研究全膜分離技術(shù)在電廠化學(xué)水處理中的應(yīng)用

李云春

摘 要：針對電廠生產(chǎn)中廢水處理問題，對全膜分離技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行深入分析，內(nèi)容包括超濾法、反滲透法和EDI，旨在為電廠水處理技術(shù)的升級改造提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：電廠水處理;全膜分離技術(shù)

電廠生產(chǎn)廢水采用傳統(tǒng)方法處理已經(jīng)無法達(dá)到要求，而全膜分離技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用能有效解決這一問題，提高水處理效率，適應(yīng)電廠的建設(shè)與發(fā)展需要。

1全膜法

膜法液體分離通常能分成以下四種類型：微濾法、超濾法、納濾法和反滲透法，相比之下，以反滲透法的分離精度最高，納濾法和超濾法次之，微濾法的分離精度最低。另外，對于EDI，由于為了實現(xiàn)對離子交換樹脂有效再生而引入了電滲析，所以也屬于膜法分離范疇。在當(dāng)前的火電廠中水處理中，主要采用以下幾種技術(shù)。

2超濾法

超濾法將壓力作為推動力，以分離大、小分子為主要目的，當(dāng)膜的孔徑在1.5nm～0.2μm范圍內(nèi)，且過濾動力采用液體壓力差時，即為超濾，其過濾機(jī)理為發(fā)揮膜孔具有的篩除作用，主要優(yōu)勢為設(shè)備的占地面積相對較小，單位容器有很高的充填密度。

受到外界壓力持續(xù)作用，溶液在超濾膜其中一側(cè)以一定速度流動的過程中，微生物、膠體微粒與高分子物質(zhì)都無法從膜中透過，在這一側(cè)不斷濃縮，但溶解性物質(zhì)與粒徑比膜孔徑小的物質(zhì)可以從膜中通過達(dá)到另外一側(cè)，獲得產(chǎn)品水，以此實現(xiàn)分離和凈化等目標(biāo)。由此可見，超濾屬于篩孔分離，有內(nèi)壓式與外壓式兩種。采用超濾的方法能將水中含有的微生物、懸浮物和有機(jī)大分子等都徹底去除，過濾性能良好。相較于傳統(tǒng)工藝，如采用活性炭過濾裝置、化學(xué)加藥法或多介質(zhì)過濾裝置等，超濾具有下列優(yōu)勢：設(shè)備的占地面積相對較小、系統(tǒng)出水保持穩(wěn)定且水質(zhì)良好、系統(tǒng)出水的SDI值小于2（采用傳統(tǒng)工藝時只能達(dá)到4-5），而且它還能實現(xiàn)全自動控制[1]。

3反滲透法

反滲透法主要是以逆滲透原理為依據(jù)去除水中含有的雜質(zhì)、懸浮物、有機(jī)質(zhì)及離子，其濾膜能在壓力的作用下完成進(jìn)水或溶解。濾膜兩側(cè)因濾膜的存在而被分成兩個部分，其中一部分是從濾膜中通過的部分，而另一部分則是被截留的部分。

水和溶液由半透膜隔開，此時水將向著溶液的方向發(fā)生滲透，在兩相之間會有一定滲透壓產(chǎn)生，如果在溶液相增大滲透壓，則溶液相當(dāng)中的水將向著水相發(fā)生反滲透，以此得到除鹽水。當(dāng)壓力足夠大時，從滲透膜中通過產(chǎn)生純凈水，而沒有從膜中通過的部分將伴隨含鹽量不斷增加而得到排放，此即為反滲透過程。

采用反滲透法能去除粒徑為0.0001μm的物質(zhì)，能去除分子量在150-200以上的有機(jī)物，正常情況下的除鹽率能達(dá)到95%以上[2]。當(dāng)用于預(yù)脫鹽時，能有效延長關(guān)鍵組件再生周期，并減少酸堿實際消耗量。

