反滲透裝置在鍋爐水處理中的應(yīng)用

武國鵬

摘要：反滲透是一種以壓力為推動(dòng)力，通過選擇性透過膜將溶液中的溶質(zhì)和溶劑分離的應(yīng)用技術(shù)。我國從二十世紀(jì)七十年代開始將反滲透用于水處理領(lǐng)域，進(jìn)入九十年代后，隨著反滲透膜性能的提高和膜制造成本的降低，進(jìn)一步加快了反滲透的應(yīng)用，較傳統(tǒng)的除鹽技術(shù)，也顯示出了較好的經(jīng)濟(jì)性?；诖?，本文就反滲透裝置在鍋爐水處理中的應(yīng)用展開了探討。

關(guān)鍵詞：反滲透裝置；鍋爐水處理；應(yīng)用

1、傳統(tǒng)水處理技術(shù)存在的主要問題

傳統(tǒng)的鍋爐運(yùn)行中，分離水中礦物質(zhì)離子的常用技術(shù)為鈉離子交換技術(shù)。在技術(shù)研究中發(fā)現(xiàn)，這一傳統(tǒng)的技術(shù)措施在使用中具有以下幾方面問題：（1）部分礦物離子無法有效分離。在鈉離子交換技術(shù)應(yīng)用中，其對(duì)于鈣、鎂等礦物離子有著一定的去除效果，進(jìn)而起到了降低水質(zhì)硬度的作用。但是這一技術(shù)在水處理中對(duì)于部分雜質(zhì)無法有效分離。如對(duì)水質(zhì)中的鹽堿物質(zhì)，鈉離子交換技術(shù)就難以起到有效的分離。這主要是因?yàn)殁c離子交換中使用的強(qiáng)酸陽樹脂，無法有效水中的陰離子與氯離子成分造成的；（2）對(duì)鍋爐爐體腐蝕性及污染性較大。鈉離子在交換過程中，由于水質(zhì)中無法有效去除水中的堿性物質(zhì)，進(jìn)而容易造成鍋爐水中的堿度不斷增加。這種堿度的增加會(huì)造成以下的三個(gè)問題。一是易造成鍋爐內(nèi)部結(jié)垢，進(jìn)而影響鍋爐加熱質(zhì)量；二是堿度較高的鍋爐水質(zhì)容易造成鍋爐內(nèi)部構(gòu)件腐蝕，影響鍋爐壽命；三是為了確保鍋爐水質(zhì)量，生產(chǎn)企業(yè)需要定期排放部分（一般為15-20%）污水，進(jìn)而造成了鍋爐污染性的提升；（3）造成浪費(fèi)，成本提高。在應(yīng)用鈉離子交換技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)處理的過程中，由于技術(shù)人員需要應(yīng)對(duì)內(nèi)部結(jié)垢、部件腐蝕等問題，進(jìn)而需要增加鍋爐維護(hù)工作量，繼而造成了生產(chǎn)維護(hù)成本的提升。同時(shí)為了應(yīng)對(duì)排污等問題，生產(chǎn)企業(yè)還需要對(duì)排污系統(tǒng)進(jìn)行改造；增加鍋爐注水量等處理。這些工作的開展，都會(huì)提升鍋爐使用中的生產(chǎn)成本。

2、反滲透技術(shù)的基本原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

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、鹽類和微生物過濾掉。在反滲透技術(shù)應(yīng)用過程中，其以壓力差作為該技術(shù)的有效推動(dòng)力。在具體應(yīng)用過程中，通過對(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)際效能帶來較大的影響，因此在利用反滲透技術(shù)進(jìn)行水處理過程中，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，以此來提高水處理過程中反滲透裝置的高效性。在鍋爐水處理中，反滲透過濾技術(shù)的應(yīng)用與傳統(tǒng)鈉離子交換技術(shù)相比較，具有以下的的數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)。一是反滲透技術(shù)95—98%的凈化效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈉離子交換技術(shù)，且這一技術(shù)可以對(duì)水質(zhì)中的各種離子進(jìn)行有效凈化，凈化效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈉離子交換技術(shù)。二是由于反滲透技術(shù)凈化效果較好，進(jìn)而減少了水垢、水腐蝕等問題的產(chǎn)生，提高了鍋爐運(yùn)行效率，降低了其維護(hù)成本。三是水質(zhì)凈化效果的提升，可以將鍋爐的排污率降至1%以下，進(jìn)而減少了生產(chǎn)中的污染性。

