超濾及反滲透技術在電廠鍋爐補給水處理系統中的應用

李 霞

（山東南山鋁業股份有限公司，山東 龍口 265713）

1 超濾及反滲透技術在電廠鍋爐補給水處理系統補水

由于水資源的不足和循環經濟的發展，鍋爐也開始下水，使用合格的補給水是鍋爐能夠安全，經濟，可靠，穩定運行，產生合格蒸汽和熱水的前提..鍋爐補給水的質量通常要求不低于相應鍋爐給水質量標準中規定的：硬度≈0，二氧化硅≤20μg/L，電導率20℃）0.2μs/cm..鍋爐補給水水質不好會導致水垢的形成，高溫對受熱面金屬的破壞，熱效率降低，化學清洗次數增加和鍋爐金屬腐蝕，鍋爐水中鹽含量過高產生的蘇打共沸現象導致蒸汽質量惡化。

2 軟化脫鹽主體的膜技術

適用的膜分離技術單元工藝主要包括微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO）。不同類型膜攔截污染物的能力如圖1所示。微濾可以攔截大量懸浮固體和細菌；超濾可以去除有機物、蛋白質、肽等。大分子；納濾可以去除小分子有機物、二價離子和多價離子，而去除NaCl等單價無機鹽的含量很低，理論上只有水才能通過。

攔截能力差異主要由結構的不同，導致不同的傳質分離過程的機制。納濾是反滲透和超濾之間的壓力驅動膜分離過程，分離機制還沒有一致的理論，主要包括：空間位阻通道模型，解決擴散模型、空間擴散模型、空間電荷模型、固定電荷模型和唐南效果。反滲透的分離機制和其他壓力驅動膜過程是不同的，因為膜表面膜孔，沒有攔截效果更好，各種離子去除率可以達到的高度。其分離效果取決于組件通過溶解、吸附和擴散膜和膜的化學、物理性質，通過組件和膜之間的相互作用有很大關系［2］。

3 膜分離技術在發電站鍋爐給水中的應用

3.1 工序預處理

預處理中常用的膜分離技術是超濾。傳統的預處理技術主要有凝聚，澄清，砂濾等，雖然它們的工藝成熟，但出水水質很難滿足后續處理（納水濾，反滲透）的進水要求。作為預處理的超濾和凝聚沉淀的出水水質，使用超濾技術時，出水濁度在0.1NTU以下。

3.2 軟化脫鹽主體的膜技術

在以往的鍋爐給水處理中，一般采用離子交換法進行軟化脫鹽處理，裝置面積大，樹脂再生需要大量的化學藥劑，不僅成本高，還會大量產生高鹽含量的廢水。因此，采用膜技術進行深度處理具有較大的現實意義。

3.3 電滲析脫鹽技術

電滲析器主要通過電遷移和膜分離過程實現對水溶液的脫鹽作用。與通常的鍋爐用鈉離子交換器的軟化不同，在除去硬度，堿度的同時，水中的其他陰陽離子也被除去，但鈉離子交換器只是將水中的鈣鎂離子變換為鈉離子，水中的總鹽量沒有變化，碳酸離子和其他陰陽離子沒有減少［3］。

3.4 反滲透/納米過濾脫鹽軟化技術

反滲透技術作為鍋爐給水處理的預脫鹽裝置，大幅度削減離子交換系統的再生廢酸和廢堿的排放量，有助于環境保護，同時去除水中的微粒子，有機物，膠體物質，有助于減輕離子交換樹脂的污染，延長離子交換樹脂的壽命。比較的結果是，逆滲透和離子交換系統在產水量相同的情況下，設備投資基本相同，逆滲透運轉與離子交換相比減少了一半，逆滲透不需要大量的有害化學物質，雖然面臨著環境污染的嚴重化，但根據迄今為止研究者的長期工程經驗，參考歐美及我國的應用實例，在此基礎上，納米過濾技術今后也將得到改善。選擇不同工藝路線，對EDI制備的各高純水的主要離子含量進行了詳細分析，比較了各離子濃度顯著低于反滲透（RO）和混合床離子交換（IE）技術的產水。

3.5 多階段除軟鹽技術

由于不同鍋爐對補給水質的要求不同，采用NF和RO一級技術，二級技術以及串聯技術對自來水進行了軟化脫鹽實驗研究，表明不同技術可以分階段滿足不同鍋爐的補給水質標準。實驗結果表明：一級NF和一級RO滿足中低壓溫水鍋爐給水水質要求，回收率相同，NF比RO更節能。二級NF和二級RO，NF-RO和RO-NF工藝均可滿足中低壓蒸汽鍋爐給水水質要求，串聯工藝處理效果優于二級NF，比二級RO節省能源；RO-NF和二次RO工藝可以滿足高壓鍋爐給水的水質要求；納米過濾膜法的防水成本較低。

4 結語

綜上所述，膜分離技術在鍋爐給水處理中的成功應用可以進一步降低鍋爐給水水源水質的要求，并且可以盡可能地再利用大量生產生活污水，大幅度緩解水資源短缺的危機。