基于雙膜工藝技術(shù)下電廠化學(xué)水處理應(yīng)用研究

(國(guó)核示范電站有限責(zé)任公司 山東 威海 264300)

一、電廠化學(xué)水處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1、技術(shù)中融入了很強(qiáng)的環(huán)保觀念。電廠化學(xué)水處理環(huán)保意識(shí)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一、在進(jìn)行水處理時(shí)使用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對(duì)水源進(jìn)行過濾，把腐蝕電廠設(shè)備的元素過濾出去，一方面減少電廠設(shè)備的損耗程度，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，為電廠節(jié)約設(shè)備成本。另一方面，節(jié)約水源，防止水資源浪費(fèi)，同時(shí)防止排出的污水對(duì)水資源進(jìn)行污染。當(dāng)前的水處理技術(shù)的發(fā)展方向是能夠把水進(jìn)行循環(huán)使用。第二、在電廠化學(xué)水處理中用化學(xué)藥物進(jìn)行水處理的傳統(tǒng)方法已經(jīng)被取代，現(xiàn)在使用的藥物大部分都是無(wú)毒無(wú)害的，不能對(duì)處理的水資源產(chǎn)生污染。

2、水處理系統(tǒng)流程完善，使化學(xué)水分布更加集中。在原有的電廠水處理中，傳統(tǒng)技術(shù)具有多種水處理環(huán)節(jié)，隨著先進(jìn)科技的發(fā)展，市場(chǎng)中出現(xiàn)了與現(xiàn)代化市場(chǎng)相適應(yīng)的化學(xué)水處理技術(shù)，這種技術(shù)在設(shè)備上減少很多，也縮短了水處理系統(tǒng)的程序和環(huán)節(jié)，是水處理系統(tǒng)形成一個(gè)完整的，緊湊的體系，在設(shè)計(jì)上比較集中，采用階梯形的機(jī)構(gòu)進(jìn)行水單元的處理，有利于管理者對(duì)系統(tǒng)的整體把握和管理，有利于工廠設(shè)備的維修，符合現(xiàn)代市場(chǎng)的發(fā)展需要。

3、化學(xué)水處理系統(tǒng)控制單元集中化。現(xiàn)代科技下的水處理系統(tǒng)采用的是圈形的模式，把每個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)統(tǒng)一在一個(gè)整體中利用PLC技術(shù)設(shè)備進(jìn)行輔助操作，形成一個(gè)整體的流程，操作起來(lái)更加方便，提高了整體的工作效率。同時(shí)利用PLC技術(shù)設(shè)備獲取各個(gè)單元的數(shù)據(jù)信息，再把數(shù)據(jù)信息通過接口傳送到總系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)化學(xué)水處理系統(tǒng)的整體把握和管理，形成自動(dòng)化和信息化的管理模式。

4、電廠化學(xué)水處理技術(shù)種類較多，具有多元化發(fā)展的特征。由于科學(xué)技術(shù)水平的提高，當(dāng)前市場(chǎng)中出現(xiàn)的水處理技術(shù)中向著多元化的方向發(fā)展，水處理技術(shù)種類繁多，方式多樣。留存?zhèn)鹘y(tǒng)水處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，研發(fā)出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)的新化學(xué)水處理技術(shù)，細(xì)微過濾技術(shù)和反滲透技術(shù)。

二、雙模工藝技術(shù)在電廠水處理中的實(shí)際應(yīng)用

(一)雙模工藝的發(fā)展背景

傳統(tǒng)的反滲透膜濾技術(shù)在使用過程中出現(xiàn)大量的水資源浪費(fèi)，為了適應(yīng)電廠的發(fā)展要求，減少水資源浪費(fèi)和對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，國(guó)家必須加大力度，對(duì)化學(xué)水處理技術(shù)進(jìn)行研究，找出新的科學(xué)處理技術(shù)來(lái)解決這些問題。于是隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保事業(yè)的重視程度的提高，通過新技術(shù)的加入和對(duì)傳統(tǒng)工藝的總結(jié)，制定出了符合社會(huì)發(fā)展目標(biāo)的化學(xué)水處理技術(shù)，即雙模工藝技術(shù)。

(二)雙模工藝的具體應(yīng)用

1.實(shí)驗(yàn)過程和方法

(1)實(shí)驗(yàn)用水標(biāo)準(zhǔn)

本實(shí)驗(yàn)中的水是經(jīng)過沉淀后的黃河水，利用反滲透膜濾技術(shù)對(duì)黃河水進(jìn)行處理。此水內(nèi)含有很高的鹽，氯離子和懸浮物等其pH值為8.47，堿度為5.4mmol/l，氫氧根的濃度為0，碳酸鹽的濃度為0.2mmol/l，重碳酸鹽的濃度為5.2mmol/l，硫酸根的濃度為594.5mg/l，氯化物的濃度為350mg/l，硝酸鹽的濃度為18mg/l，硅酸鹽的濃度為3mg/l，硬度為13.2mmol/l，鈣離子的濃度為110.2mg/l，鎂離子的濃度為250.68mg/l，總導(dǎo)電率為2860uS/cm，濁度為1.2NTU。

