賓煜
摘要:對(duì)于膜技術(shù)而言,很多年前一直不被人們公認(rèn),但是最近這幾年隨著社會(huì)的發(fā)展,電力技術(shù)的不斷提高,膜技術(shù)的潛力已經(jīng)被很多專家所公認(rèn),在美國,這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)普遍存在了,很多年前美國專家就說:一直沒有像膜技術(shù)這么廣泛的被眾人應(yīng)用,從這點(diǎn)可以清楚的看出,膜技術(shù)已經(jīng)在世界各地起到了顯著的效果,被很多人所公認(rèn)。
關(guān)鍵詞:膜技術(shù);電廠水處理;應(yīng)用
社會(huì)的發(fā)展使人們對(duì)水質(zhì)要求更高,提高水處理技術(shù)水平,能夠使電廠運(yùn)行效率提升,延長使用壽命,避免因水質(zhì)過低而造成的設(shè)備故障問題。膜技術(shù)的應(yīng)用能夠有效滿足電廠水質(zhì)要求,且處理成本低、操作簡便、具有較大規(guī)模,因此要重視膜技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用。
1、膜技術(shù)概述
膜技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間較早,且隨著研究的不斷深入,膜技術(shù)逐漸完善,應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。時(shí)至今日,膜技術(shù)依然有著極大的發(fā)展?jié)摿εc廣闊的應(yīng)用前景。如今,膜技術(shù)在社會(huì)各行業(yè)中仍然有著極高的關(guān)注度。水處理是膜技術(shù)最常見應(yīng)用方式,根據(jù)性質(zhì)不同主要有微濾、超濾、納濾、電除鹽以及反滲透這幾種技術(shù)。
2、電廠水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用
2.1RO和EDI
2.1.1應(yīng)用原理
RO即反滲透技術(shù),其主要使用反滲透膜實(shí)現(xiàn)水處理工作。反滲透膜使用高分子材料制作而成,呈現(xiàn)半透特性,是具有選擇性的薄膜。當(dāng)其受外力作用,可以使水中某些成分和水分子選擇性透過,實(shí)現(xiàn)水溶液的提純、濃縮或者分離。EDI是電除鹽技術(shù),該技術(shù)主要利用電場實(shí)現(xiàn)對(duì)水溶液中無機(jī)離子的去除,屬于一種新型水處理技術(shù),通常應(yīng)用于純水制備。該技術(shù)在電滲析技術(shù)基礎(chǔ)上將其和離子交換技術(shù)進(jìn)行有效融合,使其克服了兩種技術(shù)在應(yīng)用過程中存在的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了處理質(zhì)量的提高。將其應(yīng)用于電廠水處理工作中,可以充分滿足鍋爐對(duì)水質(zhì)硬度、電導(dǎo)率等的要求。
2.1.2應(yīng)用方式。2.1.2.1蒸餾法。蒸餾技術(shù)在20世紀(jì)中期就已經(jīng)出現(xiàn),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,如今出現(xiàn)了閃蒸技術(shù)。這種技術(shù)在純水的制備中有著極好效果。通過閃蒸方式得到的純水,其電導(dǎo)率為1~10Ls/cm。但這種純水難以滿足高參數(shù)鍋爐運(yùn)行條件,因此要使用離子交換方式進(jìn)行再次處理。2.1.2.2離子交換法。離子交換法是我國電廠早期應(yīng)用的純水制備方式,在長期發(fā)展與完善下,離子交換技術(shù)已經(jīng)趨近成熟,所制備出的純水有著很高的純度。在早期電廠中得到了廣泛應(yīng)用。2.1.2.3離子交換與反滲透結(jié)合。早期純水制備中應(yīng)用的離子交換技術(shù)需要應(yīng)用酸堿再生措施,因此在純水制備過程中會(huì)產(chǎn)生酸堿度較高的廢液,不利于環(huán)境保護(hù)。此外,對(duì)具有較高含鹽量的污水進(jìn)行處理時(shí),應(yīng)用離子交換技術(shù)會(huì)使其處理成本升高。反滲透技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間較晚,對(duì)含鹽量較高廢水有較好處理效果,將其與離子交換技術(shù)結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)純水制備質(zhì)量提升。由于其應(yīng)用效果好、制備成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn),這種融合制備方式在電廠水處理中已經(jīng)得到普及。2.1.2.4全膜工藝。全膜工藝在未來電廠水處理中有著極好發(fā)展前景,能夠完全擺脫離子交換技術(shù)的應(yīng)用并彌補(bǔ)離子交換技術(shù)中存在的不足。對(duì)其出水水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn),其水質(zhì)已經(jīng)達(dá)到混床水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),且不需要應(yīng)用酸堿再生技術(shù),因此不向外界排放廢液,有著極高自動(dòng)化水平。
