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      反滲透技術(shù)在電廠水處理的應用探討

      2015-04-02 18:08:53張耀江
      中國高新技術(shù)企業(yè) 2015年9期
      關(guān)鍵詞:反滲透電廠用水

      摘要:反滲透技術(shù)在電廠水處理中的應用不僅實現(xiàn)了廢水的重復利用,同時也降低了企業(yè)的成本,提高企業(yè)盈利能力,在電廠水處理中可以大力推廣。文章分析了反滲透技術(shù)的基本工作原理,闡述了其在實踐中應用的重要作用,針對技術(shù)的應用條件,結(jié)合實際案例進行探索,以期通過文章的分析和研究,實現(xiàn)該技術(shù)的全面普及和推廣應用。

      關(guān)鍵詞:反滲透技術(shù);電廠水處理;廢水利用;反滲透裝置;反滲透原理;水處理系統(tǒng) 文獻標識碼:A

      中圖分類號:TM621 文章編號:1009-2374(2015)09-0051-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0781

      反滲透的研究起步于20世紀50年代,當時美國一位科學家通過對海鷗進行解剖,試圖解釋海鷗能夠飲用高濃度海水的現(xiàn)象。這位科學家發(fā)現(xiàn)海鷗體內(nèi)存在一種膜結(jié)構(gòu)在外力作用下,能夠?qū)⒏邼舛群K械牡龀?,供海鷗飲用。這種膜質(zhì)結(jié)構(gòu)在后來被稱為半透膜,而這種水分從高濃度向低濃度轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象被稱為反滲透。近年來,關(guān)于反滲透技術(shù)的研究越來越多,并且該技術(shù)逐漸在實踐中慢慢推廣開來,也取得了一定的實踐成就,下面將對技術(shù)進行詳細的分析。

      1 反滲透技術(shù)基本原理和作用

      1.1 反滲透技術(shù)的基本原理

      滲透在物理學角度上解釋是溶液中的水經(jīng)過膜結(jié)構(gòu)由濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)流動,最后水的流動使膜兩側(cè)溶液濃度相等。反滲透是相對于滲透而言,通過施加一定的壓力使水從高濃度的一側(cè)通過膜結(jié)構(gòu)向低濃度的一側(cè)流動,而特殊的膜結(jié)構(gòu)使溶液中的鹽分不會通過,最后將溶液中的鹽分與水分進行分離。反滲透的作用原理如圖1:

      圖1 反滲透的基本原理

      1.2 反滲透技術(shù)在電廠水處理中的作用

      反滲透技術(shù)在電廠中的應用一方面是將排放的廢水經(jīng)過反滲透處理得到可以使用的淡水,再次投入到使用中。同時也可以將周圍工廠的廢水進行回收處理再次利用,減少了水資源的消耗,緩解用水緊張的問題。對于位于城市或者水資源較少地區(qū)的電廠,還能減少電廠的成本,實現(xiàn)電廠高效運作。另一方面,反滲透技術(shù)使沿海地區(qū)的電廠,可以充分利用海水資源,將海水進行處理后得到能夠使用的淡水,避免爭搶居民生活用水。

      因此,反滲透技術(shù)在電廠水處理過程中具有積極的作用,一方面不僅降低電廠水資源的消耗,將廢水進行重復利用,緩解用水緊張的問題。另一方面利用廢水資源還使電廠降低成本,提高盈利。

      2 反滲透技術(shù)在電廠水處理的技術(shù)支持

      反滲透技術(shù)在電廠水處理應用的大致步驟如圖2

      所示:

      圖2 反滲透在電廠的應用工藝

      反滲透技術(shù)在工廠實際操作中需要大量技術(shù)設(shè)備支持,目前我國電廠已具備這些技術(shù)支持,能夠完成電廠水處理流程。在整個系統(tǒng)過程中,由系統(tǒng)加熱器對水處理系統(tǒng)維持加熱作用,一方面是保證反滲透過程中的出水量,另一方面保持系統(tǒng)水溫衡定,有利于系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。初始狀態(tài)的水經(jīng)過簡單沉淀過濾后進入預處理階段。在預處理階段,電廠主要是對水質(zhì)再進行一次深層過濾,包括機械加速澄清池和超濾系統(tǒng)等技術(shù),在這個過程能夠?qū)崿F(xiàn)過濾水中懸浮物質(zhì)、膠狀物質(zhì)和微生物的目的以及在超濾設(shè)備支持下實現(xiàn)泥沙等深層過濾,使進入反滲透系統(tǒng)的水質(zhì)污染指標(即EDI)小于5。在反滲透系統(tǒng)中,配備有保安過濾器、反滲透膜堆等設(shè)備以防止反滲透系統(tǒng)結(jié)垢現(xiàn)象的出現(xiàn),從而保證反滲透系統(tǒng)的長期運行。

      3 反滲透技術(shù)在電廠水處理的實例驗證

      3.1 城市電廠反滲透應用

      某電廠位于城市地段,其通過將周圍一污水處理廠初處理后的排放水進行反滲透再次處理,然后投入到電廠用水中去。在這個過程中該電廠回收的排放廢水300m3/h,占排放總量的75%。廢水經(jīng)回收處理進行再次使用的成本為3.1元/t,其中包含了廢水回收成本0.35元/t,以我國城市自來水價格約為4.56元/t計算,反滲透技術(shù)可以每年節(jié)約337t自來水,為企業(yè)節(jié)約自來水費用約571萬元。同時由于電廠進行廢水的回收使用,減少廢水廠的工作量,使得每年二氧化碳減少約312t,氨氮化合物的排放減少約142t。

