全膜分離技術(shù)在電廠化學(xué)水處理中的運用探討

李茂清

（吉林電力股份有限公司）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國對電力的需求量也越來越大。為保證電力的穩(wěn)定供應(yīng)，電廠的正常運轉(zhuǎn)是十分重要的。我國電廠所使用的水資源多為地下水和地表水，這些水資源或多或少都摻有雜質(zhì)，因此在用于發(fā)電時需將其進行一定的處理，比如利用全膜分離技術(shù)來進行化學(xué)水處理。相較于傳統(tǒng)的水處理方式，全膜分離技術(shù)更具優(yōu)勢，不僅在操作時更加安全簡單，而且效果更加理想，因而在發(fā)電廠中被廣泛運用于水質(zhì)處理。

1 全膜分離技術(shù)概述

全膜分離技術(shù)，即以薄膜為媒介，在一定壓力的推動下，把液體中不同粒徑、成分的粒子分離開來。該技術(shù)多用于電廠化學(xué)處理當(dāng)中，全膜分離技術(shù)可使水處理的整個過程無需使用化學(xué)藥劑，僅以三膜過濾的工藝就可實現(xiàn)將原水的水質(zhì)處理至符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)膜孔徑大小的差異，全膜分離技術(shù)所使用的膜大多分為三種，即反滲透膜、超濾膜以及微濾膜。膜的孔徑大小決定了膜的分離效果以及截流性能，可以根據(jù)不同要求將水分離出來，繼而有效提升水處理效果。

2 全膜分離技術(shù)的特點

在傳統(tǒng)的水處理方式里，想要去除水中的膠體、懸浮物等需要通過機械過濾的方式，再利用電透析技術(shù)將水中的離子去除，使水的硬度降低，最后通過調(diào)節(jié)酸堿度來實現(xiàn)離子再生。在整個水處理過程中會排放出具有污染性的酸堿化合物，如此不僅生產(chǎn)效率低下，勞動強度也相對較大，而且在機器維護方面也較為復(fù)雜，以至于水處理的成本也會有所提高。而利用全膜分離技術(shù)就可有效解決這些問題。

全膜分離技術(shù)可在常溫下進行，因此技術(shù)人員的工作環(huán)境較為安全。其次，全膜分離技術(shù)主要依靠物理變化，在整個水處理過程中不添加任何藥劑，因此能穩(wěn)定水質(zhì)，真正做到零污染、零排放。全膜分離技術(shù)的選擇性極強，可在分子級內(nèi)進行，是其他濾材無法替代的。除此之外，全膜分離技術(shù)所需的設(shè)備設(shè)施體積不大，占地面積小，結(jié)構(gòu)簡單，操作與維修都比較簡單易上手，且員工在運用膜分離技術(shù)進行化學(xué)水處理時消耗的能源量較低，如此就可以使整個設(shè)備的性能一直處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，有效減少電廠成本。

3 全膜分離技術(shù)在電廠化學(xué)水處理中的具體運用

3.1 電除鹽技術(shù)

在全膜分離技術(shù)當(dāng)中，最難的技術(shù)當(dāng)屬電除鹽技術(shù)。它是指在附加電場的作用下利用水中所攜帶的電荷及分子，以離子交換膜來將電解質(zhì)與離子分離開來。離子交換膜分為陰膜和陽膜，陰膜僅通過陰離子，而陽膜則只過濾陽離子。電除鹽技術(shù)的科學(xué)性較強，其工作原理是先將水進行合理的分解，讓水中的離子之間相互作用，從而加速離子的移動，消除離子效應(yīng)。再將水的電導(dǎo)率控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，以達到鍋爐設(shè)備的供水要求。全膜分離技術(shù)不僅有效彌補了離子之間的交換限制，還使在電滲析時無法高度除鹽的缺陷得以被克服，而且還能保證整個水處理過程安全環(huán)保無化學(xué)污染。

在應(yīng)用電除鹽技術(shù)時，需注意水中的一些物質(zhì)對膜的影響，比如變價金屬粒子、氧化劑、有硬度的元素等。其中氧化劑會與膜之間產(chǎn)生氧化反應(yīng)，進而影響組件功能，使膜受到污染，嚴(yán)重時甚至可能導(dǎo)致破裂。變性金屬離子也會加速催化劑氧化，金屬元素則會影響電除鹽的結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致水的酸堿度失衡［1］。

3.2 反滲透技術(shù)

