電廠化學水處理中反滲透膜技術的應用

孔祥貢 李建興

中圖分類號：TM632 文獻標識：A 文章編號：1674- 1145（2020）01- 155- 01

摘 要 反滲透技術的核心和基礎是膜分離技術，利用反滲透膜完成水處理過程。本文結合其基本原理與系統構成，分析其在電廠化學水處理中的應用。

關鍵詞 電廠 化學水處理 反滲透膜

在運用反滲透技術時，要進行適當的壓力管理，通過壓力的增加，給技術添加反滲透的應用能力，同時也要對其中的精密度和復雜性有深刻的認識，避免造成機械的損傷，還要維護其膜的功能性，保證反滲透處理達到其有效性。

一、反滲透技術的基本原理與系統組成

（一）基本原理

反滲透膜是實現反滲透技術的核心元件，是具有一定特性人工半透膜，采用高分子材料，模擬生物半透膜材料制成。

反滲透又稱逆滲透，是以壓力差為推動力，從水溶液中分離出溶劑的膜分離操作，是實現水過濾雜質的過程。因為它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透。技術原理是在高于溶液滲透壓的作用下，對膜一側施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會向反方向滲透，將這些物質和水分離開來。在膜的低壓側得到的溶劑稱為滲透液；高壓側得到濃縮的溶液稱為濃縮液。若用反滲透技術處理海水，在膜的低壓側得到淡水，在高壓側得到鹵水。就可以使反滲透壓力達到分離、提取、純化和濃縮的目的。

（二）系統組成結構

反滲透系統主要由2套保安過濾器、2套高壓泵、反滲透膜組、2套阻垢劑投加系統與1套清洗裝置組成。其中保安過濾器是一種濾芯為5μm的立式柱狀設備，內部裝有57支長度為40inch、過濾精度為5μm的均孔PP熔噴濾芯，將其安裝在反滲透系統本體前，用于阻止水體中的大顆粒物通過反滲透膜，保護反滲透膜的完好性；高壓泵用于為裝置提供進水壓力，使水克服滲透壓順利通過反滲透膜進入產水側，滿足預設產水量需求；反滲透膜組用于將出水分為淡水、濃水兩部分，利用濃水調節閥調節產水/濃水比與反滲透回收率，保障回收率、脫鹽率分別達到75%，98%以上；阻垢劑投加系統用于將阻垢劑加入到反滲透系統的進水中，防范濃水中的CaCO3，MgCO3，CaSO4等難溶鹽析出結垢導致反滲透膜被堵塞，在配制阻垢劑時需結合水質情況進行配比、加藥量的合理設計。

二、反滲透膜技術在電廠化學水處理中的應用

（一）應用實例分析

以某電廠為例，該廠日常生產用水為市內一污水處理廠二級處理后的污水，將污水進行深度處理后轉化為工業水補給水源，并選取某水庫地表水、城市地下水分別作為電廠鍋爐補給水源與備用水源。在廠內設有水處理站，運用生物膜反應器處理工藝，但在水處理站最初設計階段未將地表水、中水納入到生產用水考慮范疇中，在后續處理污水、地表水時仍選取聚合氯化鋁加入到多介質過濾器中，導致在保安過濾器濾芯處附著大量的A1（OH）3膠體，使其運行壓差急劇上升、使用壽命大幅縮短，影響到反滲透水處理系統的運行性能。

（二）預處理工藝

鑒于在反滲透處理過程中進水體積持續減小、水中的懸浮顆粒與溶解性物質濃度持續增大，導致懸浮物質在反滲透膜上不斷沉積、堵塞進水流道，由此增大其摩擦阻力；同時當濃水中的難溶性鹽類物質飽和度達到上限時將會沉淀出來，在反滲透膜表面形成結垢，導致反滲透膜的通量減小、運行壓力與摩擦阻力提升，進而使產水水質下降。基于上述兩項原因將造成膜污染現象，因此在反滲透水處理系統設計過程中需增加預處理工藝，降低懸浮物、有機物、難溶鹽等物質對反滲透膜造成污染的幾率，有效改善進水水質、提升反滲透膜的可靠性。

選取原水進入反滲透裝置前的時間節點運用預處理工藝，在系統中依次設置多介質過濾器、活性炭過濾器與保安過濾器，定期更換多介質過濾器與活性炭過濾器中的濾料、避免其失效，借此濾除原水中的溶解性有機物與余氯等雜質，降低出水COD含量；選用反洗型保安過濾器，定期進行反洗與超聲處理，防止細菌滋生與雜質沉積，采用15t/（h，1T1）濾元過濾面積，借此減少濾元更換周期與更換數量，降低成本支出。同時，通過在反滲透系統中加酸調節入口處水的pH值，結合CaCO3垢沉積條件、膜元件最佳運行pH值進行加酸劑量調節，例如CA膜的最佳運行pH值約為5.5，TFC膜的pH值為6.0-7.0。此外，還需加強對反滲透加藥環節的精細化設計，注重結合電廠水質的實際特征進行混凝劑的合理選取，用于去除水體中的懸浮物、膠體顆粒等雜質，實現改善水質目標。例如在選用聚丙烯酸作為阻垢劑后，則不應再選用陽離子型聚電解質作為絮凝劑，避免對膜元件壽命造成影響。

（三）反滲透膜清洗處理

通常在反滲透水處理系統正常運行狀態下，需每年針對反滲透膜化學清洗1-2次，并結合膜元件的具體情況進行清洗配方的設計，例如當前普遍采用檸檬酸、鹽酸、十二烷基磺酸鈉等物質配制清洗液，能夠收獲良好的清洗效果。

三、結語

隨著時代發展，反滲透水處理技術被廣泛應用到廢水處理中，依托當代科學技術的變革創新和反滲透水處理技術的日趨成熟，充分發揮滲透膜在分離技術中的作用。更好的服務于水處理工作同時，提高污染水的回收利用價值。

參考文獻：

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