全膜分离技术在电厂化学水处理中的运用探讨

李茂清

（吉林电力股份有限公司）

0 引言

随着社会经济的快速发展，我国对电力的需求量也越来越大。为保证电力的稳定供应，电厂的正常运转是十分重要的。我国电厂所使用的水资源多为地下水和地表水，这些水资源或多或少都掺有杂质，因此在用于发电时需将其进行一定的处理，比如利用全膜分离技术来进行化学水处理。相较于传统的水处理方式，全膜分离技术更具优势，不仅在操作时更加安全简单，而且效果更加理想，因而在发电厂中被广泛运用于水质处理。

1 全膜分离技术概述

全膜分离技术，即以薄膜为媒介，在一定压力的推动下，把液体中不同粒径、成分的粒子分离开来。该技术多用于电厂化学处理当中，全膜分离技术可使水处理的整个过程无需使用化学药剂，仅以三膜过滤的工艺就可实现将原水的水质处理至符合国家相关标准。根据膜孔径大小的差异，全膜分离技术所使用的膜大多分为三种，即反渗透膜、超滤膜以及微滤膜。膜的孔径大小决定了膜的分离效果以及截流性能，可以根据不同要求将水分离出来，继而有效提升水处理效果。

2 全膜分离技术的特点

在传统的水处理方式里，想要去除水中的胶体、悬浮物等需要通过机械过滤的方式，再利用电透析技术将水中的离子去除，使水的硬度降低，最后通过调节酸碱度来实现离子再生。在整个水处理过程中会排放出具有污染性的酸碱化合物，如此不仅生产效率低下，劳动强度也相对较大，而且在机器维护方面也较为复杂，以至于水处理的成本也会有所提高。而利用全膜分离技术就可有效解决这些问题。

全膜分离技术可在常温下进行，因此技术人员的工作环境较为安全。其次，全膜分离技术主要依靠物理变化，在整个水处理过程中不添加任何药剂，因此能稳定水质，真正做到零污染、零排放。全膜分离技术的选择性极强，可在分子级内进行，是其他滤材无法替代的。除此之外，全膜分离技术所需的设备设施体积不大，占地面积小，结构简单，操作与维修都比较简单易上手，且员工在运用膜分离技术进行化学水处理时消耗的能源量较低，如此就可以使整个设备的性能一直处于相对稳定的状态，有效减少电厂成本。

3 全膜分离技术在电厂化学水处理中的具体运用

3.1 电除盐技术

在全膜分离技术当中，最难的技术当属电除盐技术。它是指在附加电场的作用下利用水中所携带的电荷及分子，以离子交换膜来将电解质与离子分离开来。离子交换膜分为阴膜和阳膜，阴膜仅通过阴离子，而阳膜则只过滤阳离子。电除盐技术的科学性较强，其工作原理是先将水进行合理的分解，让水中的离子之间相互作用，从而加速离子的移动，消除离子效应。再将水的电导率控制在标准范围内，以达到锅炉设备的供水要求。全膜分离技术不仅有效弥补了离子之间的交换限制，还使在电渗析时无法高度除盐的缺陷得以被克服，而且还能保证整个水处理过程安全环保无化学污染。

在应用电除盐技术时，需注意水中的一些物质对膜的影响，比如变价金属粒子、氧化剂、有硬度的元素等。其中氧化剂会与膜之间产生氧化反应，进而影响组件功能，使膜受到污染，严重时甚至可能导致破裂。变性金属离子也会加速催化剂氧化，金属元素则会影响电除盐的结构，从而导致水的酸碱度失衡［1］。

3.2 反渗透技术

在全膜分离技术当中，反渗透技术是一项先进的节能技术。其中采用的渗透膜是一种经过特殊处理的高端材料，可以有效发挥透水分子特性，具有产水水质高、成本低、操作简单等优势。其次，配备的膜设备也能快速实现导流、隔网、透膜等作用。其主要原理是以膜两侧的静压力为推动力，将含盐量比较高的杂质截留于导管中，使导管导出的水没有杂质，这是因为反渗透膜的孔径比较小，几乎只能让水分子透过渗透膜，它可以有效过滤水中的微生物、有机物、盐碱、胶体、可溶性金属盐等物质，从而达到净水的作用。由于反渗透技术在实际运用中无法完全过滤掉水中杂质，加之该技术还受多方面因素影响，比如水压力、成分、外界温度等，因而相关技术人员在反渗透系统中安装适量的回收装备，如此才能做到有效减排，提高水资源的回收效率，减少不必要的水资源浪费。

反渗透技术对于水中的悬浮物有比较高的要求，在运用该技术之前必须对原水进行预处理，将水中的悬浮物清除，以减少水资源的浑浊程度。对于较大的污染物，可以使用人工拦截的方式予以清除，对于体积较小或肉眼不可见的水中杂质，则需要借助相关设备来将其进行最大化地清除，这样不但可以让水处理的效果更佳，也可在很大程度上减少过滤膜的损耗。一般情况下，将水资源的污染指数降至5以下会使反渗透处理的效果更好，其中以污染指数小于3最好。其次在对水资源进行预处理时还要进行杀菌，抑制水中微生物的生长，如此可使处理后的水质更佳［2］。

3.3 超滤技术

超滤技术是电厂化学水处理的第一道工序。它使用的膜孔径较大，通常在1nm～0.05μm，其目的在于将大分子和颗粒状的大物质先行分离出去，进而达到水分离、过滤净化以及浓缩的目的。超滤技术的原理是以膜两侧的压力为驱动力，以膜为介质，当两侧受到一定的压力差时，水会流经膜的表面，再流入导管，如此完成了对水的初步筛滤。如果膜两侧的压力相同，比膜孔径小的水分子则可以通过，大于孔径的水分子则会被截留在膜上，如此就可有效达到溶液净化、溶液浓缩以及杂质隔离等目的。需要注意的是，超滤膜的截留特征多以有机物的截留分子量来表征，其截留分子量一般在1000～300000之间，因而通常用于水处理的第一个环节。

由于超滤膜是首道工序，因此在运行过程中可能会遇到较多的污染，比如胶体污染、有机物污染等。在地表水里存在着大量的胶体，比如淤泥、黏土等，如果没有对这些胶体物质进行相应的处理就直接运用超滤膜技术，就很容易使滤膜出现损伤。时间一长，大量胶体微粒附着于超滤膜表面，形成凝胶层，最后导致流水通道被堵塞。其次，水中的丹宁酸等有机物质也会吸附于膜表面，进而对膜的性能造成损伤，因此在运用该技术前一定要对水进行初步处理，比如将水中的大分子去除，以免造成不必要的设备损伤，出现水质处理不佳等情况［3］。

4 结束语

随着经济的发展，环境污染的情况也十分严峻。将全膜分离技术应用于电厂化学水处理当中是非常重要的，该技术既能使水污染的问题得以解决，也能使居民用水健康有所保障。其次，全膜分离技术在进行水处理时能做到零污染、零排放，使电厂进行化学水处理时更加高效，而且该技术所需的设备占地面积小，能耗低，对电厂的运行及发展都有积极地促进作用，因而在各大发电厂中得以广泛运用。