鹽的一種先進水處理技術(shù)和工藝，它不僅能夠直接進行鍋爐水補給、工藝用水，而且也能滿足電子超純水、循環(huán)用水等的高標準和高要求。其中EDI技術(shù)的應(yīng)用最為關(guān)鍵，EDI結(jié)合了電滲析技術(shù)與離子交換技術(shù)，因而在水處理過程中能夠起到持續(xù)除鹽、無酸堿排放污染及操作簡便等作用;超濾和反滲透技術(shù)的應(yīng)用則可以進行廢水的濾過和回收利用。

3、膜技術(shù)在我國電廠水處理中的具體應(yīng)用

3.1反滲透（RO）和電除鹽（EDI）

3.1.1采用蒸餾方法制備蒸餾水。它可以追溯到20世紀30～50年代.蒸餾技術(shù)的進一步發(fā)展就是閃蒸，目前仍然有人采用這種方法制備純水。它制備的純水，其水質(zhì)大約是電導率1～10Ls/cm.對于高參數(shù)鍋爐來講，這種水質(zhì)不能滿足要求，還需進一步采用離子交換方法處理。

3.1.2采用離子交換方法制備純水。隨著化學工業(yè)的發(fā)展和離子交換技術(shù)的完善，逐步采用離子交換方法制備純水.國外是從20世紀50～60年代開始的，國內(nèi)是在20世紀60～70年代開始的。離子交換法可以制備純度極高的水質(zhì)，這也是目前國內(nèi)發(fā)電廠早期廣泛采用的純水制備方法。采用的系統(tǒng)是陽床-陰床-混床，在這里我們稱它為早期純水制備方法。

3.2超濾

超濾也是壓力型驅(qū)動膜，但它分離原理與反滲透膜不同，它基本上屬于多孔膜上的機械截留，分離范圍為大分子物質(zhì)、病毒、膠體等，表征它分離性能的指標通常用截留分子量來表示，如截留分子量為10萬，表示水中分子量大于10萬的物質(zhì)基本上都無法透過膜，被截留在膜面。超濾的截留能力是傳統(tǒng)的原水預(yù)處理裝置所無法比擬的。超濾可以除去水中98%的膠體硅，而傳統(tǒng)水處理系統(tǒng)只能除去水中20%左右的膠體硅。在對多家發(fā)電企業(yè)的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，超濾投運后，極大的降低爐水和蒸汽中二氧化硅含量，提高蒸汽品質(zhì)，并且有效延長了后續(xù)反滲透系統(tǒng)清洗的周期，延長反滲透膜運行壽命，提高電廠運行的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。目前，超濾在大型發(fā)電機組的水處理中已廣泛應(yīng)用起來。

3.3納濾和微濾

3.3.1納濾

納濾又稱松散型反滲透，它和反滲透一樣，可以去除水中離子和有機物，但它對二價離子去除率高（95%以上），對一價離子去除率低（40%～80%）。納濾的這一性能決定了它的用途，目前一般在生活飲用水處理上代替反滲透，它有保留一定礦物質(zhì)又能去除有機物的優(yōu)點.在發(fā)電廠水處理中，人們較多關(guān)注的是它用作循環(huán)冷卻水處理。去除硬度以防垢，以及用于循環(huán)冷卻水排水的回收利用。但是由于投資費用高，目前尚無人使用。

3.3.2微濾

微濾是指濾除水中0.1Lm以上顆粒的膜過濾。它在電子工業(yè)純水處理中用作終端處理，去除水中顆粒狀物。目前發(fā)電廠對純水中顆粒狀物要求不高，所以應(yīng)用較少，將來在超超臨界機組補給水處理上可能有所應(yīng)用。但微濾良好的分離性能，在電廠水處理中仍有許多地方可以應(yīng)用。比如，在大機組凝結(jié)水中的金屬腐蝕產(chǎn)物（氧化鐵）顆粒，有人檢測，其粒徑大部分在5～10Lm，可以用微濾予以去除，這是凝結(jié)水過濾除鐵的一種形式。類似裝置已有使用，但目前所用微孔濾膜的孔徑較大.還有人用0.45Lm濾膜濾除凝結(jié)水（或給水）中的鐵，濾除率達98%，因此，如果用0.45Lm濾膜進行微孔過濾，除鐵效果更好.再比如，某廠曾在發(fā)電機冷卻水系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)有微生物生長，此即純水中的微生物，如果采用微孔濾膜對內(nèi)冷水系統(tǒng)中部分水進行分流過濾，則可以大大消除這種隱患。

4、結(jié)束語

膜技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用必將推動水處理技術(shù)的進一步提高，并將會對其他處理技術(shù)的發(fā)展起到借鑒的作用。隨著膜技術(shù)在電廠水處理中的深入應(yīng)用，它也必將推動中國整個電廠水處理行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]?孫詠紅等.超濾在反滲透預(yù)處理工藝中的應(yīng)用[J].水處理技術(shù)，1993，19（6）：350～353.

[2]?董秉直等.膜技術(shù)應(yīng)用于凈水處理的研究和現(xiàn)狀[J].給水排水，1999，25（1）：28～31.

（作者單位：神華國華孟津發(fā)電有限責任公司）