超滤及反渗透技术在电厂锅炉补给水处理系统中的应用

2020-08-06李霞

建材发展导向 2020年15期

李霞

（山东南山铝业股份有限公司，山东龙口 265713）

1 超滤及反渗透技术在电厂锅炉补给水处理系统补水

由于水资源的不足和循环经济的发展，锅炉也开始下水，使用合格的补给水是锅炉能够安全，经济，可靠，稳定运行，产生合格蒸汽和热水的前提..锅炉补给水的质量通常要求不低于相应锅炉给水质量标准中规定的：硬度≈0，二氧化硅≤20μg/L，电导率20℃）0.2μs/cm..锅炉补给水水质不好会导致水垢的形成，高温对受热面金属的破坏，热效率降低，化学清洗次数增加和锅炉金属腐蚀，锅炉水中盐含量过高产生的苏打共沸现象导致蒸汽质量恶化。

2 软化脱盐主体的膜技术

适用的膜分离技术单元工艺主要包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）和反渗透（RO）。不同类型膜拦截污染物的能力如图1所示。微滤可以拦截大量悬浮固体和细菌；超滤可以去除有机物、蛋白质、肽等。大分子；纳滤可以去除小分子有机物、二价离子和多价离子，而去除NaCl等单价无机盐的含量很低，理论上只有水才能通过。

拦截能力差异主要由结构的不同，导致不同的传质分离过程的机制。纳滤是反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，分离机制还没有一致的理论，主要包括：空间位阻通道模型，解决扩散模型、空间扩散模型、空间电荷模型、固定电荷模型和唐南效果。反渗透的分离机制和其他压力驱动膜过程是不同的，因为膜表面膜孔，没有拦截效果更好，各种离子去除率可以达到的高度。其分离效果取决于组件通过溶解、吸附和扩散膜和膜的化学、物理性质，通过组件和膜之间的相互作用有很大关系［2］。

3 膜分离技术在发电站锅炉给水中的应用

3.1 工序预处理

预处理中常用的膜分离技术是超滤。传统的预处理技术主要有凝聚，澄清，砂滤等，虽然它们的工艺成熟，但出水水质很难满足后续处理（纳水滤，反渗透）的进水要求。作为预处理的超滤和凝聚沉淀的出水水质，使用超滤技术时，出水浊度在0.1NTU以下。

3.2 软化脱盐主体的膜技术

在以往的锅炉给水处理中，一般采用离子交换法进行软化脱盐处理，装置面积大，树脂再生需要大量的化学药剂，不仅成本高，还会大量产生高盐含量的废水。因此，采用膜技术进行深度处理具有较大的现实意义。

3.3 电渗析脱盐技术

电渗析器主要通过电迁移和膜分离过程实现对水溶液的脱盐作用。与通常的锅炉用钠离子交换器的软化不同，在除去硬度，碱度的同时，水中的其他阴阳离子也被除去，但钠离子交换器只是将水中的钙镁离子变换为钠离子，水中的总盐量没有变化，碳酸离子和其他阴阳离子没有减少［3］。

3.4 反渗透/纳米过滤脱盐软化技术

反渗透技术作为锅炉给水处理的预脱盐装置，大幅度削减离子交换系统的再生废酸和废碱的排放量，有助于环境保护，同时去除水中的微粒子，有机物，胶体物质，有助于减轻离子交换树脂的污染，延长离子交换树脂的寿命。比较的结果是，逆渗透和离子交换系统在产水量相同的情况下，设备投资基本相同，逆渗透运转与离子交换相比减少了一半，逆渗透不需要大量的有害化学物质，虽然面临着环境污染的严重化，但根据迄今为止研究者的长期工程经验，参考欧美及我国的应用实例，在此基础上，纳米过滤技术今后也将得到改善。选择不同工艺路线，对EDI制备的各高纯水的主要离子含量进行了详细分析，比较了各离子浓度显著低于反渗透（RO）和混合床离子交换（IE）技术的产水。

3.5 多阶段除软盐技术

由于不同锅炉对补给水质的要求不同，采用NF和RO一级技术，二级技术以及串联技术对自来水进行了软化脱盐实验研究，表明不同技术可以分阶段满足不同锅炉的补给水质标准。实验结果表明：一级NF和一级RO满足中低压温水锅炉给水水质要求，回收率相同，NF比RO更节能。二级NF和二级RO，NF-RO和RO-NF工艺均可满足中低压蒸汽锅炉给水水质要求，串联工艺处理效果优于二级NF，比二级RO节省能源；RO-NF和二次RO工艺可以满足高压锅炉给水的水质要求；纳米过滤膜法的防水成本较低。