浅析超滤技术在火电厂水处理工艺中的运用

李婷

摘要：火力发电工业中，随着机组向大容量高参数特点发展，火电机组对补给水品质及生产稳定性的要求越来越高。对环境问题的日益重视也要求火电厂对降低各类水工艺的排污率及减少酸碱耗量提出了更高的要求，因此传统的“混凝沉淀-过滤-离子交换树脂”工艺面对这些更高的要求已力不从心。目前国内外火力发电厂中，水处理过程中愈来愈多采用的是膜分离技术，其中超滤技术是应用最为广泛的水处理新技术之一。本文对超滤技术及其在火电厂水处理工艺中的运用进行分析。

关键词：超滤技术；火电厂；水处理

1、超滤技术概述

超滤是利用一种压力活性膜，在外界推动力（压力）作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质，而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程（原理见图1）。通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为3×104～1×105的物质。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，水分子和分子量小于300～500的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。也就是说，当水通过超滤膜后，可将水中含有的大部分胶体硅除去，同时可去除大量的有机物等。在超滤过程中，由于被截留的杂质在膜表面上不断积累，会产生浓差极化现象，当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层，使膜的透水量急剧下降，这使得超滤的应用受到一定程度的限制。为此，需通过试验进行研究，以确定最佳的工艺和运行条件，最大限度地减轻浓差极化的影响，使超滤成为一种可靠的反渗透预处理方法。

2、超滤技术的特点

首先，与传统技术相比超滤技术要更为先进，更符合当今社会对水资源的需要，比传统技术效率更高。第二，这项技术在工作时运用到的基本上都是物理技术，没有化学物品参与其中，不会对经过净化的水造成污染，从一定程度上节约了成本。第三，超滤技术在工作时操作非常简单，而且这项技术运用用到的设备并不多，工作时也是全自动形式，非常方便，简单。第四，超滤技术有很强的耐酸碱度的特点，一般的技术都会考虑到这方面的问题，但超滤技术当中本身就具有耐酸碱度的特性，所以这也是它的一项优点。第五，超滤技术的投资成本比较低，因为运用到的仪器比较少，操作也简单，所以投入的成本也相对较少。最后，超滤技术可以在超过一百度的温度下仍然正常运行，这样不但可以进行高温杀菌，同时还可以对水体进行净化。

3、超滤技术在火电厂水处理工艺中的运用

3.1超滤技术在锅炉补给水处理中的应用

在锅炉补给水处理中，超滤可有效截留悬浮颗粒、胶体及微生物，但超滤对于低分子量溶解性有机物去除率较低，且对原水水质有一定要求。根据原水条件及不同参数机组对补给水的要求，超滤与其他水处理工艺技术主要有以下组合：（1）常规预处理工艺（混凝+砂滤，下同）+UF+一级除盐+混床（2）常规预处理工艺+UF+RO+一级除盐+混床（3）常规预处理工艺+UF+RO+EDI（4）常规预处理工艺+生物预处理（活性碳过滤器）+UF+RO+混床（EDI）

超滤在各种水处理工艺中主要是作为RO、離子交换除盐设备或EDI的预处理工艺，超滤通过截留水中悬浮物、胶体、微生物等污染物质，为下一级水处理装置提供优质的供水，减轻或避免了下一级水处理装置的污染，减轻了下一级水处理装置的处理负担。UF+RO+终端除盐技术（混床或EDI）是经典的水处理组合工艺，超滤可有效降低原水SDI、浊度及微生物，大大降低了RO设备膜损伤和微生物污染，而RO则可除去大部分溶解性盐分及小分子量有机物，减低了混床或EDI的处理负担及再生消耗，混床或EDI混床或EDI则去除水中残余溶解性盐分，从而使该水处理工艺组合出水达到锅炉补给水水质指标。也可以看出，超滤对有机物去除能力的不足，衍生出在常规预处理工艺和超滤之间增设生物预处理和活性碳过滤器的工艺组合。

3.2超滤技术在循环冷却水处理中的应用

电厂中用水和废水排量非常大，其中电厂用水量大部分都是循环冷却水，现在由于水资源越来越少，环境问题也日益严重，尽快的研究出循环冷却水处理技术是非常重要的。以下是循环冷却水的特点：一是盐含量会随着水体的蒸发量而增高；二是水体中的结垢性和腐蚀性较高，水质不稳定；三是水体中滋生出很多的微生物；四是为了使循环水能够更加的澄清添加了对水体不利的混凝剂；五是水体不干净有许多的杂质和灰尘。现在对循环冷却水的最好的处理办法是进行废水集中处理，制定出补给水的预处理系统和循环水的利用系统。在以前都是使用冲灰水的方法处理循环水的废水排放问题，随着干除灰技术和高浓度水力冲灰技术的发展，循环水废水的水质已经属于可回收利用的行列。所以根据循环水废水的排放性质来说，最理想的处理工艺是混凝砂滤，因为它可以除掉许多的大分子有机物和悬浮物，而超滤会对水体进行再一次的净化。目前在我国已经有许多个电厂使用了混凝过滤+UF的水处理方法来应用到循环水废水排放冲灰的过程当中，这种锅炉补给水系统的与处理工艺，会使节约用水。

由于我国现阶段的控制循环冷却水的浓缩比率水平还不够，所以虽然现在的循环冷却水处理工艺理论说能够应用，但是就现在的实际情况而言，对于我国而言这些水处理工艺还不能真正应用到电厂中。所以现在大部分电厂仍然在用阻垢分散剂是很难满足现在的需求，而且会导致循环水污水排放量较大，同时浓缩比率也会降低。而用混凝砂滤+超滤+RO的处理工艺成本太高，这会对个别电厂造成经济压力。但是也可以利用循环冷却水的弱酸处理和添加阻垢分散剂两种处理方法结合在一起，再加上混凝砂滤+UF技术进一步处理，来增加浓缩倍率，降低污水排水量。

4、结语

超滤与传统的预处理工艺相比，系统简单、操作方便、占地小、投资省、且水质极优，可满足各类反渗透装置的进水要求。合理地选择运行条件和清洗工艺，可完全控制超滤的浓差极化问题，使此预处理方法更可靠。超滤膜的污染和防治将直接关系到超滤设备的应用效率和稳定性，也是超滤技术应用能力的表征。超滤膜的重度污染将严重降低超滤膜的使用寿命和性能，基于超滤设备成本主要来自于超滤膜本身，超滤膜的污染和防治技术十分重要。

参考文献：

[1]超滤膜发展现状概述及国内外工程应用分析[J].巨姗姗.净水技术.2015（04）.

[2]超滤处理高藻水过程中膜污染特性及控制研究[D].瞿芳术.哈尔滨工业大学2012.

（作者单位：山西平朔煤矸石发电有限责任公司）