反滲透技術(shù)在電廠水處理的應(yīng)用分析
摘要：反滲透技術(shù)具有自身顯著特征，不僅能夠有效的降低工業(yè)生產(chǎn)廢水中有害物質(zhì)的含量，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化處理，同時(shí)還能夠通過(guò)對(duì)凈化水的回收利用，提高水資源的利用效率，一定程度上降低了生產(chǎn)成本，在實(shí)際應(yīng)用中能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)效益,反滲透技術(shù)的應(yīng)用有著廣闊的前景。
關(guān)鍵詞：反滲透技術(shù);電廠水處理;應(yīng)用
引言
反滲透技術(shù)作為膜分離技術(shù)中一種，具有先進(jìn)性的特點(diǎn)，在電廠水處理中進(jìn)行應(yīng)用取得了較好的成效。特別是針對(duì)于當(dāng)前水資源短缺的局面，電廠利用反滲透技術(shù)來(lái)對(duì)電廠水進(jìn)行處理，有效的實(shí)現(xiàn)了廢水的重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)了水資源的節(jié)約。而且反滲透技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電廠周圍廢水的有效處理，實(shí)現(xiàn)資源的有利利用，這不僅有利于降低電廠運(yùn)營(yíng)成本，而且對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有非常重要的意義。
1反滲透技術(shù)的基本原理
反滲透技術(shù)本質(zhì)是膜分離技術(shù)，即不同粒徑分子混合物在通過(guò)半透膜時(shí)實(shí)現(xiàn)有選擇性的分離的技術(shù)。因此在反滲透技術(shù)中，半透膜是該技術(shù)的關(guān)鍵所在，通常會(huì)根據(jù)孔徑的不同，將半透膜劃分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜。這其中反滲透膜自身的孔徑較小，因此能夠在水處理時(shí)將膠體、有機(jī)物、鹽類和微生物過(guò)濾掉。在反滲透技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，其以壓力差作為該技術(shù)的有效推動(dòng)力。在具體應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)對(duì)膜一側(cè)的溶液施加壓力，隨著操作壓力的不斷加大，當(dāng)其大于滲透壓時(shí)，溶液則會(huì)反方向進(jìn)行滲透。但在實(shí)際操作過(guò)程中，反滲透膜具有復(fù)雜性和精密性的特點(diǎn)，極易受到污染和堵塞，一旦受到輕微的機(jī)械損傷也會(huì)對(duì)其實(shí)際效能帶來(lái)較大的影響，因此在利用反滲透技術(shù)進(jìn)行水處理過(guò)程中，需要對(duì)進(jìn)水水質(zhì)嚴(yán)格要求，并要預(yù)先對(duì)原水進(jìn)行有效處理，確保水質(zhì)能夠與運(yùn)作標(biāo)準(zhǔn)情況相符，以此來(lái)提高水處理過(guò)程中反滲透裝置的高效性。
2反滲透特點(diǎn)
反滲透膜分離技術(shù)是利用反滲透原理來(lái)實(shí)現(xiàn)溶液的凈化和濃縮的，分離特性使其具有以下特點(diǎn)：(1)反滲透技術(shù)的自動(dòng)化程度高，其能耗在多數(shù)處理方法中屬于最低，是因?yàn)樵谒奶幚磉^(guò)程中作為推動(dòng)力的僅僅是水的壓力。在常溫不發(fā)生相變的條件下，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溶質(zhì)和溶劑的分離，有效成分損失極少，特別適用于熱敏性物質(zhì)的分離、濃縮，并且與有相變化的分離方法相比，能耗較低。(2)不需要再生處理，物理過(guò)程，不使用化學(xué)試劑和添加劑，產(chǎn)品不受污染;因此節(jié)約了大量的酸堿和化學(xué)藥劑，酸堿廢液的排放量大大減少，消除了廢酸堿和化學(xué)廢液的處理過(guò)程，減少環(huán)境污染，有好的環(huán)境效益。(3)反滲透膜的性質(zhì)穩(wěn)定，整個(gè)過(guò)程無(wú)相態(tài)變化，都是在常溫下工作，雜質(zhì)去除率高，去除范圍廣。有小的能量消耗，出水質(zhì)量好。(4)反滲透設(shè)備可以適應(yīng)多種原水，設(shè)備簡(jiǎn)單且操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)，處理規(guī)模可大可小，可以連續(xù)也可以間歇進(jìn)行，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，易于自動(dòng)化運(yùn)行維護(hù)和設(shè)備維修工作量少。(5)反滲透有好的經(jīng)濟(jì)效益。反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用低，可在較短時(shí)間內(nèi)收回投資。連續(xù)產(chǎn)水是反滲透水處理技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)，無(wú)離子交換器的使用，因此無(wú)反洗、還原、再生、置換、順洗等操作，產(chǎn)品水流量不會(huì)有大的波動(dòng)，或忽高忽低，使發(fā)電機(jī)組能夠穩(wěn)定的運(yùn)行，電廠的安全運(yùn)行也有了有利的保障。
