電廠鍋爐補給水處理中全膜法水處理技術的應用分析

收稿日期：2024-03-06

作者簡介：徐彬（1983—），男，江蘇蘇州人，工程師。研究方向：電廠化學、環(huán)境保護。

摘要：全膜法水處理技術是一種高效的膜分離與濃縮工藝，廣泛應用于電廠鍋爐補給水處理中。全膜法水處理技術涵蓋納濾、反滲透和離子交換等多種工藝，通過去除微生物、溶解離子和有機物等，提高補給水的質量和鍋爐的運行效率。然而，該技術也面臨一些挑戰(zhàn)。因此，有必要分析全膜法水處理技術，為電廠鍋爐補給水處理的改進提供參考。

關鍵詞：全膜法水處理技術；電廠鍋爐；補給水處理；具體應用

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）05-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.05.048

Analysis on Application of full membrane water treatment technology in power plant boiler feedwater treatment

XU Bin1， WANG Zuomin2

（1. Jiangsu Wangting Power Generation Branch of China Huadian Corporation Ltd.， Suzhou 215000， China;

2. Baiyinhua Jinshan Power Generation Co.， Ltd.， Xilingol League 026200， China）

Abstract： The full membrane water treatment technology is an efficient membrane separation and concentration process， which is widely used in the treatment of boiler feedwater in power plants. The full membrane water treatment technology covers various processes such as nanofiltration， reverse osmosis， and ion exchange， by removing microorganisms， dissolved ions， and organic matter， it improves the quality of feed water and the operational efficiency of boilers. However， this technology also faces some challenges. Therefore， it is necessary to analyze the full membrane water treatment technology to provide reference for the improvement of boiler feedwater treatment in power plants.

Keywords： full membrane water treatment technology; power plant boilers; feedwater treatment; specific applications

電廠鍋爐補給水的水質要求極高，直接影響鍋爐運行效率、設備壽命和能源消耗。全膜法水處理技術可以滿足水質要求，逐漸成為電廠鍋爐補給水處理的主流方法之一。該技術通過納濾、反滲透和離子交換等步驟，去除補給水中懸浮物、微生物、溶解離子和有機物等，從而提高水質。

1 全膜法水處理技術簡介

全膜法水處理技術是一種高效的膜分離與濃縮工藝，它通過膜的選擇透過性實現(xiàn)固體、溶質和溶劑的分離。全膜法水處理技術主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等膜分離方法。一是微濾。微濾膜的孔徑范圍比較大，通常在0.1～10.0 μm。微濾膜主要用于分離懸浮固體、細菌、部分膠體顆粒和大分子有機物等，常用于飲用水和工業(yè)廢水的預處理。二是超濾。超濾膜的孔徑介于微濾和納濾之間，通常在0.005～0.100 μm。超濾膜可以去除溶解性高分子有機物、膠體、細菌和病毒等，廣泛應用于飲用水凈化、廢水處理以及食品、藥品生產中的濃縮和分離。三是納濾。納濾膜的孔徑在超濾和反滲透之間，通常在0.001～0.010 μm。納濾膜具有較高的去除率，可以有效去除多價離子、有機物和微小顆粒，常用于飲用水中重金屬、硝酸鹽的去除以及工業(yè)廢水的處理和資源回收。四是反滲透。反滲透膜的孔徑最小，通常小于0.001 μm。反滲透膜能夠有效去除幾乎所有的溶解性固體、有機物和離子，廣泛應用于海水淡化、飲用水處理、工業(yè)廢水處理和電子、電鍍、藥品等領域的純化和濃縮[1-4]。

2 電廠鍋爐補給水處理中全膜法水處理技術的應用價值

2.1 去除溶解性離子和懸浮固體

電廠鍋爐補給水常含有各種溶解性離子和懸浮固體，如鈉、鐵、鎂、鈣和硅酸鹽等。如果不有效去除這些物質，就會導致鍋爐結垢、腐蝕等問題。全膜法水處理技術中，納濾膜和反滲透膜能夠高效地去除水中的離子、有機物和微小顆粒，大幅度減少鍋爐內部結垢，提高鍋爐運行效率，并延長使用壽命。

2.2 降低水的硬度

在電廠鍋爐補給水處理中，全膜法水處理技術的應用可以降低水的硬度。一是減少結垢。補給水中的鈣、鎂等物質在高溫條件下析出形成沉淀物，附著于鍋爐內壁。全膜法水處理技術中，反滲透膜可以有效去除補給水中的鈣、鎂等物質，減少結垢。這有助于減少鍋爐的熱阻，提高傳熱效率，降低能耗。二是延長設備使用壽命。結垢會導致鍋爐內部管道和設備受損，增加維護費用，并可能導致設備故障和停機。通過降低水的硬度，全膜法水處理技術可以減少結垢，延長鍋爐和設備的使用壽命，減少維護成本和停機時間。三是減少藥劑的使用。傳統(tǒng)的水處理方法通常需要投加藥劑來控制水的硬度。全膜法水處理技術可以直接降低水的硬度，減少對藥劑的依賴，降低藥劑使用成本和環(huán)境影響。

