膜技術在電廠水處理中的應用

摘 要：文章簡要介紹了膜處理工藝原理及國內外發展現狀，論述了在鍋爐補給水改造工程實例中進行的應用關鍵技術和系統集成的研究，對工程實施后的運行狀況進行了試驗測試和分析。對膜處理技術進一步推廣應用具有積極的意義。

關鍵詞：膜技術；水處理；電廠

引言

對于膜技術而言，很多年前一直不被人們公認，但是最近這幾年隨著社會的發展，電力技術的不斷提高，膜技術的潛力已經被很多專家所公認，在美國，這項技術已經普遍存在了，很多年前美國專家就說：一直沒有像膜技術這么廣泛的被眾人應用，從這點可以清楚的看出，膜技術已經在世界各地起到了顯著的效果，被很多人所公認。

1 膜技術原理簡單的介紹

在一些實驗當中，膜技術已經被廣泛的應用了，學者們采用各種方法對膜技術進行實驗，其中水處理的方法是經常見的，而我們經常提到的膜技術，就是指滲透、納濾、超濾、微濾、還有電除鹽等一些技術。在我們國家，所謂的膜技術是在20世紀70年代到80年代出現的，當時并沒有被很多人重視，可是過了幾年后，膜技術的優點慢慢的被人們所認識。它的特點較為明顯，比如不需要一些酸物質的幫助，還有堿物質幫助，而且出水性能比較好，還很穩定。到目前為止，反透技術已經被多國家應用了，尤其是我們國家應用的最廣泛。反透技術一般是說一種高分子材料，這種材料是薄膜。能夠在一些外在壓力作用下，讓溶液當中的水分解一些物質，從而達到分離的目的。

2 膜分離技術簡單介紹

膜分離技術已經在我國被很多人熟知，這項技術給純水的提供，還有廢水的處理帶來了巨大的幫助，膜分類技術是和水處理有有關的主要包含以下幾點，其中主要是包括滲透、超濾、微濾等。這種原理非常簡單，無非就是選擇一種固定的材料，然后從中分離出水和雜質。

反透技術是膜技術中的一種，然而這種技術可以說是一種橫流過濾的技術，它和一些簡單的過濾技術相比并不一樣，主要不同點是：大多數的過濾技術都是垂直過濾，然后反滲透技術需過濾液體橫向流過反滲透膜。這就是二者之間主要的區別。

電除鹽EDI技術我們可以簡單的理解是靠電場的場力作用，去掉水中的一些離子，這些離子可以是無機的離子，這是一項新技術，近幾年比較常見一些。EDI將傳統的電滲析技術和離子交換技術有機地結合，既克服了電滲析不能深度脫鹽的缺點，又彌補了離子交換不能連續工作、需消耗酸堿再生的不足。EDI的出水水質能滿足鍋爐用水對電阻率、硬度和硅的要求。

3 膜技術在水處理中的應用案例

華電某發電公司現水處理室6套制水設備由于建成年代較早，處理工藝采用傳統的離子交換工藝，對膠體硅、有機物等物質基本無去除作用，出水水質接近行業標準的上限，最終產水導電率一般在0.15us/cm以上（標準為小于0.2us/cm）。造成4臺機組熱力系統水汽品質不高，氫電導不能滿足標準要求，且系統沉積率居高不下（四臺機組大修檢查，垢量一直偏大，為二、三類設備），對機組熱效率有一定影響。

供熱期，由于自來水水質改變頻繁，此問題越發突出，主要表現在一級除鹽導電高，混床運行時間短，大大增加了酸、堿用量和人工勞動強度。同時超濾布袋過濾器的頻繁堵塞，造成超濾反滲透系統無法連續運行，提高了生產制水的成本。

水處理#3單元改造及#8單元鍋爐補給水增容改造項目均采用超濾、反滲透膜工藝。工藝流程為：生水箱→生水加熱器→超濾供水泵→自清洗過濾器→超濾裝置→超濾水箱→超濾產水泵→保安過濾器→高壓泵→反滲透裝置→反滲透水箱→反滲透產水泵→8號陽離子交換器→8號除碳器→8號中間水箱→8號中間水泵→8號陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵→500立方水箱。

超濾、反滲透工藝比單純離子交換工藝先進，出水水質優于單純一級除鹽。改善了鍋爐補給水處理系統的出水水質，尤其是膠體硅、有機物、TOC、氫電導率等指標，從根本上解決機組水汽品質合格率較低的問題，盡量杜絕熱力設備結垢、腐蝕、沉積，提高機組熱效率和安全經濟性，減緩鍋爐等化學清洗頻度，減少檢修費用。

改造后主要經濟技術指標完成如下：

因此在減緩鍋爐水冷壁的結垢速率，汽輪機葉片的積鹽速率方面有影響，在機組安全穩定運行方面有更深刻的意義。膜分離過程是物理過程，無需再生劑，所以減少酸、堿排放量，保護了水體環境。

技改工程實施后一級除鹽運行周期由15小時延長為720小時左右，按照超濾、反滲透80%的投入率計算，一年一級除鹽運行周期再生可減少480次左右。每年節約再生酸堿費用120余萬元。

由于超濾、反滲透工藝存在反洗水、濃水排放，造成自用水大。在分類回收利用方面仍有部分節能潛力可挖。

4 膜技術在電廠水處理應用中的新發展

膜技術經常應用在電廠水處理當中，而且采用的是最先進的工藝流程：預處理→反滲透→EDI電除鹽，膜技術發展的進步，使得超濾以及微濾處理的能力也大大的提高。微濾和超濾是壓力驅動膜，然后反透膜的分離原理和它卻不是一樣的，這種情況一般都是屬于機械截留，主要目的是為了分解一些顆粒比較大的分子物質，還有一些膠體、病毒等。經過一些相關的試驗，我們可以證明，作為預處理裝置的微濾而言，反滲透生產出來的水量比較清晰，而且污染性還是很小的，所以，對于一些反滲透膜的化學清洗次數，我們可以規定到每月一次，或者更多次。如果考慮預處理工藝出水水質對后續反滲透膜的壽命影響，可以大幅延長反滲透膜的壽命，從而降低維修、清理、更換方面的成本。“UF-RO”膜工藝進行除鹽試驗，其出水硬度、活性硅、電導率等參數均能滿足電廠超高壓、亞臨界鍋爐的補水水質要求。

5 結束語

我國反滲透膜的性能及膜的投資費用是膜技術在電廠中迅速推廣應用的主要障礙。隨著反滲透膜新材料的研究及其制造成本的不斷下降，以及運行經驗的不斷積累，反滲透的投資和運行費用會不斷降低。但應當注意到，隨著水資源的日趨緊張以及環保等要求的逐步加強，膜技術必將在我國電廠水處理中取得越來越廣泛的應用，從而創造更大的經濟價值和社會價值。

參考文獻

[1]DL/T951-2005.火電廠反滲透水處理裝置驗收導則[S].

[2]曲書芳，孫立，南明軍，等.EDI技術在發電行業化學水處理系統中的應用[J].山東電力技術，2003（5）.

[3] 郭包生，王靜，張雨山.超濾膜和微濾膜在污（廢）水處理中的應用研究現狀及發展趨勢[J].工業水處理，2001，21（3）.

[4]Fu Qiang， Shin HJ， Lee BJ， Han HK. Enhanced systemic exposure of fexofenadine via the intranasal administration of chitosan-coated liposome. Int J Pharm，430（1-2） ：161-6， 2012.

作者簡介：劉德宏（1968，5-），男，江蘇鹽城，工程師，主要從事建設工程管理和電廠化學、環保等相關工作。