3反滲透系統(tǒng)組成模塊
3.1過(guò)濾器
過(guò)濾器通常設(shè)置在壓力設(shè)備前面，主要是去除污水中濁度在1度以上的細(xì)小顆粒，能夠保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行中對(duì)進(jìn)水需求與進(jìn)水速度的需求，優(yōu)勢(shì)過(guò)濾器還可以增設(shè)于系統(tǒng)的末端，這能夠防止外界細(xì)小顆粒進(jìn)入到處理后的優(yōu)質(zhì)水質(zhì)中。
3.2高壓泵
該設(shè)備的在系統(tǒng)中的作用主要是保證施加的壓力達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，使得需要處理的污水能夠透過(guò)反滲透膜，這是系統(tǒng)的關(guān)鍵組成。
3.3反滲透膜
滲透膜裝置中的水分成淡水與濃水兩種，裝置中對(duì)這兩種不同類型的水都設(shè)置了控制閥門，能夠保證污水的回收率達(dá)到75%以上，而脫鹽效率更高，達(dá)到98%以上。
3.4阻垢劑
加入系統(tǒng)反滲透膜組運(yùn)行中，需要向溶液中投入一定量的阻垢劑，防止大量的有機(jī)物或者鹽分附著在膜表面，使膜面出現(xiàn)結(jié)垢的問(wèn)題，這大大提高了反滲透膜的水處理質(zhì)量與效率，免去了滲透膜的清理費(fèi)用，也防止了清理過(guò)程中對(duì)膜造成破壞。
3.5清洗裝置
為了保證裝置持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，必須定期對(duì)反滲透裝置進(jìn)行清潔，通常情況下，電廠水處理裝置是3～6個(gè)月清洗一次，清洗工作需要專業(yè)的人員進(jìn)行，并設(shè)置專門的工作程序。
4電廠水處理中反滲透技術(shù)的應(yīng)用
4.1鍋爐補(bǔ)給水的處理
在電廠中反滲透技術(shù)主要用于鍋爐補(bǔ)給水的預(yù)脫鹽處理，利用反滲透與脫鹽系統(tǒng)結(jié)合來(lái)有效的將水中的無(wú)機(jī)離子卻除掉。這種水處理方法雖然出水水質(zhì)較高，而且不會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)污染，但由于投放資金較大，因此在電廠水處理中應(yīng)用不具有經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前較為常用的則是反滲透與混合離子交換脫鹽系統(tǒng)相結(jié)合的方法。在反滲透技術(shù)在對(duì)電廠水處理過(guò)程中，整個(gè)工藝過(guò)程中會(huì)涉及到預(yù)處理系統(tǒng)、反滲透裝置和處理系統(tǒng)，過(guò)濾器通常會(huì)安裝在壓力窗口之前，以此來(lái)將一些細(xì)小微粒去除掉，以此來(lái)確保系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)水速度和進(jìn)水量。反滲透系統(tǒng)中還會(huì)進(jìn)行高壓泵的設(shè)計(jì)，以此來(lái)保證進(jìn)水通過(guò)反滲透裝置的壓力。在反滲透系統(tǒng)中，反滲透膜將電廠水分為濃水和淡水兩部分，利有閥門來(lái)對(duì)水的深度比例進(jìn)行控制，從而達(dá)到水的回收率及脫鹽率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。在應(yīng)用反滲透技術(shù)過(guò)程中，設(shè)備容易發(fā)生堵塞問(wèn)題，從而對(duì)產(chǎn)水水質(zhì)帶來(lái)影響。在設(shè)備發(fā)生堵塞時(shí)，會(huì)涌進(jìn)大量的懸浮顆粒影響系統(tǒng)的性能。因此在保證預(yù)處理工藝設(shè)計(jì)的合理性，需要根據(jù)電廠鍋爐補(bǔ)給水的系統(tǒng)的水源水質(zhì)，將混凝澄清、過(guò)濾、超濾等幾項(xiàng)工藝有效結(jié)合，同時(shí)在水質(zhì)處理過(guò)程中還要應(yīng)用到添加劑，在具體使用添加劑時(shí)要嚴(yán)格控制使用比例，還要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行定期檢查，避免所使用的添加劑會(huì)水質(zhì)帶來(lái)不利影響。另外，阻垢劑的添加需要由阻垢劑投加系統(tǒng)來(lái)完成，以此來(lái)達(dá)到降低運(yùn)行費(fèi)用的目標(biāo)。
4.2循環(huán)冷卻排污水回收利用
電廠發(fā)電過(guò)程中對(duì)循環(huán)冷卻水消耗量較大，占總耗水量的較大比例，因此通過(guò)對(duì)循環(huán)冷卻水進(jìn)行回收利用有利于實(shí)現(xiàn)水資源的節(jié)約，降低運(yùn)行成本。特別是近年來(lái)人們環(huán)保意識(shí)不斷增加，這也使廢水排水指標(biāo)越來(lái)越嚴(yán)格，電廠廢水處理成本也隨之增加。通過(guò)運(yùn)用反滲透技術(shù)來(lái)對(duì)電廠廢水進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的循環(huán)利用。經(jīng)過(guò)反滲透技術(shù)處理過(guò)的廢水，能夠有效的滿足循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水的水質(zhì)要求，而且降低了循環(huán)水水質(zhì)的渾濁度，在一定程度上減少了補(bǔ)水量。相較于從江河取水凈化處理成本，對(duì)電廠廢水反滲透處理成本相對(duì)要高，但在應(yīng)用過(guò)程中有利于降低環(huán)境成本和減少水資源的消耗量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢水的充分利用，具有非常好的社會(huì)效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
