膜技術(shù)及其在電廠水處理中的應(yīng)用

1、膜技術(shù)及其在電廠水處理中的應(yīng)用摘要:膜技術(shù)是一項具有巨大潛力的實用性技術(shù)，反滲透技術(shù)的核 心是反滲透膜，這是一種用高分子材料制成的、具有選擇性半透性質(zhì) 的薄膜。文章介紹了膜技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用案例。膜技術(shù)是一項具有巨大潛力和實用性的技術(shù),美國官方文件 曾指出：“日前，沒有一種技術(shù)能像膜技術(shù)這么廣泛地被應(yīng)用”。日前, 膜技術(shù)已在世界范圍引起人們重視和廣泛應(yīng)用。在水處理中，膜技術(shù)通常是指反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)、 微濾(MF)和電除鹽(Electrodeionization ,EDI )等技術(shù)。我國膜技術(shù)應(yīng)用 于電廠水處理最早可追溯到上世紀70年代末到80年代初，在消化吸 收

2、之后，其突出的優(yōu)點開始逐漸被人們認識。它不需酸、堿操作方便, 出水水質(zhì)好，性能穩(wěn)定。至今，反滲透技術(shù)已在我國北方及東南沿海電 廠被廣泛應(yīng)用，也用于解決缺水地區(qū)的節(jié)水問題。反滲透技術(shù)的核心 是反滲透膜，這是一種用高分子材料制成的、具有選擇性半透性質(zhì)的 薄膜。它能夠在外加壓力作用下，使水溶液中的水分和某些組分選擇 性透過，從而達到純化、分離或濃縮的日的。1膜分離技術(shù)簡介膜分離技術(shù)的發(fā)展給廢水處理和提制純水提供了新的解決方案。 膜分離技術(shù)是一類技術(shù)的總稱，和水處理有關(guān)的主要包括反滲透、微 濾、超濾、鈉濾以及電除鹽等。其原理均是利用特定材料，選擇性地 分離水和水中的雜質(zhì)。鍋爐補給水制備工藝中,可采用反

3、滲透技術(shù)替 代陽陰床一級除鹽，用EDI技術(shù)替代混床離子交換，其流程為:原水一 預(yù)處理一反滲透(RO)-電除鹽(EDI)-鍋爐補給水。即通過膜分離技 術(shù)可以從預(yù)處理后的原水生成出可用的鍋爐補給水。膜技術(shù)中的反滲透技術(shù)實質(zhì)上是一種橫流過濾技術(shù)，它與一般過 濾技術(shù)不同點在于:一般過濾技術(shù)是采用垂直過濾，需過濾液體全部流 過過濾介質(zhì)，過濾介質(zhì)中截留液體中的懸浮物和膠體;而反滲透技術(shù)則 是需過濾液體橫向流過反滲透膜,部分水在壓力的作用下透過反滲透 膜被淡化形成產(chǎn)品水。反滲透技術(shù)可有效的濾除有機物、溶質(zhì)等雜質(zhì)。電除鹽EDI技術(shù)則是依靠電場作用去除水中的無機離子,是近年 來出現(xiàn)的一項新的純水制備技術(shù)EDI將

4、傳統(tǒng)的電滲析技術(shù)和離子交 換技術(shù)有機地結(jié)合，既克服了電滲析不能深度脫鹽的缺點，又彌補了離 子交換不能連續(xù)工作、需消耗酸堿再生的不足。EDI的出水水質(zhì)能滿 足鍋爐用水對電阻率、硬度和硅的要求。2膜技術(shù)技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用案例某電廠的原水為當?shù)氐暮铀|(zhì)如表1,其采用了膜技術(shù)設(shè)備，工 藝流程為“預(yù)處理-多級反滲透-EDI電除鹽”。其水處理流經(jīng)通道 為:原水箱一清水泵多介質(zhì)過濾器一活性炭過濾器一鈉離子交換器 一保安過濾器一一級反滲透裝置一中間水箱一中間水泵一電除鹽裝 置一除鹽水箱除鹽水泵凝汽器。表1某電廠原水水質(zhì)原水參數(shù)含量(mg/L)總硬度107.00總堿度103.00Ca+2 25.60M

5、g+2 20.35Cl- 11.65SO4 12.06全鐵0.65CO3-2 8.35PH 值 8.10預(yù)處理的主要日的是濾除原水中的機械雜質(zhì),如泥沙、植物、有 機物等。多介質(zhì)過濾器可以保證進水濁度低于2mg/L,活性炭過濾器 保證有機物COD低于2mg/L,鈉離子交換器用以控制進水硬度,以保證 反滲透及EDI裝置的進水硬度進而保證其長期穩(wěn)定運行。反滲透裝置可以去除絕大部分的無機鹽、有機物和微生物，從而 達到EDI對進水水質(zhì)的要求,不同的EDI對進水水質(zhì)的要求不盡相同, 以某電廠的EDI為例，具體要求見表2:表2EDI進水水質(zhì)要求方案顆粒與膠體物質(zhì) 電導(dǎo)率硬度TOC PH CL-非活性硅CO2

6、徹底去除 40 0.25 0.5 410 0.1 0.5 8徹底去除 40 0.5 0.5 59 0.05 0.5 11EDI結(jié)合電滲析技術(shù)與離子交換技術(shù)，從而無需鹽堿即可去除離 子。某電廠采用了 GE公司的設(shè)備，其出水水質(zhì)可以達到以下標準:硬 度20、二氧化硅10口 g/L、電導(dǎo)率(25C)0.1口 S/cm。實際應(yīng)用中, 電導(dǎo)率一直低于0.川S/cm,足以滿足鍋爐用水0.2口 S/cm的要求，可以 直接作為鍋爐補充水使用。3膜技術(shù)在電廠水處理應(yīng)用中的新發(fā)展在以前的大量應(yīng)用中，都是采用了案例中“預(yù)處理一反滲透一EDI 電除鹽”的工藝流程。隨著膜技術(shù)的發(fā)展，超濾(UF)和微濾(MF)作預(yù) 處理

7、過程的替代將三個步驟全部采用膜技術(shù)。超濾和微濾也是一種壓 力型驅(qū)動膜，但其分離原理與反滲透膜不同，基本上屬于多孔膜上的機 械截留,用以分離范圍為大分子物質(zhì)、病毒、膠體等，表征其分離性能 的指標通是截留分子量，如截留分子量為10萬，表示水中分子量大于 10萬的物質(zhì)基本上都無法透過膜，被截留在膜面。經(jīng)試驗和實際運行 檢驗，微濾作為預(yù)處理裝置,其后反滲透的產(chǎn)水量比澄清、過濾預(yù)處理 系統(tǒng)提高了 15%25%,可將反滲透膜的污染降低到最低水平,因此反 滲透膜化學清洗次數(shù)可從每月1次降到每年1次或更少。如果考慮預(yù) 處理工藝出水水質(zhì)對后續(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。據(jù)研究, “MF-RO-EDI”全膜工藝進行除鹽試驗，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、亞臨界鍋爐的補水水質(zhì)要求。4結(jié)語我國反滲透膜的性能及膜的投資費用是膜技術(shù)在電廠中迅速推廣應(yīng)用的主要障礙。隨著反滲透膜新材料的研究