反滲透技術在電廠水處理的應用探討

摘要：反滲透技術在電廠水處理中的應用不僅實現(xiàn)了廢水的重復利用，同時也降低了企業(yè)的成本，提高企業(yè)盈利能力，在電廠水處理中可以大力推廣。文章分析了反滲透技術的基本工作原理，闡述了其在實踐中應用的重要作用，針對技術的應用條件，結合實際案例進行探索，以期通過文章的分析和研究，實現(xiàn)該技術的全面普及和推廣應用。

關鍵詞：反滲透技術；電廠水處理；廢水利用；反滲透裝置；反滲透原理；水處理系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2015）09-0051-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0781

反滲透的研究起步于20世紀50年代，當時美國一位科學家通過對海鷗進行解剖，試圖解釋海鷗能夠飲用高濃度海水的現(xiàn)象。這位科學家發(fā)現(xiàn)海鷗體內存在一種膜結構在外力作用下，能夠將高濃度海水中的淡水析出，供海鷗飲用。這種膜質結構在后來被稱為半透膜，而這種水分從高濃度向低濃度轉移的現(xiàn)象被稱為反滲透。近年來，關于反滲透技術的研究越來越多，并且該技術逐漸在實踐中慢慢推廣開來，也取得了一定的實踐成就，下面將對技術進行詳細的分析。

1 反滲透技術基本原理和作用

1.1 反滲透技術的基本原理

滲透在物理學角度上解釋是溶液中的水經(jīng)過膜結構由濃度低的一側向濃度高的一側流動，最后水的流動使膜兩側溶液濃度相等。反滲透是相對于滲透而言，通過施加一定的壓力使水從高濃度的一側通過膜結構向低濃度的一側流動，而特殊的膜結構使溶液中的鹽分不會通過，最后將溶液中的鹽分與水分進行分離。反滲透的作用原理如圖1：

圖1 反滲透的基本原理

1.2 反滲透技術在電廠水處理中的作用

反滲透技術在電廠中的應用一方面是將排放的廢水經(jīng)過反滲透處理得到可以使用的淡水，再次投入到使用中。同時也可以將周圍工廠的廢水進行回收處理再次利用，減少了水資源的消耗，緩解用水緊張的問題。對于位于城市或者水資源較少地區(qū)的電廠，還能減少電廠的成本，實現(xiàn)電廠高效運作。另一方面，反滲透技術使沿海地區(qū)的電廠，可以充分利用海水資源，將海水進行處理后得到能夠使用的淡水，避免爭搶居民生活用水。

因此，反滲透技術在電廠水處理過程中具有積極的作用，一方面不僅降低電廠水資源的消耗，將廢水進行重復利用，緩解用水緊張的問題。另一方面利用廢水資源還使電廠降低成本，提高盈利。

2 反滲透技術在電廠水處理的技術支持

反滲透技術在電廠水處理應用的大致步驟如圖2

所示：

圖2 反滲透在電廠的應用工藝

反滲透技術在工廠實際操作中需要大量技術設備支持，目前我國電廠已具備這些技術支持，能夠完成電廠水處理流程。在整個系統(tǒng)過程中，由系統(tǒng)加熱器對水處理系統(tǒng)維持加熱作用，一方面是保證反滲透過程中的出水量，另一方面保持系統(tǒng)水溫衡定，有利于系統(tǒng)的正常運轉。初始狀態(tài)的水經(jīng)過簡單沉淀過濾后進入預處理階段。在預處理階段，電廠主要是對水質再進行一次深層過濾，包括機械加速澄清池和超濾系統(tǒng)等技術，在這個過程能夠實現(xiàn)過濾水中懸浮物質、膠狀物質和微生物的目的以及在超濾設備支持下實現(xiàn)泥沙等深層過濾，使進入反滲透系統(tǒng)的水質污染指標（即EDI）小于5。在反滲透系統(tǒng)中，配備有保安過濾器、反滲透膜堆等設備以防止反滲透系統(tǒng)結垢現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而保證反滲透系統(tǒng)的長期運行。

