全膜分離技術及其在電廠化學水處理中的應用

文_蘇曉明 青島世創(chuàng)環(huán)境工程有限公司

1 全膜分離技術的概述

全膜分離技術指的是通過隔膜將溶液與溶質(zhì)或者雜質(zhì)進行分離的一種新型分離技術，研發(fā)成功于20世紀初期。全膜分離技術包含擴散滲析、電滲析、反滲透以及超過濾法等多個方面的內(nèi)容，能夠在基礎環(huán)境中提供更為穩(wěn)定的分離水條件。并且因其自身具有節(jié)能環(huán)保、過濾操作簡便、高效等優(yōu)勢特征，在很多行業(yè)被廣泛應用，起到了十分重要的作用，現(xiàn)今已經(jīng)成為我國分離科學中的一項關鍵技術。

全膜分離技術一般具有較高透水性，其化學成分組成相對穩(wěn)定、具有較長的使用壽命、能夠更好的對生物污染進行處理。全膜分離技術在實際工作環(huán)境中擁有較高的適應性，使用壓力范圍和溫度范圍都較廣，也就意味著該技術在進行粒子分離的過程中，具有更好的穩(wěn)定性。全膜分離技術的基本原理是在過濾中，利用泵增加料液的壓力，使其以一定的流速通過濾膜表面，在這一過程中，小于膜孔隙的物質(zhì)將會透過濾膜流下，形成透析液；而大于膜孔隙的物質(zhì)將被留在濾膜表面，達到過濾的效果。

2 電廠化學水處理的現(xiàn)狀

我國電廠化學水處理的現(xiàn)狀主要體現(xiàn)在以下2個方面。第一，傳統(tǒng)電廠化學水處理技術是多級處理方式，依照功能對處理設備的單元系統(tǒng)進行劃分。例如，廢水處理系統(tǒng)、汽水檢測系統(tǒng)等。但是這種傳統(tǒng)的功能性處理方式因操作難度復雜，空間面積較大等缺點，導致相關設備系統(tǒng)的維護工作具有一定困難。在科技不斷發(fā)展的背景下，化學水處理也相應進行了技術革新。目前我國火電廠化學水采用集中化的處理方式，節(jié)約了空間面積，在一定程度上提升了設備的運行效率。并且使用立體化的結(jié)構(gòu)設計，設備系統(tǒng)布局較緊密，維護和管理工作較為便捷，具有很好的節(jié)能環(huán)保的效果。第二，電廠化學水處理工藝正朝著科學化、多元化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)處理方式采用的離子交換措施已經(jīng)不能滿足現(xiàn)今電廠的發(fā)展需求，經(jīng)過不斷的完善和改革，電廠采用膜處理技術、反滲透技術等多種新型技術對化學水進行處理，不但有效彌補了傳統(tǒng)處理技術存在的缺陷，而且更利于節(jié)能環(huán)保能源使用理念的貫徹落實。

3 全膜分離技術在電廠化學水處理中的優(yōu)勢特點

針對全膜分離技術在電廠化學水處理中的應用而言，其主要具備以下幾點優(yōu)勢：

全膜分離技術功能環(huán)境較為穩(wěn)定。在實際的處理過程中，全膜分離技術能夠為功能環(huán)境提供更強的適應性，保障了化學水處理過程的穩(wěn)定性，為后續(xù)的相關工作提升了更加便利的環(huán)境條件，降低了工作壓力。

全膜分離技術的分子環(huán)境較為穩(wěn)定。物理分子過濾是該分離技術的核心，在實際的功能環(huán)境中，并不需要任何化學添加劑以及催化劑，就能實現(xiàn)電子元素間的相互分離，從而達到循環(huán)利用的目的。并且在此基礎上，處理全過程沒有任何污染物產(chǎn)生，不會對周圍環(huán)境造成污染，在一定程度上，降低了化學水的處理成本。

全膜分離技術的粒子選擇較為明確。在此技術的實際功能環(huán)境中，主要針對的是流動水體中包含的分子進行過濾分離。這種較為明確的粒子選擇，不僅確保此分離技術分工明確，具有較高的可掌控性，更是為后續(xù)的功能延展以及過濾材料的選擇提供了更好的環(huán)境條件。

全膜分離技術的適應性較高。在實際的應用過程中，該技術所應用的設備裝置較少，相關設備結(jié)構(gòu)簡單，具有更便捷的操作方式，有利于維修管理工作的順利開展，同時其回收率能夠通過人為控制在一定的范圍之內(nèi)，更容易實現(xiàn)自動化的處理操作。

全膜分離技術具有良好的能源消耗優(yōu)勢。在電廠采取此技術進行化學水的處理過程中，相應的能源消耗量較低，從而保證相關處理設備處于更加穩(wěn)定的運行狀態(tài)，為電廠的持續(xù)生產(chǎn)提供了有力的保障。

