全膜分離技術及其在電廠化學水處理中的應用

文_蘇曉明 青島世創環境工程有限公司

1 全膜分離技術的概述

全膜分離技術指的是通過隔膜將溶液與溶質或者雜質進行分離的一種新型分離技術，研發成功于20世紀初期。全膜分離技術包含擴散滲析、電滲析、反滲透以及超過濾法等多個方面的內容，能夠在基礎環境中提供更為穩定的分離水條件。并且因其自身具有節能環保、過濾操作簡便、高效等優勢特征，在很多行業被廣泛應用，起到了十分重要的作用，現今已經成為我國分離科學中的一項關鍵技術。

全膜分離技術一般具有較高透水性，其化學成分組成相對穩定、具有較長的使用壽命、能夠更好的對生物污染進行處理。全膜分離技術在實際工作環境中擁有較高的適應性，使用壓力范圍和溫度范圍都較廣，也就意味著該技術在進行粒子分離的過程中，具有更好的穩定性。全膜分離技術的基本原理是在過濾中，利用泵增加料液的壓力，使其以一定的流速通過濾膜表面，在這一過程中，小于膜孔隙的物質將會透過濾膜流下，形成透析液；而大于膜孔隙的物質將被留在濾膜表面，達到過濾的效果。

2 電廠化學水處理的現狀

我國電廠化學水處理的現狀主要體現在以下2個方面。第一，傳統電廠化學水處理技術是多級處理方式，依照功能對處理設備的單元系統進行劃分。例如，廢水處理系統、汽水檢測系統等。但是這種傳統的功能性處理方式因操作難度復雜，空間面積較大等缺點，導致相關設備系統的維護工作具有一定困難。在科技不斷發展的背景下，化學水處理也相應進行了技術革新。目前我國火電廠化學水采用集中化的處理方式，節約了空間面積，在一定程度上提升了設備的運行效率。并且使用立體化的結構設計，設備系統布局較緊密，維護和管理工作較為便捷，具有很好的節能環保的效果。第二，電廠化學水處理工藝正朝著科學化、多元化的方向發展。傳統處理方式采用的離子交換措施已經不能滿足現今電廠的發展需求，經過不斷的完善和改革，電廠采用膜處理技術、反滲透技術等多種新型技術對化學水進行處理，不但有效彌補了傳統處理技術存在的缺陷，而且更利于節能環保能源使用理念的貫徹落實。

3 全膜分離技術在電廠化學水處理中的優勢特點

針對全膜分離技術在電廠化學水處理中的應用而言，其主要具備以下幾點優勢：

全膜分離技術功能環境較為穩定。在實際的處理過程中，全膜分離技術能夠為功能環境提供更強的適應性，保障了化學水處理過程的穩定性，為后續的相關工作提升了更加便利的環境條件，降低了工作壓力。

全膜分離技術的分子環境較為穩定。物理分子過濾是該分離技術的核心，在實際的功能環境中，并不需要任何化學添加劑以及催化劑，就能實現電子元素間的相互分離，從而達到循環利用的目的。并且在此基礎上，處理全過程沒有任何污染物產生，不會對周圍環境造成污染，在一定程度上，降低了化學水的處理成本。

全膜分離技術的粒子選擇較為明確。在此技術的實際功能環境中，主要針對的是流動水體中包含的分子進行過濾分離。這種較為明確的粒子選擇，不僅確保此分離技術分工明確，具有較高的可掌控性，更是為后續的功能延展以及過濾材料的選擇提供了更好的環境條件。

全膜分離技術的適應性較高。在實際的應用過程中，該技術所應用的設備裝置較少，相關設備結構簡單，具有更便捷的操作方式，有利于維修管理工作的順利開展，同時其回收率能夠通過人為控制在一定的范圍之內，更容易實現自動化的處理操作。

全膜分離技術具有良好的能源消耗優勢。在電廠采取此技術進行化學水的處理過程中，相應的能源消耗量較低，從而保證相關處理設備處于更加穩定的運行狀態，為電廠的持續生產提供了有力的保障。