3 反滲透技術在電廠水處理的實例驗證

3.1 城市電廠反滲透應用

某電廠位于城市地段，其通過將周圍一污水處理廠初處理后的排放水進行反滲透再次處理，然后投入到電廠用水中去。在這個過程中該電廠回收的排放廢水300m3/h，占排放總量的75%。廢水經(jīng)回收處理進行再次使用的成本為3.1元/t，其中包含了廢水回收成本0.35元/t，以我國城市自來水價格約為4.56元/t計算，反滲透技術可以每年節(jié)約337t自來水，為企業(yè)節(jié)約自來水費用約571萬元。同時由于電廠進行廢水的回收使用，減少廢水廠的工作量，使得每年二氧化碳減少約312t，氨氮化合物的排放減少約142t。

3.2 貧水地區(qū)電廠反滲透應用

位于貧水地區(qū)的某電廠以城市生活排放水作為原水，通過反滲透作用進行處理投入使用。并且在技術上相比傳統(tǒng)技術更高，不僅解決電廠地理環(huán)境造成的水資源困難，同時也降低了處理成本。使用城市排放水，該電廠通過反滲透處理后水量為231m3/h，供給電廠運作的用水量達158m3/h，一定程度上緩解了用水緊張，降低電廠成本為電廠運作創(chuàng)造條件。

3.3 沿海電廠反滲透的應用

沿海地區(qū)某電廠同樣利用反滲透作用，將海水進行淡化處理，提供電廠生產(chǎn)用水。在這個過程中，電廠反滲透成本包括電力成本等，通過數(shù)據(jù)計算，每年單位單項運行成本為4.02元/t，降低了電廠的基礎成本。同時海水的含量充足，能夠滿足電廠長久發(fā)展的需要，使電廠避免與城市生活爭奪用水，緩解用水緊張。同時，海水使用受條件限制較少，不會出現(xiàn)用水短缺的問題，影響電廠的正常運轉。

4 反滲透技術在電廠水處理運用中的注意事項

由于反滲透技術主要是針對污水進行處理，實現(xiàn)水資源凈化，因此對于反滲透技術的設備及附屬條件需要進行合理維護更新，避免設備的老化和腐蝕。對于反滲透在電廠水處理中的運用需要注意以下事項：

4.1 做好反滲透前期的過濾工作

由于電廠使用的原水主要是污水，含有大量懸浮物和雜質等。過濾工作作為反滲透過程的基礎，需要嚴格控制，保證進入反滲透系統(tǒng)的水質標準（即EDI）在5以下。避免雜物混在水中進入反滲透系統(tǒng)，對系統(tǒng)滲透膜造成破壞，降低出水量效果和損壞設備。

4.2 對反滲透裝置進行定期沖洗

由于反滲透裝置長期進行滲透作用，盡管經(jīng)過過濾處理，水中仍含有大量雜質。這些雜質在反滲透裝置中沉積，一方面會影響反滲透裝置的作用效果，另一方面長期雜質累積會對裝置造成腐蝕，影響裝置的效果，從而影響電廠的正常運行。因此需要對反滲透裝置進行定期的沖洗。包括進行沖洗以及化學溶液的除垢等，對裝置上的垢質進行徹底清潔，維持半透膜的良好性能，延長裝置使用年限。

4.3 對反滲透裝置進行保護

電廠生產(chǎn)不是時刻進行的，反滲透裝置也不是時刻運行。反滲透裝置在停運期間，會受囤積污水影響，容易滋生微生物，影響反滲透膜的功效。因此在反滲透裝置暫停運營的期間內，需要進行沖洗清理消毒。同時還要保持反滲透裝置停運營期間的溫度設置，避免過高或過低溫度對反滲透膜造成損壞。

4.4 注意反滲透裝置的操作

由于反滲透裝置的操作需要嚴格遵循操作原則和操作流程，這就要求操作人員具備良好的技術能力，在裝置操作過程中要認真細致，避免人員操作失誤給裝置帶來的損壞。而反滲透裝置是電廠進行水處理的關鍵一步，裝置損壞將會給企業(yè)帶來損失，造成日常運營的障礙。

5 結語

綜上所述，反滲透技術在電廠水處理過程中具有重要作用。反滲透技術的使用使企業(yè)可以將廢水回收重復利用，緩解用水緊張，節(jié)約水資源。廢水重復利用降低電廠的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的效率和盈利。反滲透技術的使用也解決了電廠地理貧水的問題，可以使企業(yè)充分利用周圍資源、減少運輸成本等，使企業(yè)用最小的成本獲取最大的利益。

參考文獻

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作者簡介：張耀江（1970-），男，江蘇江陰人，江蘇常熟發(fā)電有限公司技師，研究方向：電廠水處理。

（責任編輯：秦遜玉）