超濾及反滲透技術(shù)在電廠鍋爐補給水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

李 霞

（山東南山鋁業(yè)股份有限公司，山東 龍口 265713）

1 超濾及反滲透技術(shù)在電廠鍋爐補給水處理系統(tǒng)補水

由于水資源的不足和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展，鍋爐也開始下水，使用合格的補給水是鍋爐能夠安全，經(jīng)濟，可靠，穩(wěn)定運行，產(chǎn)生合格蒸汽和熱水的前提..鍋爐補給水的質(zhì)量通常要求不低于相應(yīng)鍋爐給水質(zhì)量標準中規(guī)定的：硬度≈0，二氧化硅≤20μg/L，電導率20℃）0.2μs/cm..鍋爐補給水水質(zhì)不好會導致水垢的形成，高溫對受熱面金屬的破壞，熱效率降低，化學清洗次數(shù)增加和鍋爐金屬腐蝕，鍋爐水中鹽含量過高產(chǎn)生的蘇打共沸現(xiàn)象導致蒸汽質(zhì)量惡化。

2 軟化脫鹽主體的膜技術(shù)

適用的膜分離技術(shù)單元工藝主要包括微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO）。不同類型膜攔截污染物的能力如圖1所示。微濾可以攔截大量懸浮固體和細菌；超濾可以去除有機物、蛋白質(zhì)、肽等。大分子；納濾可以去除小分子有機物、二價離子和多價離子，而去除NaCl等單價無機鹽的含量很低，理論上只有水才能通過。

攔截能力差異主要由結(jié)構(gòu)的不同，導致不同的傳質(zhì)分離過程的機制。納濾是反滲透和超濾之間的壓力驅(qū)動膜分離過程，分離機制還沒有一致的理論，主要包括：空間位阻通道模型，解決擴散模型、空間擴散模型、空間電荷模型、固定電荷模型和唐南效果。反滲透的分離機制和其他壓力驅(qū)動膜過程是不同的，因為膜表面膜孔，沒有攔截效果更好，各種離子去除率可以達到的高度。其分離效果取決于組件通過溶解、吸附和擴散膜和膜的化學、物理性質(zhì)，通過組件和膜之間的相互作用有很大關(guān)系［2］。

3 膜分離技術(shù)在發(fā)電站鍋爐給水中的應(yīng)用

3.1 工序預處理

預處理中常用的膜分離技術(shù)是超濾。傳統(tǒng)的預處理技術(shù)主要有凝聚，澄清，砂濾等，雖然它們的工藝成熟，但出水水質(zhì)很難滿足后續(xù)處理（納水濾，反滲透）的進水要求。作為預處理的超濾和凝聚沉淀的出水水質(zhì)，使用超濾技術(shù)時，出水濁度在0.1NTU以下。

3.2 軟化脫鹽主體的膜技術(shù)

在以往的鍋爐給水處理中，一般采用離子交換法進行軟化脫鹽處理，裝置面積大，樹脂再生需要大量的化學藥劑，不僅成本高，還會大量產(chǎn)生高鹽含量的廢水。因此，采用膜技術(shù)進行深度處理具有較大的現(xiàn)實意義。

3.3 電滲析脫鹽技術(shù)

電滲析器主要通過電遷移和膜分離過程實現(xiàn)對水溶液的脫鹽作用。與通常的鍋爐用鈉離子交換器的軟化不同，在除去硬度，堿度的同時，水中的其他陰陽離子也被除去，但鈉離子交換器只是將水中的鈣鎂離子變換為鈉離子，水中的總鹽量沒有變化，碳酸離子和其他陰陽離子沒有減少［3］。

3.4 反滲透/納米過濾脫鹽軟化技術(shù)

反滲透技術(shù)作為鍋爐給水處理的預脫鹽裝置，大幅度削減離子交換系統(tǒng)的再生廢酸和廢堿的排放量，有助于環(huán)境保護，同時去除水中的微粒子，有機物，膠體物質(zhì)，有助于減輕離子交換樹脂的污染，延長離子交換樹脂的壽命。比較的結(jié)果是，逆滲透和離子交換系統(tǒng)在產(chǎn)水量相同的情況下，設(shè)備投資基本相同，逆滲透運轉(zhuǎn)與離子交換相比減少了一半，逆滲透不需要大量的有害化學物質(zhì)，雖然面臨著環(huán)境污染的嚴重化，但根據(jù)迄今為止研究者的長期工程經(jīng)驗，參考歐美及我國的應(yīng)用實例，在此基礎(chǔ)上，納米過濾技術(shù)今后也將得到改善。選擇不同工藝路線，對EDI制備的各高純水的主要離子含量進行了詳細分析，比較了各離子濃度顯著低于反滲透（RO）和混合床離子交換（IE）技術(shù)的產(chǎn)水。

3.5 多階段除軟鹽技術(shù)

由于不同鍋爐對補給水質(zhì)的要求不同，采用NF和RO一級技術(shù)，二級技術(shù)以及串聯(lián)技術(shù)對自來水進行了軟化脫鹽實驗研究，表明不同技術(shù)可以分階段滿足不同鍋爐的補給水質(zhì)標準。實驗結(jié)果表明：一級NF和一級RO滿足中低壓溫水鍋爐給水水質(zhì)要求，回收率相同，NF比RO更節(jié)能。二級NF和二級RO，NF-RO和RO-NF工藝均可滿足中低壓蒸汽鍋爐給水水質(zhì)要求，串聯(lián)工藝處理效果優(yōu)于二級NF，比二級RO節(jié)省能源；RO-NF和二次RO工藝可以滿足高壓鍋爐給水的水質(zhì)要求；納米過濾膜法的防水成本較低。

4 結(jié)語

綜上所述，膜分離技術(shù)在鍋爐給水處理中的成功應(yīng)用可以進一步降低鍋爐給水水源水質(zhì)的要求，并且可以盡可能地再利用大量生產(chǎn)生活污水，大幅度緩解水資源短缺的危機。