      3.2 貧水地區(qū)電廠反滲透應用

      位于貧水地區(qū)的某電廠以城市生活排放水作為原水,通過反滲透作用進行處理投入使用。并且在技術(shù)上相比傳統(tǒng)技術(shù)更高,不僅解決電廠地理環(huán)境造成的水資源困難,同時也降低了處理成本。使用城市排放水,該電廠通過反滲透處理后水量為231m3/h,供給電廠運作的用水量達158m3/h,一定程度上緩解了用水緊張,降低電廠成本為電廠運作創(chuàng)造條件。

      3.3 沿海電廠反滲透的應用

      沿海地區(qū)某電廠同樣利用反滲透作用,將海水進行淡化處理,提供電廠生產(chǎn)用水。在這個過程中,電廠反滲透成本包括電力成本等,通過數(shù)據(jù)計算,每年單位單項運行成本為4.02元/t,降低了電廠的基礎(chǔ)成本。同時海水的含量充足,能夠滿足電廠長久發(fā)展的需要,使電廠避免與城市生活爭奪用水,緩解用水緊張。同時,海水使用受條件限制較少,不會出現(xiàn)用水短缺的問題,影響電廠的正常運轉(zhuǎn)。

      4 反滲透技術(shù)在電廠水處理運用中的注意事項

      由于反滲透技術(shù)主要是針對污水進行處理,實現(xiàn)水資源凈化,因此對于反滲透技術(shù)的設(shè)備及附屬條件需要進行合理維護更新,避免設(shè)備的老化和腐蝕。對于反滲透在電廠水處理中的運用需要注意以下事項:

      4.1 做好反滲透前期的過濾工作

      由于電廠使用的原水主要是污水,含有大量懸浮物和雜質(zhì)等。過濾工作作為反滲透過程的基礎(chǔ),需要嚴格控制,保證進入反滲透系統(tǒng)的水質(zhì)標準(即EDI)在5以下。避免雜物混在水中進入反滲透系統(tǒng),對系統(tǒng)滲透膜造成破壞,降低出水量效果和損壞設(shè)備。

      4.2 對反滲透裝置進行定期沖洗

      由于反滲透裝置長期進行滲透作用,盡管經(jīng)過過濾處理,水中仍含有大量雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在反滲透裝置中沉積,一方面會影響反滲透裝置的作用效果,另一方面長期雜質(zhì)累積會對裝置造成腐蝕,影響裝置的效果,從而影響電廠的正常運行。因此需要對反滲透裝置進行定期的沖洗。包括進行沖洗以及化學溶液的除垢等,對裝置上的垢質(zhì)進行徹底清潔,維持半透膜的良好性能,延長裝置使用年限。

      4.3 對反滲透裝置進行保護

      電廠生產(chǎn)不是時刻進行的,反滲透裝置也不是時刻運行。反滲透裝置在停運期間,會受囤積污水影響,容易滋生微生物,影響反滲透膜的功效。因此在反滲透裝置暫停運營的期間內(nèi),需要進行沖洗清理消毒。同時還要保持反滲透裝置停運營期間的溫度設(shè)置,避免過高或過低溫度對反滲透膜造成損壞。

      4.4 注意反滲透裝置的操作

      由于反滲透裝置的操作需要嚴格遵循操作原則和操作流程,這就要求操作人員具備良好的技術(shù)能力,在裝置操作過程中要認真細致,避免人員操作失誤給裝置帶來的損壞。而反滲透裝置是電廠進行水處理的關(guān)鍵一步,裝置損壞將會給企業(yè)帶來損失,造成日常運營的障礙。

      5 結(jié)語

      綜上所述,反滲透技術(shù)在電廠水處理過程中具有重要作用。反滲透技術(shù)的使用使企業(yè)可以將廢水回收重復利用,緩解用水緊張,節(jié)約水資源。廢水重復利用降低電廠的生產(chǎn)成本,提高企業(yè)的效率和盈利。反滲透技術(shù)的使用也解決了電廠地理貧水的問題,可以使企業(yè)充分利用周圍資源、減少運輸成本等,使企業(yè)用最小的成本獲取最大的利益。

      參考文獻

      [1] 仲惟雷,羅勇,劉楓,等.反滲透技術(shù)在菲律賓ILIJAN電廠水處理系統(tǒng)中的應用[J].工業(yè)水處理,2010,30(10).

      [2] 仲惟雷,周艾蕾,康燕,等.反滲透技術(shù)在電廠大型水處理項目中的應用[J].工業(yè)水處理,2014,5(9).

      [3] 蔣睿寒.電廠工業(yè)廢水回收利用工程應用及經(jīng)濟性分析[J].熱力發(fā)電,2013,42(9).

      [4] 姜曉虎,王春,劉玉安,等.反滲透系統(tǒng)污堵分析及工程改進[J].中國給水排水,2013,29(5).

      [5] 呂文杰,童江平,仲積軍,等.熱電廠高濃度污水的深度處理及其回用[J].齊魯石油化工,2012,40(2).

      作者簡介:張耀江(1970-),男,江蘇江陰人,江蘇常熟發(fā)電有限公司技師,研究方向:電廠水處理。

      (責任編輯:秦遜玉)

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