淺析超濾技術在火電廠水處理工藝中的運用

李婷

摘要：火力發電工業中，隨著機組向大容量高參數特點發展，火電機組對補給水品質及生產穩定性的要求越來越高。對環境問題的日益重視也要求火電廠對降低各類水工藝的排污率及減少酸堿耗量提出了更高的要求，因此傳統的“混凝沉淀-過濾-離子交換樹脂”工藝面對這些更高的要求已力不從心。目前國內外火力發電廠中，水處理過程中愈來愈多采用的是膜分離技術，其中超濾技術是應用最為廣泛的水處理新技術之一。本文對超濾技術及其在火電廠水處理工藝中的運用進行分析。

關鍵詞：超濾技術；火電廠；水處理

1、超濾技術概述

超濾是利用一種壓力活性膜，在外界推動力（壓力）作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質，而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程（原理見圖1）。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3×104～1×105的物質。當被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時，水分子和分子量小于300～500的溶質透過膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說，當水通過超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時可去除大量的有機物等。在超濾過程中，由于被截留的雜質在膜表面上不斷積累，會產生濃差極化現象，當膜面溶質濃度達到某一極限時即生成凝膠層，使膜的透水量急劇下降，這使得超濾的應用受到一定程度的限制。為此，需通過試驗進行研究，以確定最佳的工藝和運行條件，最大限度地減輕濃差極化的影響，使超濾成為一種可靠的反滲透預處理方法。

2、超濾技術的特點

首先，與傳統技術相比超濾技術要更為先進，更符合當今社會對水資源的需要，比傳統技術效率更高。第二，這項技術在工作時運用到的基本上都是物理技術，沒有化學物品參與其中，不會對經過凈化的水造成污染，從一定程度上節約了成本。第三，超濾技術在工作時操作非常簡單，而且這項技術運用用到的設備并不多，工作時也是全自動形式，非常方便，簡單。第四，超濾技術有很強的耐酸堿度的特點，一般的技術都會考慮到這方面的問題，但超濾技術當中本身就具有耐酸堿度的特性，所以這也是它的一項優點。第五，超濾技術的投資成本比較低，因為運用到的儀器比較少，操作也簡單，所以投入的成本也相對較少。最后，超濾技術可以在超過一百度的溫度下仍然正常運行，這樣不但可以進行高溫殺菌，同時還可以對水體進行凈化。

3、超濾技術在火電廠水處理工藝中的運用

3.1超濾技術在鍋爐補給水處理中的應用

在鍋爐補給水處理中，超濾可有效截留懸浮顆粒、膠體及微生物，但超濾對于低分子量溶解性有機物去除率較低，且對原水水質有一定要求。根據原水條件及不同參數機組對補給水的要求，超濾與其他水處理工藝技術主要有以下組合：（1）常規預處理工藝（混凝+砂濾，下同）+UF+一級除鹽+混床（2）常規預處理工藝+UF+RO+一級除鹽+混床（3）常規預處理工藝+UF+RO+EDI（4）常規預處理工藝+生物預處理（活性碳過濾器）+UF+RO+混床（EDI）

超濾在各種水處理工藝中主要是作為RO、離子交換除鹽設備或EDI的預處理工藝，超濾通過截留水中懸浮物、膠體、微生物等污染物質，為下一級水處理裝置提供優質的供水，減輕或避免了下一級水處理裝置的污染，減輕了下一級水處理裝置的處理負擔。UF+RO+終端除鹽技術（混床或EDI）是經典的水處理組合工藝，超濾可有效降低原水SDI、濁度及微生物，大大降低了RO設備膜損傷和微生物污染，而RO則可除去大部分溶解性鹽分及小分子量有機物，減低了混床或EDI的處理負擔及再生消耗，混床或EDI混床或EDI則去除水中殘余溶解性鹽分，從而使該水處理工藝組合出水達到鍋爐補給水水質指標。也可以看出，超濾對有機物去除能力的不足，衍生出在常規預處理工藝和超濾之間增設生物預處理和活性碳過濾器的工藝組合。

3.2超濾技術在循環冷卻水處理中的應用

電廠中用水和廢水排量非常大，其中電廠用水量大部分都是循環冷卻水，現在由于水資源越來越少，環境問題也日益嚴重，盡快的研究出循環冷卻水處理技術是非常重要的。以下是循環冷卻水的特點：一是鹽含量會隨著水體的蒸發量而增高；二是水體中的結垢性和腐蝕性較高，水質不穩定；三是水體中滋生出很多的微生物；四是為了使循環水能夠更加的澄清添加了對水體不利的混凝劑；五是水體不干凈有許多的雜質和灰塵。現在對循環冷卻水的最好的處理辦法是進行廢水集中處理，制定出補給水的預處理系統和循環水的利用系統。在以前都是使用沖灰水的方法處理循環水的廢水排放問題，隨著干除灰技術和高濃度水力沖灰技術的發展，循環水廢水的水質已經屬于可回收利用的行列。所以根據循環水廢水的排放性質來說，最理想的處理工藝是混凝砂濾，因為它可以除掉許多的大分子有機物和懸浮物，而超濾會對水體進行再一次的凈化。目前在我國已經有許多個電廠使用了混凝過濾+UF的水處理方法來應用到循環水廢水排放沖灰的過程當中，這種鍋爐補給水系統的與處理工藝，會使節約用水。

由于我國現階段的控制循環冷卻水的濃縮比率水平還不夠，所以雖然現在的循環冷卻水處理工藝理論說能夠應用，但是就現在的實際情況而言，對于我國而言這些水處理工藝還不能真正應用到電廠中。所以現在大部分電廠仍然在用阻垢分散劑是很難滿足現在的需求，而且會導致循環水污水排放量較大，同時濃縮比率也會降低。而用混凝砂濾+超濾+RO的處理工藝成本太高，這會對個別電廠造成經濟壓力。但是也可以利用循環冷卻水的弱酸處理和添加阻垢分散劑兩種處理方法結合在一起，再加上混凝砂濾+UF技術進一步處理，來增加濃縮倍率，降低污水排水量。

4、結語

超濾與傳統的預處理工藝相比，系統簡單、操作方便、占地小、投資省、且水質極優，可滿足各類反滲透裝置的進水要求。合理地選擇運行條件和清洗工藝，可完全控制超濾的濃差極化問題，使此預處理方法更可靠。超濾膜的污染和防治將直接關系到超濾設備的應用效率和穩定性，也是超濾技術應用能力的表征。超濾膜的重度污染將嚴重降低超濾膜的使用壽命和性能，基于超濾設備成本主要來自于超濾膜本身，超濾膜的污染和防治技術十分重要。

參考文獻：

[1]超濾膜發展現狀概述及國內外工程應用分析[J].巨姍姍.凈水技術.2015（04）.

[2]超濾處理高藻水過程中膜污染特性及控制研究[D].瞿芳術.哈爾濱工業大學2012.

（作者單位：山西平朔煤矸石發電有限責任公司）