4.3鍋爐酸洗廢液處理
通過(guò)模擬電廠鍋爐酸洗廢液的處理實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)循環(huán)方式與反滲透技術(shù)分別采用低壓復(fù)合膜、海水膜、醋酸纖維素膜3種反滲透膜的處理效果進(jìn)行了分析比較，得出以下結(jié)論。(1)在進(jìn)行鍋爐酸洗廢液處理的過(guò)程中，海水膜的處理效果最好，低壓復(fù)合膜次之，最后為醋酸纖維素膜。(2)最適合用于鍋爐酸洗廢液反滲透處理的方式是使用海水膜進(jìn)行循環(huán)方式處理。通過(guò)將反滲透處理技術(shù)應(yīng)用于電廠鍋爐酸洗廢液的處理的實(shí)踐，可知對(duì)鍋爐檸檬酸酸洗廢液處理的最佳方式為：第一，要對(duì)酸洗廢液進(jìn)行反滲透濃縮處理;第二，待反滲透可以達(dá)標(biāo)排放或者回收利用其濃縮液經(jīng)除鐵處理后，要對(duì)其進(jìn)行噴霧干燥處理然后回收檸檬酸鈉鹽。運(yùn)用此種處理方式，能夠徹底解決鍋爐酸冼廢液污染環(huán)境的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及生態(tài)效益的統(tǒng)一。
5案例分析
以某電廠為例，該廠裝有4臺(tái)亞臨界直流爐500MW。為此，該廠于2014年設(shè)置了一套處理能力達(dá)到10000m3/d的A2/0+MBR處理裝置，可以有效地除去污水中的SS、NH3-N、COD、BOD。系統(tǒng)工作流程為：工業(yè)廢水從石灰水預(yù)處理系統(tǒng)中進(jìn)入多介質(zhì)過(guò)濾器，多介質(zhì)過(guò)濾器對(duì)水中的大顆粒物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾攔截，經(jīng)過(guò)初步過(guò)濾后的廢水進(jìn)入超濾系統(tǒng)，超濾系統(tǒng)作為反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理系統(tǒng)，對(duì)水中分子直徑0.01μm以上的大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、膠體等進(jìn)行過(guò)濾，超濾產(chǎn)水進(jìn)入超濾水箱，并經(jīng)由提升泵將超濾產(chǎn)水經(jīng)安保過(guò)濾器對(duì)水中直徑5μm的雜質(zhì)再進(jìn)行過(guò)濾后由高壓泵進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，對(duì)水中直徑0.001μm左右的小分子物質(zhì)如有機(jī)鹽、無(wú)機(jī)鹽等進(jìn)行過(guò)濾，最后反滲透產(chǎn)水進(jìn)入反滲透水箱。超濾膜的反洗過(guò)程為：超濾反洗泵從超濾水箱中抽取反洗水對(duì)超濾膜進(jìn)行反洗，化學(xué)清洗需要設(shè)置專門的化學(xué)清洗裝置對(duì)超濾膜進(jìn)行反洗。反滲透系統(tǒng)的反洗過(guò)程為：系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)或者剛開始運(yùn)行時(shí)反滲透反洗水泵從反滲透水箱抽水對(duì)反滲透膜進(jìn)行沖洗;系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)反滲透產(chǎn)水從反滲透水箱進(jìn)入清洗水箱，由清洗泵從清洗水箱抽水對(duì)反滲透膜進(jìn)行清洗;對(duì)反滲透膜進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)，化學(xué)清洗試劑必須經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾器對(duì)清洗液中的雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，防止損壞反滲透膜。
結(jié)束語(yǔ)
反滲透技術(shù)作為一項(xiàng)具有較強(qiáng)實(shí)用價(jià)值的技術(shù)手段，在當(dāng)前電廠水處理中應(yīng)用十分普遍，不僅實(shí)現(xiàn)了廢水的重復(fù)利用，而且有效的降低了電廠的經(jīng)營(yíng)成本，確保了電廠盈利水平的提高。相較于其他水處理技術(shù)，反滲透技術(shù)應(yīng)用時(shí)設(shè)備較為簡(jiǎn)單，能夠在常溫下操作，占地面積較小，能量消耗較少，具有較高的自動(dòng)化水平，適用范圍較廣，出水質(zhì)量較高，這也使反滲透技術(shù)得以全面普及和推廣。本文對(duì)反滲透技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用與維護(hù)展開了研究。
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