(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)そz的制作和準(zhǔn)備

這個(gè)實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的膜絲是通過把PVDF中空纖維膜絲，進(jìn)行拉伸的方法而制成的。即使晶體狀的聚烯烴材料利用很高的應(yīng)力作用，通過熔融的方式壓擠成中空膜纖維，在溫度低于熔點(diǎn)的環(huán)境中進(jìn)行拉伸而產(chǎn)生的能貫穿膜的裂紋。然后裂紋孔在拉力的作用下運(yùn)用一定方法的處理而形成的微孔膜。這種PVDF材料制成的膜絲平均孔徑為0.1um，壁厚度為0.2mm，孔隙率為78%，內(nèi)徑是0.5nm，膜絲數(shù)量為50根，膜面積是94.2cm2，熱側(cè)流速是0.8m/s，冷側(cè)流速0.2m/s，熱側(cè)溫度為55℃，冷側(cè)溫度為25℃。

2.實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)時(shí)用到的裝置是直接接觸式的膜蒸餾裝置。把具有很高濃度的鹽水通過一定溫度的加熱后，注入空纖維膜構(gòu)建的膜絲內(nèi)側(cè)，滲透的水在膜的外側(cè)輸出，同時(shí)，利用自來(lái)水對(duì)滲透后的部分進(jìn)行冷卻，然后再運(yùn)用磁力泵進(jìn)行膜蒸餾的熱側(cè)和冷側(cè)進(jìn)行循環(huán)，并把膜組件的熱側(cè)和冷側(cè)進(jìn)出口的溫度變化情況進(jìn)行記錄。在這個(gè)試驗(yàn)中，要先把熱側(cè)恒溫水浴和循環(huán)冷卻水浴的開關(guān)打開，當(dāng)溫度與預(yù)定溫度接近時(shí)再打開循環(huán)泵進(jìn)行工作，在冷熱側(cè)的進(jìn)出口的溫度不再改變時(shí)，每隔相同的時(shí)間對(duì)膜通量和導(dǎo)電率進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，同時(shí)運(yùn)用測(cè)流量低溫時(shí)環(huán)水槽的溢出量來(lái)計(jì)算膜蒸餾技術(shù)的產(chǎn)水率。

3.結(jié)果分析和討論

膜蒸餾濃縮技術(shù)與反滲透膜濾技術(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，酸堿度的pH值對(duì)雙模工藝有直接的影響。在實(shí)驗(yàn)過程中，工作人員首先把濃鹽水作pH值調(diào)節(jié)，然后對(duì)其進(jìn)行脫氣處理，再進(jìn)行膜蒸餾技術(shù)濃縮。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)不同pH值的影響下膜通量下降時(shí)濃鹽水的濃縮倍數(shù)和pH值變化情況，并對(duì)兩者之間的關(guān)系進(jìn)行分析，然后得出相關(guān)的結(jié)論。即當(dāng)pH值和濃縮倍數(shù)發(fā)生變化時(shí)，膜通量也會(huì)隨之變化。當(dāng)pH值升高，或者濃縮倍數(shù)降低時(shí)，膜通量會(huì)升高。pH值越高，膜通量就會(huì)越高，濃縮倍數(shù)越低；當(dāng)pH值下降，或者濃縮倍數(shù)上升時(shí)，膜通量就會(huì)隨之下降。在不同pH值的濃鹽水濃縮過程中，濃縮倍數(shù)升高，溶液中難溶于水的鹽的飽和度也就越高。在濃縮倍數(shù)大于1時(shí)，濃縮水中形成一種白色的結(jié)晶物質(zhì)，同時(shí)對(duì)流道產(chǎn)生阻礙，致使膜通量降低。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)雙模系統(tǒng)進(jìn)行定期的檢查，膜通量降低時(shí)，在系統(tǒng)裝置的熱側(cè)口位置上有白色的粉狀物堆積。當(dāng)膜通量升高時(shí)，白色粉狀物就會(huì)越多，流道中的阻礙越明顯。通過檢測(cè)顯示，這種白色粉狀物是難溶于水的碳酸鈣和硫酸鈣等物質(zhì)。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，環(huán)保問題是我國(guó)目前社會(huì)發(fā)展的主流課題。要想使國(guó)家能夠達(dá)到可持續(xù)發(fā)展，就必須對(duì)各個(gè)方面進(jìn)行環(huán)境污染的防御和處理。在對(duì)雙膜工藝進(jìn)行大范圍投入使用之前，要找到與其合適的熱源，并利用溫度的變化來(lái)掌握水的質(zhì)量，從而達(dá)到水質(zhì)量的純度標(biāo)準(zhǔn)。雖然，雙膜工藝技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還存在一定的問題，但是可以通過有效的方式進(jìn)行解決，提高電廠整體工作效率，增加電廠的產(chǎn)水率，保證產(chǎn)水質(zhì)量，從而使雙模工藝能夠在電廠得到廣泛的應(yīng)用，使電廠的發(fā)展適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求。