电厂化学水处理中全膜分离技术的应用

张鹏举

(大唐太原第二热电厂，山西 太原 030000)

英国科学家弗兰克林给我们提出了“电”的概念。英国物理学家迈克尔·法拉第使我们能够驾驭这个危险而又高效的“猛兽”。经过长时间的“驯化”，我们驯服了“它”，然而随之而来的很多问题等待我们去解决。

一、电厂化学水处理方法

在生物有机学和高分子材料学高速发展的环境下，电厂化学用水的处理技术已经与过去有了很大的创新与改变，传统的层次过滤法和离子置换法已经不再适用在这个注重以绿色发展、环保为理念的新时代。一代又一代聪明的人发现、发明了一系列的新处理技术，例如：树脂技术、全膜分离处理技术、微生物处理技术等。电厂化学水处理技术越来越多元化。

二、全膜分离技术的释义

全膜分离技术作为应用于电厂化学水处理的一种高新、高效的技术。必然是有着领先于现在现有技术的前提下才会被值得推广和应用。

(一)全膜分离技术指通过带有极细小孔隙的滤膜所具有的选择性透过性的特点将溶液与溶质或者不同直径的微粒进行分离的新型分离技术。因全膜分离属于物理分离法，在这种技术的支持下整个水处理过程无需添加任何化学试剂，确保了最后得到的水的质量满足了国家规定的有关标准和规范。故符合环保、绿色、无污染的可持续发展技术。

(二)全膜分离技术又包含有扩散渗透、电渗透、反渗透、超过渗透模式。按照其孔隙直径大小的不同，可将其分为微滤膜(MF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)，以及超滤膜(UF)[1]。

三、全膜分离技术的优点

(一)绿色环保。传统分离技术会添加某些化学添加剂或其他化学催化剂来帮助杂质分离、沉淀、置换。全膜分离技术是不采用任何化学试剂作为助剂，只凭借本身优异的物理性能来实现阴阳离子间的分离，从而使分离出来的水达到循环使用的作用。安全、环保、绿色、无污染，没有二次污染。

(二)功能环境。全膜分离技术使用的设备相较于传统技术的设备占地面积减少，使得维修检修工作更加便利。结构也更加简单，使得操作方式更加简单，上手容易，培训周期短，而且可回收利用。

(三)选择明确。处理化学水的过程对水体中的异物分子、离子、粒子、油性、脂性物质等针对比较明确，保证了分离技术工序明确，程序透明，具有很好的可控性，为以后的创新和滤膜材料的选择提供了更广阔的选择余地。

(四)能耗低。因为对水温要求较低，不需要再进行冷却或加热，常温下可以连续工作。对能源的损耗少。同样的工序下分别采用电透析技术和全膜分离技术，因全膜分离技术的能耗较低，相对于电透析技术的工段，全膜分离技术的相关处理设备更稳定流畅，为电厂持续生产提供了强力的保障。

(五)物理稳定。整个过程为全物理分离，无任何化学试剂添加，凭借优异的物理性能，实现全程零污染，在一定程度上降低了成本。保证了工作环境的安全及工作难度。

四、全膜分离技术的应用

全膜分离技术在不同的程序和工艺要求的阶段应用也是不一样的，在目前主要采用三种形式。

(一)反渗透分离技术

反渗透分离技术的原理其实很简单，技术利用膜两侧水体的浓度不一样而进行的一种离子置换的物理技术。水体浓度高的一侧压力大于水体浓度低的一侧，在压力的作用下，水分子透过了滤膜，溶质中的有机物、杂质微粒、金属盐离子等隔离在滤膜另一侧从而达到水、质分离的效果。反渗透分离技术操作便捷、产水水质高、耗能需求低、转化率高。

