电厂化学水处理中反渗透膜技术的应用

孔祥贡 李建兴

中图分类号：TM632 文献标识：A 文章编号：1674- 1145（2020）01- 155- 01

摘 要 反渗透技术的核心和基础是膜分离技术，利用反渗透膜完成水处理过程。本文结合其基本原理与系统构成，分析其在电厂化学水处理中的应用。

关键词 电厂 化学水处理 反渗透膜

在运用反渗透技术时，要进行适当的压力管理，通过压力的增加，给技术添加反渗透的应用能力，同时也要对其中的精密度和复杂性有深刻的认识，避免造成机械的损伤，还要维护其膜的功能性，保证反渗透处理达到其有效性。

一、反渗透技术的基本原理与系统组成

（一）基本原理

反渗透膜是实现反渗透技术的核心元件，是具有一定特性人工半透膜，采用高分子材料，模拟生物半透膜材料制成。

反渗透又称逆渗透，是以压力差为推动力，从水溶液中分离出溶剂的膜分离操作，是实现水过滤杂质的过程。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，对膜一侧施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会向反方向渗透，将这些物质和水分离开来。在膜的低压侧得到的溶剂称为渗透液；高压侧得到浓缩的溶液称为浓缩液。若用反渗透技术处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。就可以使反渗透压力达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。

（二）系统组成结构

反渗透系统主要由2套保安过滤器、2套高压泵、反渗透膜组、2套阻垢剂投加系统与1套清洗装置组成。其中保安过滤器是一种滤芯为5μm的立式柱状设备，内部装有57支长度为40inch、过滤精度为5μm的均孔PP熔喷滤芯，将其安装在反渗透系统本体前，用于阻止水体中的大颗粒物通過反渗透膜，保护反渗透膜的完好性；高压泵用于为装置提供进水压力，使水克服渗透压顺利通过反渗透膜进入产水侧，满足预设产水量需求；反渗透膜组用于将出水分为淡水、浓水两部分，利用浓水调节阀调节产水/浓水比与反渗透回收率，保障回收率、脱盐率分别达到75%，98%以上；阻垢剂投加系统用于将阻垢剂加入到反渗透系统的进水中，防范浓水中的CaCO3，MgCO3，CaSO4等难溶盐析出结垢导致反渗透膜被堵塞，在配制阻垢剂时需结合水质情况进行配比、加药量的合理设计。

二、反渗透膜技术在电厂化学水处理中的应用

（一）应用实例分析

以某电厂为例，该厂日常生产用水为市内一污水处理厂二级处理后的污水，将污水进行深度处理后转化为工业水补给水源，并选取某水库地表水、城市地下水分别作为电厂锅炉补给水源与备用水源。在厂内设有水处理站，运用生物膜反应器处理工艺，但在水处理站最初设计阶段未将地表水、中水纳入到生产用水考虑范畴中，在后续处理污水、地表水时仍选取聚合氯化铝加入到多介质过滤器中，导致在保安过滤器滤芯处附着大量的A1（OH）3胶体，使其运行压差急剧上升、使用寿命大幅缩短，影响到反渗透水处理系统的运行性能。

（二）预处理工艺

鉴于在反渗透处理过程中进水体积持续减小、水中的悬浮颗粒与溶解性物质浓度持续增大，导致悬浮物质在反渗透膜上不断沉积、堵塞进水流道，由此增大其摩擦阻力；同时当浓水中的难溶性盐类物质饱和度达到上限时将会沉淀出来，在反渗透膜表面形成结垢，导致反渗透膜的通量减小、运行压力与摩擦阻力提升，进而使产水水质下降。基于上述两项原因将造成膜污染现象，因此在反渗透水处理系统设计过程中需增加预处理工艺，降低悬浮物、有机物、难溶盐等物质对反渗透膜造成污染的几率，有效改善进水水质、提升反渗透膜的可靠性。

选取原水进入反渗透装置前的时间节点运用预处理工艺，在系统中依次设置多介质过滤器、活性炭过滤器与保安过滤器，定期更换多介质过滤器与活性炭过滤器中的滤料、避免其失效，借此滤除原水中的溶解性有机物与余氯等杂质，降低出水COD含量；选用反洗型保安过滤器，定期进行反洗与超声处理，防止细菌滋生与杂质沉积，采用15t/（h，1T1）滤元过滤面积，借此减少滤元更换周期与更换数量，降低成本支出。同时，通过在反渗透系统中加酸调节入口处水的pH值，结合CaCO3垢沉积条件、膜元件最佳运行pH值进行加酸剂量调节，例如CA膜的最佳运行pH值约为5.5，TFC膜的pH值为6.0-7.0。此外，还需加强对反渗透加药环节的精细化设计，注重结合电厂水质的实际特征进行混凝剂的合理选取，用于去除水体中的悬浮物、胶体颗粒等杂质，实现改善水质目标。例如在选用聚丙烯酸作为阻垢剂后，则不应再选用阳离子型聚电解质作为絮凝剂，避免对膜元件寿命造成影响。

（三）反渗透膜清洗处理

通常在反渗透水处理系统正常运行状态下，需每年针对反渗透膜化学清洗1-2次，并结合膜元件的具体情况进行清洗配方的设计，例如当前普遍采用柠檬酸、盐酸、十二烷基磺酸钠等物质配制清洗液，能够收获良好的清洗效果。

三、结语

随着时代发展，反渗透水处理技术被广泛应用到废水处理中，依托当代科学技术的变革创新和反渗透水处理技术的日趋成熟，充分发挥渗透膜在分离技术中的作用。更好的服务于水处理工作同时，提高污染水的回收利用价值。

参考文献：

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[2]纪文莹.基于反渗透装置在电厂水处理中的应用分析[J].中国科技投资，2017（29）：125-126.