在全膜分離技術(shù)當(dāng)中，反滲透技術(shù)是一項先進的節(jié)能技術(shù)。其中采用的滲透膜是一種經(jīng)過特殊處理的高端材料，可以有效發(fā)揮透水分子特性，具有產(chǎn)水水質(zhì)高、成本低、操作簡單等優(yōu)勢。其次，配備的膜設(shè)備也能快速實現(xiàn)導(dǎo)流、隔網(wǎng)、透膜等作用。其主要原理是以膜兩側(cè)的靜壓力為推動力，將含鹽量比較高的雜質(zhì)截留于導(dǎo)管中，使導(dǎo)管導(dǎo)出的水沒有雜質(zhì)，這是因為反滲透膜的孔徑比較小，幾乎只能讓水分子透過滲透膜，它可以有效過濾水中的微生物、有機物、鹽堿、膠體、可溶性金屬鹽等物質(zhì)，從而達到凈水的作用。由于反滲透技術(shù)在實際運用中無法完全過濾掉水中雜質(zhì)，加之該技術(shù)還受多方面因素影響，比如水壓力、成分、外界溫度等，因而相關(guān)技術(shù)人員在反滲透系統(tǒng)中安裝適量的回收裝備，如此才能做到有效減排，提高水資源的回收效率，減少不必要的水資源浪費。

反滲透技術(shù)對于水中的懸浮物有比較高的要求，在運用該技術(shù)之前必須對原水進行預(yù)處理，將水中的懸浮物清除，以減少水資源的渾濁程度。對于較大的污染物，可以使用人工攔截的方式予以清除，對于體積較小或肉眼不可見的水中雜質(zhì)，則需要借助相關(guān)設(shè)備來將其進行最大化地清除，這樣不但可以讓水處理的效果更佳，也可在很大程度上減少過濾膜的損耗。一般情況下，將水資源的污染指數(shù)降至5以下會使反滲透處理的效果更好，其中以污染指數(shù)小于3最好。其次在對水資源進行預(yù)處理時還要進行殺菌，抑制水中微生物的生長，如此可使處理后的水質(zhì)更佳［2］。

3.3 超濾技術(shù)

超濾技術(shù)是電廠化學(xué)水處理的第一道工序。它使用的膜孔徑較大，通常在1nm～0.05μm，其目的在于將大分子和顆粒狀的大物質(zhì)先行分離出去，進而達到水分離、過濾凈化以及濃縮的目的。超濾技術(shù)的原理是以膜兩側(cè)的壓力為驅(qū)動力，以膜為介質(zhì)，當(dāng)兩側(cè)受到一定的壓力差時，水會流經(jīng)膜的表面，再流入導(dǎo)管，如此完成了對水的初步篩濾。如果膜兩側(cè)的壓力相同，比膜孔徑小的水分子則可以通過，大于孔徑的水分子則會被截留在膜上，如此就可有效達到溶液凈化、溶液濃縮以及雜質(zhì)隔離等目的。需要注意的是，超濾膜的截留特征多以有機物的截留分子量來表征，其截留分子量一般在1000～300000之間，因而通常用于水處理的第一個環(huán)節(jié)。

由于超濾膜是首道工序，因此在運行過程中可能會遇到較多的污染，比如膠體污染、有機物污染等。在地表水里存在著大量的膠體，比如淤泥、黏土等，如果沒有對這些膠體物質(zhì)進行相應(yīng)的處理就直接運用超濾膜技術(shù)，就很容易使濾膜出現(xiàn)損傷。時間一長，大量膠體微粒附著于超濾膜表面，形成凝膠層，最后導(dǎo)致流水通道被堵塞。其次，水中的丹寧酸等有機物質(zhì)也會吸附于膜表面，進而對膜的性能造成損傷，因此在運用該技術(shù)前一定要對水進行初步處理，比如將水中的大分子去除，以免造成不必要的設(shè)備損傷，出現(xiàn)水質(zhì)處理不佳等情況［3］。

4 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境污染的情況也十分嚴(yán)峻。將全膜分離技術(shù)應(yīng)用于電廠化學(xué)水處理當(dāng)中是非常重要的，該技術(shù)既能使水污染的問題得以解決，也能使居民用水健康有所保障。其次，全膜分離技術(shù)在進行水處理時能做到零污染、零排放，使電廠進行化學(xué)水處理時更加高效，而且該技術(shù)所需的設(shè)備占地面積小，能耗低，對電廠的運行及發(fā)展都有積極地促進作用，因而在各大發(fā)電廠中得以廣泛運用。