膜技术在电厂水处理中的应用

膜技术在电厂水处理中的应用

文章简要介绍了膜处理工艺原理及国内外发展现状，论述了在锅炉补给水改造工程实例中进行的应用关键技术和系统集成的研究，对工程实施后的运行状况进行了试验测试和分析。对膜处理技术进一步推广应用具有积极的意义。

标签：膜技术；水处理；电厂

引言

对于膜技术而言，很多年前一直不被人们公认，但是最近这几年随着社会的发展，电力技术的不断提高，膜技术的潜力已经被很多专家所公认，在美国，这项技术已经普遍存在了，很多年前美国专家就说：一直没有像膜技术这么广泛的被众人应用，从这点可以清楚的看出，膜技术已经在世界各地起到了显著的效果，被很多人所公认。

1 膜技术原理简单的介绍

在一些实验当中，膜技术已经被广泛的应用了，学者们采用各种方法对膜技术进行实验，其中水处理的方法是经常见的，而我们经常提到的膜技术，就是指渗透、纳滤、超滤、微滤、还有电除盐等一些技术。在我们国家，所谓的膜技术是在20世纪70年代到80年代出现的，当时并没有被很多人重视，可是过了几年后，膜技术的优点慢慢的被人们所认识。它的特点较为明显，比如不需要一些酸物质的帮助，还有碱物质帮助，而且出水性能比较好，还很稳定。到目前为止，反透技术已经被多国家应用了，尤其是我们国家应用的最广泛。反透技术一般是说一种高分子材料，这种材料是薄膜。能够在一些外在压力作用下，让溶液当中的水分解一些物质，从而达到分离的目的。

2 膜分离技术简单介绍

膜分离技术已经在我国被很多人熟知，这项技术给纯水的提供，还有废水的处理带来了巨大的帮助，膜分类技术是和水处理有有关的主要包含以下几点，其中主要是包括渗透、超滤、微滤等。这种原理非常简单，无非就是选择一种固定的材料，然后从中分离出水和杂质。

反透技术是膜技术中的一种，然而这种技术可以说是一种横流过滤的技术，它和一些简单的过滤技术相比并不一样，主要不同点是：大多数的过滤技术都是垂直过滤，然后反渗透技术需过滤液体横向流过反渗透膜。这就是二者之间主要的区别。

电除盐EDI技术我们可以简单的理解是靠电场的场力作用，去掉水中的一些离子，这些离子可以是无机的离子，这是一项新技术，近几年比较常见一些。EDI将传统的电渗析技术和离子交换技术有机地结合，既克服了电渗析不能深度

脱盐的缺点，又弥补了离子交换不能连续工作、需消耗酸碱再生的不足。EDI 的出水水质能满足锅炉用水对电阻率、硬度和硅的要求。

3 膜技术在水处理中的应用案例

华电某发电公司现水处理室6套制水设备由于建成年代较早，处理工艺采用传统的离子交换工艺，对胶体硅、有机物等物质基本无去除作用，出水水质接近行业标准的上限，最终产水导电率一般在0.15us/cm以上（标准为小于0.2us/cm）。造成4台机组热力系统水汽品质不高，氢电导不能满足标准要求，且系统沉积率居高不下（四台机组大修检查，垢量一直偏大，為二、三类设备），对机组热效率有一定影响。

供热期，由于自来水水质改变频繁，此问题越发突出，主要表现在一级除盐导电高，混床运行时间短，大大增加了酸、碱用量和人工劳动强度。同时超滤布袋过滤器的频繁堵塞，造成超滤反渗透系统无法连续运行，提高了生产制水的成本。

水处理#3单元改造及#8单元锅炉补给水增容改造项目均采用超滤、反渗透膜工艺。工艺流程为：生水箱→生水加热器→超滤供水泵→自清洗过滤器→超滤装置→超滤水箱→超滤产水泵→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→反渗透水箱→反渗透产水泵→8号阳离子交换器→8号除碳器→8号中间水箱→8号中间水泵→8号阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→500立方水箱。

超滤、反渗透工艺比单纯离子交换工艺先进，出水水质优于单纯一级除盐。改善了锅炉补给水处理系统的出水水质，尤其是胶体硅、有机物、TOC、氢电导率等指标，从根本上解决机组水汽品质合格率较低的问题，尽量杜绝热力设备结垢、腐蚀、沉积，提高机组热效率和安全经济性，减缓锅炉等化学清洗频度，减少检修费用。

改造后主要经济技术指标完成如下：

因此在减缓锅炉水冷壁的结垢速率，汽轮机叶片的积盐速率方面有影响，在机组安全稳定运行方面有更深刻的意义。膜分离过程是物理过程，无需再生剂，所以减少酸、碱排放量，保护了水体环境。

技改工程实施后一级除盐运行周期由15小时延长为720小时左右，按照超滤、反渗透80%的投入率计算，一年一级除盐运行周期再生可减少480次左右。每年节约再生酸碱费用120余万元。

由于超滤、反渗透工艺存在反洗水、浓水排放，造成自用水大。在分类回收利用方面仍有部分节能潜力可挖。

4 膜技术在电厂水处理应用中的新发展

膜技术经常应用在电厂水处理当中，而且采用的是最先进的工艺流程：预处理→反渗透→EDI电除盐，膜技术发展的进步，使得超滤以及微滤处理的能力也大大的提高。微滤和超滤是压力驱动膜，然后反透膜的分离原理和它却不是一样的，这种情况一般都是属于机械截留，主要目的是为了分解一些颗粒比较大的分子物质，还有一些胶体、病毒等。经过一些相关的试验，我们可以证明，作为预处理装置的微滤而言，反渗透生产出来的水量比较清晰，而且污染性还是很小的，所以，对于一些反渗透膜的化学清洗次数，我们可以规定到每月一次，或者更多次。如果考虑预处理工艺出水水质对后续反渗透膜的寿命影响，可以大幅延长反渗透膜的寿命，从而降低维修、清理、更换方面的成本。“UF-RO”膜工艺进行除盐试验，其出水硬度、活性硅、电导率等参数均能满足电厂超高压、亚临界锅炉的补水水质要求。

5 结束语

我国反渗透膜的性能及膜的投资费用是膜技术在电厂中迅速推广应用的主要障碍。随着反渗透膜新材料的研究及其制造成本的不断下降，以及运行经验的不断积累，反渗透的投资和运行费用会不断降低。但应当注意到，随着水资源的日趋紧张以及环保等要求的逐步加强，膜技术必将在我国电厂水处理中取得越来越广泛的应用，从而创造更大的经济价值和社会价值。

参考文献

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作者简介：刘德宏（1968，5-），男，江苏盐城，工程师，主要从事建设工程管理和电厂化学、环保等相关工作。