如前所述，在所有膜法中，以反滲透法的精密度最高，它的應(yīng)用能阻擋幾乎所有可溶解鹽和分子量在100以上的有機(jī)物。對于反滲透法的核心——反滲透膜，它是采用特殊材料與方法加工制成的存在半透性質(zhì)的超薄膜，受外界壓力持續(xù)作用后，能使溶液當(dāng)中部分組分有選擇性的從膜中通過，以此達(dá)到不同的目的。反滲透系統(tǒng)實際運(yùn)行費(fèi)用很低，還有很高的環(huán)境效益，所以能解決過去再生酸堿造成的污染等問題?；诖?，在當(dāng)前的電力行業(yè)中，無論是鍋爐補(bǔ)給水還是廢水回收與利用都能采用這項技術(shù)。然而，需要注意的是，一級反滲透系統(tǒng)出水還無法達(dá)到補(bǔ)給水對水質(zhì)提出的要求，尤其是在及組合參數(shù)越來越高、容量越來越大的情況下，因此我國很多電廠都將反滲透法作為一種預(yù)脫鹽技術(shù)，后面依然進(jìn)行離子交換，比如反滲透和二級除鹽相結(jié)合與反滲透和混床除鹽相結(jié)合等[3]。通過對以上系統(tǒng)的應(yīng)用，能減少90%左右的廢酸堿實際排放量，進(jìn)而有效解決這方面帶來的環(huán)保問題。

4 EDI系統(tǒng)

EDI是集合了電滲析與離子交換兩種技術(shù)的脫鹽方法，基本結(jié)構(gòu)采用電滲析裝置，在陰陽膜間采用交換樹脂進(jìn)行裝填，以此形成一個混床。這項技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用能大幅提高除鹽效率，而且無需使用酸堿就能達(dá)到自動平衡。另外，由于它還能實現(xiàn)連續(xù)出水，所以被稱作連續(xù)電除鹽。

對于離子交換膜與交換樹脂，兩者工作原理相似，都能有選擇性的使離子通過，比如陰離子交換膜僅能使陰離子通過，而陽離子交換膜僅能使陽離子通過，在這兩個交換膜間采用交換樹脂進(jìn)行充填即可形成一個完整的EDI單元，對若干EDI單元進(jìn)行羅列，使兩種交換膜實現(xiàn)交替排列，并在膜間采用特殊形式交換樹脂，能形成濃水室;而采用混合離子形式的交換樹脂，則能形成淡水室。在直流電壓穩(wěn)定推動作用下，淡水室中的陰陽離子將分別向著正極與負(fù)極移動，同時從膜中通過進(jìn)入到濃水室當(dāng)中，為水中離子被吸附而占據(jù)因離子發(fā)生移動而預(yù)留的空間。無論是離子移動還是吸附，均為同時且連續(xù)產(chǎn)生的。經(jīng)過以上過程就能使給水變成除鹽水[4]。

相較于離子交換器，EDI主要具有下列幾個方面的優(yōu)點(diǎn)：再生過程中不需要使用酸堿，環(huán)保性好;設(shè)備的占地面積很小，不需要酸堿的貯存與中和設(shè)備;不需要備用裝置，能實現(xiàn)自動化控制，實際的控制點(diǎn)數(shù)量比混床少很多;對人力的使用也很少，能有效減少人為誤操作，對減員增效十分有利;所有設(shè)備單元均能實現(xiàn)模塊化的裝配，無論是維修還是更換都十分方便;有很高的的運(yùn)行回收率，一般都能達(dá)到95%以上，而且排放出的濃水都能進(jìn)行回收;系統(tǒng)的產(chǎn)水水質(zhì)比較穩(wěn)定。EDI是對離子交換與電滲析兩項技術(shù)進(jìn)行結(jié)合而成的新技術(shù)，它利用直流電實現(xiàn)交換樹脂的再生，無需使用酸堿。

5結(jié)束語

綜上所述，全膜法在二十一世紀(jì)才在我國興起和發(fā)展，雖然現(xiàn)有的一部分技術(shù)是參考借鑒國外發(fā)達(dá)國家的，但相信通過不斷的研究與進(jìn)步，能不斷縮小和國外的差距，提高全膜法技術(shù)水平，使其得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王納. 全膜分離技術(shù)及其在電廠化學(xué)水處理中的應(yīng)用[J]. 黑龍江科技信息， 2014（03）：113-114.

[2]李兆男. 全膜分離技術(shù)及其在電廠化學(xué)水處理中的應(yīng)用[J]. 科技風(fēng)， 2015（05）：142-143+255.

[3]馬福剛. 全膜分離技術(shù)及其在電廠化學(xué)水處理中的應(yīng)用[J]. 價值工程， 2011（09）：143-144+15.

[4]顏佩龍. 全膜分離技術(shù)在電廠化學(xué)水處理中的應(yīng)用[J]. 中國化工貿(mào)易， 2017（11）：147-149+251.