全膜處理技術對溫度的要求較低。在實際的處理過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對溫度敏感物質(zhì)的有效分離，從而提高化學水處理的效率，達到化學水處理的理想效果。

4 全膜分離技術在電廠化學水處理中的具體應用

4.1 超過濾技術

超過濾技術是全膜分離技術在電廠化學水處理中的第一道工序。此項技術過濾膜空隙較大，一般情況下為0.05um至1um之間，能夠?qū)⒒瘜W水中存在的大分子和顆粒物有效過濾分離出去。在超過濾技術的實際應用過程中，超過濾工程與濾膜孔徑的尺寸有著直接關聯(lián)，主要是將濾膜兩側(cè)存在的壓力作為分離過程的主要驅(qū)動力，將濾膜作為過濾介質(zhì)，通過濾膜兩側(cè)壓力的作用，化學水就會流過濾膜，小于濾膜孔徑的分子就會通過，而大于濾膜孔徑的分子就會被阻礙在濾膜表面，從而實現(xiàn)凈化、濃縮、隔離溶液的目的。在此過程中需要注意的是，一般情況下，超過濾膜的截留特征是通過標準分子有機物的截留量作為依據(jù)，普遍在1000至300000間。

4.2 反滲透技術

全膜分離技術在化學水處理的應用中，反滲透技術是其重要的組成部分之一，其應用優(yōu)勢為運行成本較低、操作便捷、產(chǎn)水水質(zhì)高、無污染等，受到相關部門和人員的高度喜愛。反滲透技術的原理是通過反滲透膜能截留離子物質(zhì)或小分子物質(zhì)，透過水分子的特征，利用濾膜兩側(cè)存在的壓力，依照相關要求對溶液進行過濾分離。因反滲透技術可以截留全部離子，僅使水分子透過，在電廠化學水處理過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對溶液中有機物、金屬鹽以及膠體粒子等物質(zhì)更好的去除效果。

4.3 電除鹽技術

電除鹽技術的主要原理是利用溶液中包含離子所攜帶的電荷性質(zhì)以及其分子大小，通過附加電場產(chǎn)生的電位差作為主要作用力，根據(jù)濾膜具有的選擇透過性，進而實現(xiàn)對溶液中電解質(zhì)的分離。在實際的化學水處理過程中，主要采用離子交換膜作為濾膜，其能夠分成兩個組成部分：一是陽膜，只能允許陽離子透過，對陰離子起到截留作用；二是陰膜，只能允許陰離子透過，對陽離子起到截留作用。電除鹽技術在電廠化學水的處理過程中，具有高效分離溶液雜質(zhì)的作用，在保證功率補給水電導率符合標準要求的同時，起到深層次脫鹽的作用，在一定程度上彌補了電廠傳統(tǒng)化學水處理的缺陷。

5 全膜分離技術存在的問題以及相應的解決措施

全膜分離技術在實際的化學水處理過程中，同樣存在一定的問題。

在全膜分離技術的操作過程中，所有溶液都會流至膜表面之上，導致不能透過膜表面的雜質(zhì)在膜中間聚集，形成較高的溶液濃度，并逐漸高于溶液主體濃度，導致溶液濃差極化情況的出現(xiàn)。并在膜表面形成一層阻力層，從而降低膜表面的過濾流速。想要盡可能避免這種情況的發(fā)生，就要在過濾分離之前對溶液進行相應的預處理，同時進行膜表面的改性處理，使用活性劑或可溶性高聚物，對溶液和膜的發(fā)生作用進行防治。同時，還要結(jié)合實際情況對壓降進行科學合理的選擇，提高過濾速率，進一步解決上述問題。

在實際化學水處理過程中，膜污染程度較高，并且清理工作具有較高的難度。溶液濃差極化現(xiàn)象是引起膜污染的主要原因，會造成膜表面的溶質(zhì)附著，對實際處理過程造成極大的不利影響。并且在清洗過程中，因附著物的性質(zhì)不同，清洗工作難度極大。因此，想要降低膜污染，達到更好的膜清理效果，就要根據(jù)附著物的不同性質(zhì)，選擇不同的方式進行清理。同時還要提升濾膜的耐用性，對膜組件進行科學的設計，從而提升溶液過濾流速，避免出現(xiàn)膜污染的現(xiàn)象。

6 結(jié)語

在電廠的生產(chǎn)運營中，化學水處理工程技術是一項十分重要的環(huán)節(jié)，有著不可或缺的重要作用，需要得到相關部門和人員的高度重視?；诖耍斜匾陔姀S化學水的處理過程中應用全膜分離技術，從而確保水資源在電廠生產(chǎn)過程中的有效利用以及穩(wěn)定排放，提高電廠電力生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，進一步實現(xiàn)電力行業(yè)和我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。