膜技术在电厂水处理中的应用

宾煜

摘要：对于膜技术而言，很多年前一直不被人们公认，但是最近这几年随着社会的发展，电力技术的不断提高，膜技术的潜力已经被很多专家所公认，在美国，这项技术已经普遍存在了，很多年前美国专家就说：一直没有像膜技术这么广泛的被众人应用，从这点可以清楚的看出，膜技术已经在世界各地起到了显著的效果，被很多人所公认。

关键词：膜技术;电厂水处理;应用

社会的发展使人们对水质要求更高，提高水处理技术水平，能够使电厂运行效率提升，延长使用寿命，避免因水质过低而造成的设备故障问题。膜技术的应用能够有效满足电厂水质要求，且处理成本低、操作简便、具有较大规模，因此要重视膜技术在电厂水处理中的应用。

1、膜技术概述

膜技术出现时间较早，且随着研究的不断深入，膜技术逐渐完善，应用范围不断扩大。时至今日，膜技术依然有着极大的发展潜力与广阔的应用前景。如今，膜技术在社会各行业中仍然有着极高的关注度。水处理是膜技术最常见应用方式，根据性质不同主要有微滤、超滤、纳滤、电除盐以及反渗透这几种技术。

2、电厂水处理中膜技术的应用

2.1RO和EDI

2.1.1应用原理

RO即反渗透技术，其主要使用反渗透膜实现水处理工作。反渗透膜使用高分子材料制作而成，呈现半透特性，是具有选择性的薄膜。当其受外力作用，可以使水中某些成分和水分子选择性透过，实现水溶液的提纯、浓缩或者分离。EDI是电除盐技术，该技术主要利用电场实现对水溶液中无机离子的去除，属于一种新型水处理技术，通常应用于纯水制备。该技术在电渗析技术基础上将其和离子交换技术进行有效融合，使其克服了两种技术在应用过程中存在的缺点，实现了处理质量的提高。将其应用于电厂水处理工作中，可以充分满足锅炉对水质硬度、电导率等的要求。

2.1.2应用方式。2.1.2.1蒸馏法。蒸馏技术在20世纪中期就已经出现，随着科学技术的发展，如今出现了闪蒸技术。这种技术在纯水的制备中有着极好效果。通过闪蒸方式得到的纯水，其电导率为1～10Ls/cm。但这种纯水难以满足高参数锅炉运行条件，因此要使用离子交换方式进行再次处理。2.1.2.2离子交换法。离子交换法是我国电厂早期应用的纯水制备方式，在长期发展与完善下，离子交换技术已经趋近成熟，所制备出的纯水有着很高的纯度。在早期电厂中得到了广泛应用。2.1.2.3离子交换与反渗透结合。早期纯水制备中应用的离子交换技术需要应用酸碱再生措施，因此在纯水制备过程中会产生酸碱度较高的废液，不利于环境保护。此外，对具有较高含盐量的污水进行处理时，应用离子交换技术会使其处理成本升高。反渗透技术出现时间较晚，对含盐量较高废水有较好处理效果，将其与离子交换技术结合能够实现纯水制备质量提升。由于其应用效果好、制备成本低、效率高等优点，这种融合制备方式在电厂水处理中已经得到普及。2.1.2.4全膜工艺。全膜工艺在未来电厂水处理中有着极好发展前景，能够完全摆脱离子交换技术的应用并弥补离子交换技术中存在的不足。对其出水水质进行检测发现，其水质已经达到混床水质标准，且不需要应用酸碱再生技术，因此不向外界排放废液，有着极高自动化水平。

2.2超滤

超滤技术利用压力实现水处理工作，但其主要使用多孔膜作为材料，实现对水中杂质的机械性过滤，只能对具有较大分子的胶体、病毒或其他物质进行截留。截留分子量是超滤技术分离指标，根据具体分离需求不同，其分离指标也并不相同。若截留分子量为20万，则表示超过20万的物质都不能通过膜，从而实现物质的截留。与传统水处理设备相比，超滤有着较为优异的截留能力。若传统处理方式可以去掉原水中30%的杂质，则超滤方式的应用能够去除97%左右相同物质。且在电厂应用中发现，超滤技术的使用可以使锅炉中水和蒸汽的二氧化硅含量减少，实现蒸汽纯度的提升。并且有效延长了后续反渗透系统清洗的周期，延长反渗透膜运行寿命，提高电厂运行的经济性和稳定性。目前，超滤在大型发电机组的水处理中已广泛应用起来。

2.3纳滤和微滤

2.3.1纳滤。纳滤又称松散型反渗透，它和反渗透一样，可以去除水中离子和有机物，但它对二价离子去除率高（95%以上），对一价离子去除率低（40%～80%）。纳滤的这一性能决定了它的用途，目前一般在生活饮用水处理上代替反渗透，它有保留一定矿物质又能去除有机物的优点.在发电厂水处理中，人们较多关注的是它用作循环冷却水处理。去除硬度以防垢，以及用于循环冷却水排水的回收利用。但是由于投资费用高，目前尚无人使用。

2.3.2微滤。微滤是指滤除水中0.1Lm以上颗粒的膜过滤。它在电子工业纯水处理中用作终端处理，去除水中颗粒状物。目前发电厂对纯水中颗粒状物要求不高，所以应用较少，将来在超超临界机组补给水处理上可能有所应用。但微滤良好的分离性能，在电厂水处理中仍有许多地方可以应用。比如，在大机组凝结水中的金属腐蚀产物（氧化铁）颗粒，有人检测，其粒径大部分在5～10Lm，可以用微滤予以去除，这是凝结水过滤除铁的一种形式。类似装置已有使用，但目前所用微孔滤膜的孔径较大.还有人用0.45Lm滤膜滤除凝结水（或给水）中的铁，滤除率达98%。

3、膜技术在电厂水处理应用中的新发展

膜技术经常应用在电厂水处理当中，而且采用的是最先进的工艺流程：预处理寅反渗透寅EDI电除盐，膜技术发展的进步，使得超滤以及微滤处理的能力也大大的提高。微滤和超滤是压力驱动膜，然后反透膜的分离原理和它却不是一样的，这种情况一般都是属于机械截留，主要目的是为了分解一些颗粒比较大的分子物质，还有一些胶体、病毒等。经过一些相关的试验，我们可以证明，作为预处理装置的微滤而言，反滲透生产出来的水量比较清晰，而且污染性还是很小的，所以，对于一些反渗透膜的化学清洗次数，我们可以规定到每月一次，或者更多次。如果考虑预处理工艺出水水质对后续反渗透膜的寿命影响，可以大幅延长反渗透膜的寿命，从而降低维修、清理、更换方面的成本。“UF-RO”膜工艺进行除盐试验，其出水硬度、活性硅、电导率等参数均能满足电厂超高压、亚临界锅炉的补水水质要求。

4、结语

近年来，新型的膜技术近些年发展很快，随着新材料的研究及其制造成本的不断下降，还有运行经验的不断积累，反渗透的投资和运行费用不断降低，有许多技术很适合发电厂各种水处理工作，在锅炉补给水制备工艺中，在类似原水水质条件下，采用反渗透技术替代阳床、阴床一级除盐、采用电除盐EDI替代混床离子交换的膜法工艺，完全能够满足高压锅炉用水的要求。

参考文献：

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[2]孙咏红等.超滤在反渗透预处理工艺中的应用[J].水处理技术，1993，19（6）：350～353.

[3]王静等.超滤膜和微滤膜在污（废）水处理中的应用研究现状及发展趋势[J].工业水处理，2001，21（3）：4～7.

（作者单位：神华国华孟津发电有限责任公司）