2.3 控制水質化學成分

在電廠鍋爐補給水處理中，全膜法水處理技術的應用可以控制水質的化學成分。一是控制水中的離子含量。鍋爐補給水的離子含量直接影響鍋爐運行效率和使用壽命。過多的鈉和硫酸鹽會導致鍋爐水垢的形成，氯離子和溶解氧會加速鍋爐金屬的腐蝕。全膜法水處理技術中，納濾膜和反滲透膜可以有效去除水中的氯離子，精確控制水的化學成分，避免化學變化對設備的負面影響。二是預防水質污染。水質污染會降低水質，增加設備危害，減少電廠生產效益。全膜法水處理技術的應用可以有效去除水中的溶解性離子和懸浮固體，避免病菌和病毒的傳播，減少水中重金屬等有害物質的積累。三是控制水的pH。合理的pH可以減少金屬的腐蝕和鍋爐水垢的形成，保證水的穩(wěn)定性和安全性。全膜法水處理技術可以控制水的pH，避免鍋爐渦流和腐蝕。

2.4 提高水利用效率

全膜法水處理技術中，納濾膜和反滲透膜可以將補給水中的溶解性離子和懸浮固體去除，產生高質量的水。這種水可以循環(huán)利用，用作鍋爐補給水，達到節(jié)約水資源的目的。循環(huán)利用補給水可以降低對自然水源的依賴，減少對環(huán)境的影響，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。傳統(tǒng)的水處理方法可能會產生大量廢水，造成水資源浪費。全膜法水處理技術利用高效的納濾和反滲透，可以減少廢水的產生量。廢水回收和再利用可以降低對新鮮水的需求，提高水利用效率，減少水資源浪費。全膜法水處理技術可以高效去除補給水中的溶解性離子和懸浮固體，生產凈化水。凈化水可以滿足鍋爐需求，鍋爐運行效率和穩(wěn)定性也得到提升[5-7]。

3 電廠鍋爐補給水處理中全膜法水處理技術的具體應用

3.1 納濾

在電廠鍋爐補給水處理中，納濾利用膜的選擇性分離作用，將水中的微小顆粒、膠體物質、有機物質和細菌等高分子量的溶質截留在膜表面，同時允許水分子和溶解物通過膜孔，從而實現(xiàn)對水的凈化。在電廠鍋爐補給水處理中，納濾主要用于去除顆粒物、膠體物質、有機物、溶解物和微生物。納濾膜可以有效地去除水中的懸浮物、細微顆粒和膠體物質，避免它們在鍋爐中沉積，提高鍋爐的熱傳遞效率和運行穩(wěn)定性。納濾膜可以去除水中的有機物質和溶解物，減少水中的有機物濃度，避免其在鍋爐中分解產生有害物質和沉積物，降低鍋爐腐蝕和結垢風險。納濾膜可以有效地過濾水中的細菌、病毒和其他微生物，減少微生物在鍋爐中的生長和繁殖，避免微生物引起腐蝕、堵塞和污染。納濾可以有效地凈化鍋爐補給水，保證鍋爐正常運行，延長設備使用壽命。同時，納濾具有操作簡便、能耗低和凈化效果好等優(yōu)點，在電廠水處理領域得到廣泛應用[8-10]。

3.2 反滲透

電廠鍋爐補給水處理中，基于膜分離原理，反滲透可高效去除補給水中的離子、微生物和有機物等，有效凈化鍋爐補給水。經過高壓作用，反滲透膜能夠高效過濾補給水中的大部分離子，包括礦化物離子、重金屬離子和營養(yǎng)離子等，減少水垢和紅銹，保證水質。反滲透膜是一種高精密的膜片，孔徑在0.001 μm左右，能夠過濾水中大部分的微生物，包括細菌、病毒等，降低鍋爐污染風險，提高運行穩(wěn)定性和安全性。反滲透可以有效去除補給水中的有機物，如碳水化合物、石油類和藥品殘留等，降低鍋爐內污染物含量，減少對自然環(huán)境的影響。反滲透膜可以大幅減少水中溶解性離子和有機物等的含量，提高水質。處理后的高質量水可以循環(huán)使用，用作鍋爐補給水，提高水資源利用效率。在電廠鍋爐補給水處理中，反滲透可以去除水中的離子、微生物和有機物等，提高水質，降低污染風險，提升鍋爐運行效率和穩(wěn)定性，同時節(jié)約水資源，減少環(huán)境影響[11-13]。

3.3 離子交換

電廠鍋爐補給水處理中，離子交換通過樹脂吸附和釋放離子的原理，去除補給水中的溶解性離子，特別是鈣、鎂等物質，以提高水質。高硬度水會產生水垢，影響鍋爐熱交換器的熱傳導，導致能量損失和設備損壞。離子交換將鈣、鎂等物質吸附在離子交換樹脂上，釋放軟化水，有效降低水的硬度。離子交換可以去除水中的有害離子，如鉛、汞和鎘等重金屬。這些有害離子對鍋爐設備和操作人員都有潛在危害，離子交換處理可以提高水的安全性。離子交換可用于調節(jié)水質，使得補給水符合特定要求。可以通過樹脂交換調整水的酸堿度，以滿足鍋爐補給水的特殊需要。離子交換樹脂進行水處理后會逐漸飽和，需要進行再生，以恢復吸附和交換能力。樹脂再生是一個循環(huán)過程，使用再生液對樹脂進行沖洗，去除吸附的離子，使樹脂恢復吸附能力[14-15]。在電廠鍋爐補給水處理中，離子交換主要用于去除鈣、鎂等物質和其他有害離子，調節(jié)水質，提高水的安全性和適應性。

4 結語

在電廠鍋爐補給水處理中，全膜法水處理技術具有重要的應用價值，應用前景非常廣闊。全膜法水處理技術可以去除微生物、溶解離子和有機物等，提高水質，減少鍋爐設備的損壞。未來，可以進一步優(yōu)化全膜法水處理技術，降低使用成本，以提高該技術在電廠鍋爐補給水處理中應用的可行性和可持續(xù)性。

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