(二)超滤分离技术

超滤分离技术的也是应用了水体两侧浓度差的原理进行分离。一般包括微滤和纳滤两种分离形式。它和反渗透分离技术的差别在于超滤分离技术的孔隙比较大，所以一般用于第一道过滤分离工序，先将水体中的颗粒比较大的杂质过滤出来，避免下一道滤膜因杂质过多而造成滤膜破裂或堵塞。所以超滤分离技术这道工序后的水体还是含有杂质的。并不能直接排放，以免引发二次污染。

(三)电除盐分离技术

电除盐分离技术的基本原理是以电能作为动力，采用离子交换膜为载体，在电场力的作用下使所携带电荷的离子及分子穿过滤膜，而离子交换膜又有阳离子膜与阴离子膜两种，阳膜阻拦阴离子而释放阳离子，阴膜阻拦阳离子而释放阴离子。而将水和水中的离子分离，使水达到污水处理标准的要求。电除盐离子分离技术的优点在于不受酸碱度、冷热度的影响[2]。

全膜分离技术在处理化学水的实际应用中，操作人员应先通过活性炭过滤来将水体中的大颗粒杂质、胶状或油脂等明显的杂物过滤出来，使得水体能够保证基本的清澈状态。通过超滤分离技术来处理水体中的大分子杂质，用反渗透分离技术再去除二氧化碳，在电除盐分离程序上通过电除盐技术来完成金属离子的去除。在整个全膜分离技术过程中，同一步骤可多次或间隔使用以求达到完善的水体净化效果，有效降低人工操作的过程当中可能出现的失误或者因意外而导致的生产事故，从而降低生产所带来的环境污染，以达到资源的可持续发展。

五、全膜分离技术应用实例分析

电能作为一种清洁能源，一直是我们国家的经济建设以及城市发展的主要能源。电能在我们生活里占据了很大一部分，或者说是十之八九！日常生活里已经离不开电能，衣食住行更是与电能息息相关。

随着各行各业对工艺要求的不断精益求精，全膜分离技术在电厂的化学水处理中得到广泛应用，且发展出一定规模与体系。例如：某小型发电厂也采用了全膜分离技术，这个小型发电厂的主要职能是针对日常生活中产生的垃圾进行焚烧处理，产生的热能用于发电。该小型发电厂总共有两套生活垃圾焚烧设备每台锅炉的焚烧能力大约是一天500吨，锅炉补水量是一次24吨，周期为24小时，补给水是当地水源，并对原水再过滤，运用了全膜分离技术，基于DOS设计系统，该小型发电厂在发电时，抽取水源地里面的水通过原水泵，输送到活性炭过滤器中，经活性炭过滤层过滤，过滤了原水中大颗粒的杂质、油性、脂性等杂质。再流经超滤膜，进一步的过滤掉大分子的杂质。下一步水进入了反渗透装置里，除去二氧化碳，并进入二级反渗透装置，在反渗透作用力的作用下，进入到电除盐分离装置箱，完成了锅炉补水[3]。

上述整个过程都是应用的物理技术，没有掺加一点化学试剂，保证了过滤水的质量，保证了环境的无污染与环保。并且全过程是自动化控制，减少了人工成本，也减少了人工操作的误差率。保证了安全的同时也降低了成本。

六、结语

全膜分离技术作为一种高新、高效的创新科技技术。在优化了工序、降低了企业成本的前提下，保持了绿色生产、安全环保无污染的优点。但是，全膜分离技术在实际的生产中还是存在一定的缺陷，比如全膜分离技术虽然有很强的选择透过性，但是对同分异构体却也无能为力，无法实现完美分离。所以进行全膜分离技术的技术改进和理论创新需要技术人员的继续努力，继续对工艺技术进行优化，促使全膜分离技术在应用效果的不断提升。

水体污染的问题已经敲响警钟，人们的环境保护意识也越来越明确，也在积极寻求绿色生产的方式方法，结合目前水质或多或少的污染的问题，全膜分离技术解决了污水问题给环境带来了福音，还降低了企业的能耗与成本，减少水资源的浪费，在赢得利益最大化的同时坚持了绿色生产，环保无污染、可持续发展的技术理念。