全膜處理技術對溫度的要求較低。在實際的處理過程中，能夠實現對溫度敏感物質的有效分離，從而提高化學水處理的效率，達到化學水處理的理想效果。

4 全膜分離技術在電廠化學水處理中的具體應用

4.1 超過濾技術

超過濾技術是全膜分離技術在電廠化學水處理中的第一道工序。此項技術過濾膜空隙較大，一般情況下為0.05um至1um之間，能夠將化學水中存在的大分子和顆粒物有效過濾分離出去。在超過濾技術的實際應用過程中，超過濾工程與濾膜孔徑的尺寸有著直接關聯，主要是將濾膜兩側存在的壓力作為分離過程的主要驅動力，將濾膜作為過濾介質，通過濾膜兩側壓力的作用，化學水就會流過濾膜，小于濾膜孔徑的分子就會通過，而大于濾膜孔徑的分子就會被阻礙在濾膜表面，從而實現凈化、濃縮、隔離溶液的目的。在此過程中需要注意的是，一般情況下，超過濾膜的截留特征是通過標準分子有機物的截留量作為依據，普遍在1000至300000間。

4.2 反滲透技術

全膜分離技術在化學水處理的應用中，反滲透技術是其重要的組成部分之一，其應用優勢為運行成本較低、操作便捷、產水水質高、無污染等，受到相關部門和人員的高度喜愛。反滲透技術的原理是通過反滲透膜能截留離子物質或小分子物質，透過水分子的特征，利用濾膜兩側存在的壓力，依照相關要求對溶液進行過濾分離。因反滲透技術可以截留全部離子，僅使水分子透過，在電廠化學水處理過程中，能夠實現對溶液中有機物、金屬鹽以及膠體粒子等物質更好的去除效果。

4.3 電除鹽技術

電除鹽技術的主要原理是利用溶液中包含離子所攜帶的電荷性質以及其分子大小，通過附加電場產生的電位差作為主要作用力，根據濾膜具有的選擇透過性，進而實現對溶液中電解質的分離。在實際的化學水處理過程中，主要采用離子交換膜作為濾膜，其能夠分成兩個組成部分：一是陽膜，只能允許陽離子透過，對陰離子起到截留作用；二是陰膜，只能允許陰離子透過，對陽離子起到截留作用。電除鹽技術在電廠化學水的處理過程中，具有高效分離溶液雜質的作用，在保證功率補給水電導率符合標準要求的同時，起到深層次脫鹽的作用，在一定程度上彌補了電廠傳統化學水處理的缺陷。

5 全膜分離技術存在的問題以及相應的解決措施

全膜分離技術在實際的化學水處理過程中，同樣存在一定的問題。

在全膜分離技術的操作過程中，所有溶液都會流至膜表面之上，導致不能透過膜表面的雜質在膜中間聚集，形成較高的溶液濃度，并逐漸高于溶液主體濃度，導致溶液濃差極化情況的出現。并在膜表面形成一層阻力層，從而降低膜表面的過濾流速。想要盡可能避免這種情況的發生，就要在過濾分離之前對溶液進行相應的預處理，同時進行膜表面的改性處理，使用活性劑或可溶性高聚物，對溶液和膜的發生作用進行防治。同時，還要結合實際情況對壓降進行科學合理的選擇，提高過濾速率，進一步解決上述問題。

在實際化學水處理過程中，膜污染程度較高，并且清理工作具有較高的難度。溶液濃差極化現象是引起膜污染的主要原因，會造成膜表面的溶質附著，對實際處理過程造成極大的不利影響。并且在清洗過程中，因附著物的性質不同，清洗工作難度極大。因此，想要降低膜污染，達到更好的膜清理效果，就要根據附著物的不同性質，選擇不同的方式進行清理。同時還要提升濾膜的耐用性，對膜組件進行科學的設計，從而提升溶液過濾流速，避免出現膜污染的現象。

6 結語

在電廠的生產運營中，化學水處理工程技術是一項十分重要的環節，有著不可或缺的重要作用，需要得到相關部門和人員的高度重視。基于此，有必要在電廠化學水的處理過程中應用全膜分離技術，從而確保水資源在電廠生產過程中的有效利用以及穩定排放，提高電廠電力生產的經濟效益，進一步實現電力行業和我國經濟的可持續發展。