全膜分離技術及其在電廠化學水處理中的應用

宋恩寧

【摘 要】現(xiàn)階段，隨著人們生活水平的不斷提高，人們也越來越追求高品質的生活。在現(xiàn)代城市發(fā)展建設的過程當中，電廠化學水的處理工作備受矚目，以往傳統(tǒng)的化學水處理方法，逐漸無法滿足當前電廠化學水處理需求。全膜分離技術憑借自身眾多的優(yōu)勢，將其應用于電廠化學水處理當中具有重要意義。

【關鍵詞】全膜分離技術；電廠化學水；應用分析

中圖分類號：TM621.8 文獻標識碼：A

1 膜處理工藝簡介及原理

1.1膜技術工藝簡介

20世紀20年代，西方國家首先將這大自然中普遍存在的膜分離現(xiàn)象應用于工業(yè)生產，到50年代初反滲透理論的提出才使得膜技術正式運用于水質處理中。相較于西方，我國在80年代初才將這一技術引入到電廠水處理中。從膜技術發(fā)展的歷史來看，這一具有良好前景的實用性技術一般包括微濾、超濾、納濾、反滲透以及電除鹽技術。得益于具有選擇透過性的反滲透膜的使用，在外加壓力的作用下，這些技術對于水中的硬度、濁度、色度有良好的調節(jié)作用，同時又能去除COD、有機物以及微生物。

1.2膜處理技術原理

與生物膜類似，膜處理技術的核心在于使用具有分離、濃縮、提純功能的特質膜，實現(xiàn)對于混合物人為的選擇性過濾。從膜的形態(tài)上來分可具有固、液、氣三種，目前固體膜為大多數(shù)企業(yè)所采用的，液體膜也因某些獨有的優(yōu)勢運用于廢水處理中，氣態(tài)膜則尚處在實驗階段。作為整個廢水處理系統(tǒng)的核心，其工作原理包括：首先是對于混合物進行分離，依靠不用性質的薄膜以過篩的方式分離不同體積、質量、形態(tài)的物質；其次，在分離過程中，不同成分的物質也會發(fā)生分解，根據(jù)其不同的溶解速度，對于某些物質實現(xiàn)分離過濾。

與傳統(tǒng)的分離方法相比，膜分離法設備簡單、操作易行，可以實現(xiàn)對于相對分子量較大的物質進行分離，隨著科技的進步，當前所研究應用的薄膜可以同時對于上千種物質進行分離，極大的提高廢水處理的效率。另外，膜分離法不需要額外添加輔助物質，并且在常溫下即可實現(xiàn)保障水處理的進行，降低對于操作環(huán)境的依賴性，并且滿足環(huán)保的要求。

2 全膜分離技術在電廠化學水處理中的優(yōu)勢特點

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，相關設備結構簡單，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，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，能夠實現(xiàn)對溫度敏感物質的有效分離，從而提高化學水處理的效率，達到化學水處理的理想效果。

3 全膜分離技術在電廠化學水處理中的具體應用

3.1 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，能夠將化學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)，主要是將濾膜兩側存在的壓力作為分離過程的主要驅動力，將濾膜作為過濾介質，通過濾膜兩側壓力的作用，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。

3.2 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、產水水質高、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或小分子物質，透過水分子的特征，利用濾膜兩側存在的壓力，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，能夠實現(xiàn)對溶液中有機物、金屬鹽以及膠體粒子等物質更好的去除效果。

3.3 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以及其分子大小，通過附加電場產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。

4 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，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。

結束語

一直以來，電廠化學水處理工作都備受關注。以往傳統(tǒng)的電廠化學水處理技術，已經無法滿足當前電廠化學水處理需求。在這種情況下，我們積極的應用全膜分離技術，能夠有效的彌補傳統(tǒng)化學水處理技術的不足，進而促進電廠運行效率的提升。

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（作者單位：神華（福州）羅源灣港電有限公司）