2.2超濾
超濾技術(shù)利用壓力實(shí)現(xiàn)水處理工作,但其主要使用多孔膜作為材料,實(shí)現(xiàn)對(duì)水中雜質(zhì)的機(jī)械性過濾,只能對(duì)具有較大分子的膠體、病毒或其他物質(zhì)進(jìn)行截留。截留分子量是超濾技術(shù)分離指標(biāo),根據(jù)具體分離需求不同,其分離指標(biāo)也并不相同。若截留分子量為20萬,則表示超過20萬的物質(zhì)都不能通過膜,從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的截留。與傳統(tǒng)水處理設(shè)備相比,超濾有著較為優(yōu)異的截留能力。若傳統(tǒng)處理方式可以去掉原水中30%的雜質(zhì),則超濾方式的應(yīng)用能夠去除97%左右相同物質(zhì)。且在電廠應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),超濾技術(shù)的使用可以使鍋爐中水和蒸汽的二氧化硅含量減少,實(shí)現(xiàn)蒸汽純度的提升。并且有效延長了后續(xù)反滲透系統(tǒng)清洗的周期,延長反滲透膜運(yùn)行壽命,提高電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。目前,超濾在大型發(fā)電機(jī)組的水處理中已廣泛應(yīng)用起來。
2.3納濾和微濾
2.3.1納濾。納濾又稱松散型反滲透,它和反滲透一樣,可以去除水中離子和有機(jī)物,但它對(duì)二價(jià)離子去除率高(95%以上),對(duì)一價(jià)離子去除率低(40%~80%)。納濾的這一性能決定了它的用途,目前一般在生活飲用水處理上代替反滲透,它有保留一定礦物質(zhì)又能去除有機(jī)物的優(yōu)點(diǎn).在發(fā)電廠水處理中,人們較多關(guān)注的是它用作循環(huán)冷卻水處理。去除硬度以防垢,以及用于循環(huán)冷卻水排水的回收利用。但是由于投資費(fèi)用高,目前尚無人使用。
2.3.2微濾。微濾是指濾除水中0.1Lm以上顆粒的膜過濾。它在電子工業(yè)純水處理中用作終端處理,去除水中顆粒狀物。目前發(fā)電廠對(duì)純水中顆粒狀物要求不高,所以應(yīng)用較少,將來在超超臨界機(jī)組補(bǔ)給水處理上可能有所應(yīng)用。但微濾良好的分離性能,在電廠水處理中仍有許多地方可以應(yīng)用。比如,在大機(jī)組凝結(jié)水中的金屬腐蝕產(chǎn)物(氧化鐵)顆粒,有人檢測(cè),其粒徑大部分在5~10Lm,可以用微濾予以去除,這是凝結(jié)水過濾除鐵的一種形式。類似裝置已有使用,但目前所用微孔濾膜的孔徑較大.還有人用0.45Lm濾膜濾除凝結(jié)水(或給水)中的鐵,濾除率達(dá)98%。
3、膜技術(shù)在電廠水處理應(yīng)用中的新發(fā)展
膜技術(shù)經(jīng)常應(yīng)用在電廠水處理當(dāng)中,而且采用的是最先進(jìn)的工藝流程:預(yù)處理寅反滲透寅EDI電除鹽,膜技術(shù)發(fā)展的進(jìn)步,使得超濾以及微濾處理的能力也大大的提高。微濾和超濾是壓力驅(qū)動(dòng)膜,然后反透膜的分離原理和它卻不是一樣的,這種情況一般都是屬于機(jī)械截留,主要目的是為了分解一些顆粒比較大的分子物質(zhì),還有一些膠體、病毒等。經(jīng)過一些相關(guān)的試驗(yàn),我們可以證明,作為預(yù)處理裝置的微濾而言,反滲透生產(chǎn)出來的水量比較清晰,而且污染性還是很小的,所以,對(duì)于一些反滲透膜的化學(xué)清洗次數(shù),我們可以規(guī)定到每月一次,或者更多次。如果考慮預(yù)處理工藝出水水質(zhì)對(duì)后續(xù)反滲透膜的壽命影響,可以大幅延長反滲透膜的壽命,從而降低維修、清理、更換方面的成本?!癠F-RO”膜工藝進(jìn)行除鹽試驗(yàn),其出水硬度、活性硅、電導(dǎo)率等參數(shù)均能滿足電廠超高壓、亞臨界鍋爐的補(bǔ)水水質(zhì)要求。
4、結(jié)語
近年來,新型的膜技術(shù)近些年發(fā)展很快,隨著新材料的研究及其制造成本的不斷下降,還有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,反滲透的投資和運(yùn)行費(fèi)用不斷降低,有許多技術(shù)很適合發(fā)電廠各種水處理工作,在鍋爐補(bǔ)給水制備工藝中,在類似原水水質(zhì)條件下,采用反滲透技術(shù)替代陽床、陰床一級(jí)除鹽、采用電除鹽EDI替代混床離子交換的膜法工藝,完全能夠滿足高壓鍋爐用水的要求。
參考文獻(xiàn):
[1]夏中明.國外超濾技術(shù)的應(yīng)用及投資分析[J].武漢水利電力大學(xué)學(xué)報(bào),1996,29(6):114~116.
[2]孫詠紅等.超濾在反滲透預(yù)處理工藝中的應(yīng)用[J].水處理技術(shù),1993,19(6):350~353.
[3]王靜等.超濾膜和微濾膜在污(廢)水處理中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].工業(yè)水處理,2001,21(3):4~7.
(作者單位:神華國華孟津發(fā)電有限責(zé)任公司)