膜技术在电厂水处理中的应用

娄松山

摘要：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。

关键词：膜技术;电厂水处理;应用

1、膜技术概述

目前，膜技术在一些实验及领域的应用十分广泛，相关研究人员针对膜技术展开了大量的研究与实验，其中最常见的就是膜技术站在水处理中的应用。膜技术其实就是指渗透、纳滤、超滤、微滤以及电除盐等技术。我国膜技术最早起源于20世纪70年代，然而当时人们对膜技术的认识并不充分，随着科学技术的不断进步，膜技术的优点才逐渐凸显出来并被人们了解。膜技术的特点在于不需要酸性物质或碱性物质的支持，并且具有较好的出水性能与稳定性。

2、几种常见的膜技术

2.1電除盐技术

电除盐又称为EDI，该项技术是利用电场作用，使水中的无机离子得以去除。近几年来，电除盐技术在纯水制备方面属于新型技术。该项技术将传统的电渗析技术与离子交换技术结合到一起，不仅使电渗析无法进行深度脱盐的问题得到解决，同时又使离子交换工作连续性缺失，酸碱消耗无法跟进的问题得以弥补。锅炉用水对电阻率、硬度以及硅的要求该技术的出水性质都能够很好的满足。EDI膜堆指的是在两个电极之间的一定对数单元。每个单元内会有待除盐的淡水室与收集所去除杂质离子的浓水室。其中淡水室填满了均匀的阴、阳离子交换树脂，这些数值在两个膜之间，阳离子只被允许通过阳离子膜，而阴离子只被允许通过阴离子膜。通过加在室两端的直流电，树脂床得以持续再生，电压分解了水中的水分子，将其分解为H+，OH-。相应的电极会吸引这些离子，并从阴、阳离子交换树脂向所对应膜的方向迁移，当离子从交换膜进入浓室时，H+与OH-会结合并生成水。这种机理实际上就是通过水的生成与离子迁移实现树脂的持续再生。当进水中相应的离子交换树脂上吸附了的杂质离子，例如Na+与Cl-等，这些杂质离子就会与普通混床内一样，发生离子交换反应，并置换出H+，OH-，如果H+，OH-向交换膜方向的迁移加入了离子交换树脂内的杂质离子，那么这些离子就会从树脂直接连续透过交换膜，并进入浓水室。受到相邻隔室交换膜的阻挡，这些杂质离子是无法向对应电极的方向的迁移的，因此杂质离子在能够集中在浓水室，并被排除膜堆。

2.2超滤膜技术

超滤膜技术的清洁效率较高，其整体效果和质量完全优于传统的工艺方法。能够在一定程度上减少化学药品的使用剂量，避免对环境和水源造成二次污染。该技术的特点是易于操作和使用，只有打开和暂停两个文件。超滤膜工业技术具有稳定的酸碱性以及良好的化学性，可以广泛应用于各个行业当中。其具有耐高温的特点，最高温度可达到150℃，超强的耐高温性能能够在一定程度上起到杀菌以及消毒的作用。在pH值的规定范围内具有显著的效果，但是在较强的酸碱溶剂中却不能够起到一定的效果。超滤膜处理技术的精准度越高，越能够清除胶体物质中99.99%的细菌以及有害物质等。传统的工业技术和方法在处理废水过程中，不能够满足一般的处理工程，因此，超滤膜工业技术能够有效处理工业废水，其在当今社会的各个领域中的应用范围较为广泛，超滤膜工业技术的具体应用主要有以下几个方面：饮用水的处理方面、造纸的废水处理、含油处理以及城市生活废水净化等其他方面。

2.3全膜法水处理

全膜法（IMT）水处理工艺技术是一项新型水处理技术，它是利用超滤、微滤、反渗透和EDI技术等的有效结合，对工业废水及市政污水等污染的水质中的微生物、大分子、矿物质等各种杂质进行去除并深入进行脱盐的一种超高技术，并能通过电渗析结合离子交换技术进行高纯水提取，达到水质完全循环利用的效率，有效改善废水对环境的污染率。也就是说全膜法水处理是一种高效率排污、深度脱盐的一种先进水处理技术和工艺，它不仅能够直接进行锅炉水补给、工艺用水，而且也能满足电子超纯水、循环用水等的高标准和高要求。其中EDI技术的应用最为关键，EDI结合了电渗析技术与离子交换技术，因而在水处理过程中能够起到持续除盐、无酸碱排放污染及操作简便等作用;超滤和反渗透技术的应用则可以进行废水的滤过和回收利用。

3、膜技术在我国电厂水处理中的具体应用

3.1反渗透（RO）和电除盐（EDI）

3.1.1采用蒸馏方法制备蒸馏水。它可以追溯到20世纪30～50年代.蒸馏技术的进一步发展就是闪蒸，目前仍然有人采用这种方法制备纯水。它制备的纯水，其水质大约是电导率1～10Ls/cm.对于高参数锅炉来讲，这种水质不能满足要求，还需进一步采用离子交换方法处理。

3.1.2采用离子交换方法制备纯水。随着化学工业的发展和离子交换技术的完善，逐步采用离子交换方法制备纯水.国外是从20世纪50～60年代开始的，国内是在20世纪60～70年代开始的。离子交换法可以制备纯度极高的水质，这也是目前国内发电厂早期广泛采用的纯水制备方法。采用的系统是阳床-阴床-混床，在这里我们称它为早期纯水制备方法。

3.2超滤

超滤也是压力型驱动膜，但它分离原理与反渗透膜不同，它基本上属于多孔膜上的机械截留，分离范围为大分子物质、病毒、胶体等，表征它分离性能的指标通常用截留分子量来表示，如截留分子量为10万，表示水中分子量大于10万的物质基本上都无法透过膜，被截留在膜面。超滤的截留能力是传统的原水预处理装置所无法比拟的。超滤可以除去水中98%的胶体硅，而传统水处理系统只能除去水中20%左右的胶体硅。在对多家发电企业的调研中发现，超滤投运后，极大的降低炉水和蒸汽中二氧化硅含量，提高蒸汽品质，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。

3.3纳滤和微滤

3.3.1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。

3.3.2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%，因此，如果用0.45Lm滤膜进行微孔过滤，除铁效果更好.再比如，某厂曾在发电机冷却水系统中发现有微生物生长，此即纯水中的微生物，如果采用微孔滤膜对内冷水系统中部分水进行分流过滤，则可以大大消除这种隐患。

4、结束语

膜技术在电厂水处理中的应用必将推动水处理技术的进一步提高，并将会对其他处理技术的发展起到借鉴的作用。随着膜技术在电厂水处理中的深入应用，它也必将推动中国整个电厂水处理行业的发展。

参考文献：

[1] 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.

[2] 董秉直等.膜技术应用于净水处理的研究和现状[J].给水排水，1999，25（1）：28～31.

（作者单位：神华国华孟津发电有限责任公司）