3、反滲透裝置在鍋爐水處理中的實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)域

在反滲透技術(shù)裝置的實(shí)際應(yīng)用中，其重點(diǎn)的應(yīng)用領(lǐng)域包括了以下幾點(diǎn)。（1）工業(yè)再生水應(yīng)用領(lǐng)域。在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)中，將再生水資源應(yīng)用于鍋爐使用，是當(dāng)前大型工業(yè)生產(chǎn)節(jié)水的重要措施。而再生水中的礦物質(zhì)離子遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自然水，進(jìn)而其水質(zhì)需要進(jìn)行做好處理工作。而反滲透技術(shù)的應(yīng)用，可以很好的完成再生水過濾工作，進(jìn)而提高了再生水利用率；（2）化工與能源產(chǎn)業(yè)中的鍋爐水處理。在化工與能源生產(chǎn)中，其產(chǎn)品中的化學(xué)物質(zhì)極易影響鍋爐用水，進(jìn)而造成其水質(zhì)惡化。因此當(dāng)前反滲透水技術(shù)，在這兩個(gè)行業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用；（3）水質(zhì)較差的自然水鍋爐應(yīng)用中。在我國的工業(yè)生產(chǎn)中，部分河流（如黃河、黑龍江等）與深井水中的水質(zhì)一般較硬，因此不適用于鍋爐生產(chǎn)直接使用。而通過反滲透技術(shù)，這一問題得到很好地解決。

4、反滲透裝置在鍋爐水處理中的應(yīng)用注意事項(xiàng)

4.1做好反滲透裝置的過濾及定期沖洗工作

由于大部分鍋爐水處理中使用的原水多以污水為主，原水含有大量的懸浮物和雜質(zhì)，因此要做好反滲透前期的過濾工作，嚴(yán)格對(duì)進(jìn)入到反滲透系統(tǒng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，避免雜物對(duì)系統(tǒng)滲透膜造成破壞，確保反滲透水處理能夠達(dá)到預(yù)期的效果。反滲透裝置在長期持續(xù)性的工作過程中，雖然進(jìn)行了過濾處理，但仍然無法避免水中的一些雜質(zhì)的存在，這些雜質(zhì)沉積在反滲透裝置中，不僅會(huì)其效果帶來直接的影響，而且時(shí)間一長還會(huì)腐蝕反滲透裝置，對(duì)反滲透裝置的效果帶來不利影響。因此在實(shí)際工作中，需要定期沖先反滲透裝置，也可以利用化學(xué)溶液來對(duì)反滲透進(jìn)行除垢，以此來提高反滲透膜的性能，延長反滲透裝置的使用壽命。

4.2進(jìn)行停用保護(hù)

對(duì)于停止運(yùn)行5天以上30天以下的反滲透裝置，需要對(duì)反滲透膜元件進(jìn)行保護(hù)，具體步驟如下：（1）用給水沖洗反滲透系統(tǒng)，同時(shí)注意將氣體從系統(tǒng)中完全排除；（2）將壓力容器及相關(guān)管路充滿水后，關(guān)閉相關(guān)閥門，防止氣體進(jìn)入系統(tǒng)；（3）冬天每隔3天按上述方法沖洗一次，夏天每隔2天按上述方法沖洗一次，時(shí)間不得少于1小時(shí)。對(duì)于停止運(yùn)行30天以上的反滲透裝置，保護(hù)操作的具體步驟如下：（1）沖洗系統(tǒng)中的膜元件；（2）用反滲透產(chǎn)水配制殺菌液保留于系統(tǒng)中，應(yīng)確認(rèn)系統(tǒng)完全充滿藥液；（3）如系統(tǒng)溫度低于27℃，應(yīng)每隔30天用新的殺菌液進(jìn)行補(bǔ)充藥液的操作；如系統(tǒng)溫度高于27℃，則應(yīng)每隔15天更換一次殺菌液；（4）在反滲透系統(tǒng)重新投入使用前，用低壓水沖洗系統(tǒng)一小時(shí)，在恢復(fù)系統(tǒng)至正常操作前，檢查并確認(rèn)產(chǎn)品水中不含有任何殺菌劑。

5、結(jié)束語

綜上所述，隨著我國化工、能源等產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)于鍋爐應(yīng)用技術(shù)的要求也在不斷提升中。特別是在這類產(chǎn)業(yè)鍋爐運(yùn)行中，如何在生產(chǎn)中降低水質(zhì)硬度，做好鈣、鎂等金屬離子的分離工作，滿足鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行中的水質(zhì)質(zhì)量要求，就成為了鍋爐技術(shù)研究的重要組成部分。這一研究中，鍋爐反滲透水技術(shù)研究與應(yīng)用發(fā)揮了重要作用。反滲透水處理技術(shù)研究的開展，一方面為鍋爐運(yùn)行中，用水質(zhì)量的提升以及節(jié)水目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)打下了有力基礎(chǔ)；另一方面也為化工、能源生產(chǎn)質(zhì)量的提升提供了技術(shù)理論支持。

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（作者單位：山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司）