膜法处理在电厂中的应用

【摘

要】通过全膜法技术在电厂的成功运用，介绍全膜法的特点及调试经验，并提出改进措施。实践证明，全膜法水处理工艺最大的特点是系统简单，不需消耗酸碱，系统控制简单，占地面积少且出水水质好，出水的点导率一般可达到0.08uS/cm，将微滤、超滤、反渗透和EDI等4种膜处理技术应用于水处理称之为全膜法水处理技术。

【关键词】全膜法；电厂；应用

一、系统概况

某自备电厂锅炉水处理系统选用全膜法水处理技术，设计规模为2×50t/h/套。

河水经过提升泵至竖流式沉淀器及无阀过滤器产水至清水池，去除部分的悬浮物及胶体等，出水浊度可到到5NTU以下；经过换热器将水温加热至20—25℃后进入盘式过滤器过滤，除去大于100um的颗粒，保护超滤装置；超滤系统可去除水中的大部分的悬浮物、胶体、病毒、细菌、有机物，超滤系统还包括反洗系统及化学清洗系统；由中间水泵抽至保安过滤器以去除颗粒大于5um的颗粒，保护反渗透膜，通过加入还原剂及阻垢剂后进入反渗透膜装置，去除97%以上的盐分；产水进入反渗透水箱，由除盐水泵抽至EDI组件，产水进入除盐水箱。

通过各个水箱的液位连锁控制系统的运行。其中还涉及到压力等的控制。

二、系统功能

（一）预处理

原水进入反渗透膜后，随着水和少量离子不断的透过反渗透膜进入淡水侧，浓水侧各类离子、悬浮物及有机物的浓度不断升高，当各类物质的浓度升高后，再加上反渗透膜表面的浓差极化，就会产生许多问题，反渗透设备在运行过程中需要解决以下几个问题：

1.结垢

结垢就是水中各类盐的含量在达到其饱和溶解度后，从水中结晶析出，并且以容器为晶核，使得在容器表面形成一层结晶的现象。如果在反渗透膜表面形成一层垢，很明显会严重影响反渗透膜的性能，并且垢的存在还会减小反渗透膜内的水流通道。因此，在反渗透系统设计时，必须采取必要的措施，防止在反渗透系统内的结垢现象发生。

2.堵塞

进入反渗透系统的水中不可避免地会含有悬浮物及有机物，由于反渗透膜的孔径约为10A左右，水中的悬浮物浓度增加后再加上有可能从水中析出的以悬浮形式存在的晶体，使得反渗透膜非常容易被堵塞，因此，在反渗透系统设计时，必须采取必要的措施，防止在反渗透系统内的堵塞现象发生。

3.对膜的化学侵蚀

由于反渗透膜是采用高分子有机复合材料制成，具有较好的化学稳定性，但仍有一些物质可能会对反渗透膜造成化学侵蚀，如游离氯等强氧化剂。

反渗透设备的预处理设备的功能就是去除原水中对反渗透膜有损伤的物质，还要防止结垢、堵塞等现象发生，尽可能地使原水更有利于反渗透设备的处理，保护反渗透设施能正常安全地运行。

（二）超滤系统

超滤技术是一种以筛分为分离原理，以压力为推力，实现机械分离的膜分离地程，它广泛应用于溶液的分离、浓缩和提纯。

（三）反渗透系统

反渗透装置是用足够的压力使溶液中的溶剂（一般是水）通过反渗透膜（或称半透膜）而分离出来，因为这个过程和自然渗透的方向相反，因此称为反渗透。经过反渗透处理，使水中杂质的含量降低，提高水质的纯度，其脱盐率可达98%以上，并能将水中大部分的细菌、胶体及大分子量的有机物去除。

（四）EDI系统

电纯系统技术是一种将电渗析和离子交换相互有机结合在一起的脱盐新工艺，英文名称为Electrodeionization缩写成EDI。这种水处理脱盐工艺，既利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底；又利用电渗析极化而发生水电离产生H+和OH-离子实现树脂自再生来克服树脂失效后通常要利用化学药剂再生的缺陷，因而电纯器可连续不断地产出合格的产品水。

三、运行经验、存在问题及改进的措施

（一）为了改善超滤系统的运行状态，使膜易于清洗，在超滤装置进口处设计了加聚合氯化铝（PAC）的装置，加药量为2-3ppm。在实际运行中发现，加入PAC后使水中胶体物质凝聚，增加了超滤装置的运行负担，超滤装置每运行1小时就反洗1次，反洗40次后就要进行一次化学反洗。因此，这种运行方式运行大约半个月左右，膜压差就达到报警上限0.8bar，设备不得不停下来进行化学清洗以降低压差。通过分析认为，超滤进水水质较好，为河水经沉淀过滤后的出水，浊度小于5，不属于水质较差的水，无需在设备进口处添加PAC。实践表明，停加混凝剂后设备运行正常，基本上4个月左右进行一次化学清洗即可。

（二）电厂使用的反渗透膜为陶氏的BW30LE-440型高面积低耗能反渗透元件，进水中游离氯或其它的氧化剂会引起严重的膜破坏，因此进水中游离氯小于0.01ppm.为了防止游离氯超标，在反渗透进水处加装了氧化还原表（ORP）表。在工艺上采用还原法消除水中的氯，还原剂采用NaHSO3，加药浓度采用5%左右，通过加药装置控制加药。通过现场的试验，当ORP显示氧化还原电位大于100mV时，开始加药。

（三）在PH

（四）在二级反渗透前加入氢氧化钠，对于防止硅在膜表面的沉积和提高产水品质有一定的好处，但在运行中也需要注意，二级反渗透浓水的电导率在50Us/cm上下，水质好于清水。为了节约用水和提高用水率，将二级浓水回收至超滤水箱，运行一段时间后发现保安过滤器压差上升。打开保安过滤器发现，滤芯上部有结钙物质，进一步检查超滤水箱中水的PH值高达10以上，在高的PH值条件下，滤芯及膜的表面会结垢，因此，如回收二级反渗透浓水，要密切关注超滤水箱中的PH值，当其PH大于9时要停止回收。

四、膜法水处理的工艺评价

膜法水处理工艺最大的优点是环境效益好、系统简单、连续制水、占地面积少。反渗透+EDI系统无需再生，与同等规模的离子交换系统（阳床+阴床+混床）相比，可减少大量的酸碱消耗量。全膜法水处理系统可连续运行，维护时间段，可根据压差情况，进行适当的保护性清洗即可。与同等厂水水量的离子交换系统相比，厂房面积可节约40%，厂房高度可降低1/3。

膜法水处理工艺出水水质好，可连续保持在0.08us/cm以下，好于混床出水水质。

在二级反渗透进水中加入氢氧化钠除了可以防止硅垢在反渗透表面沉积外，还可以提高反渗透系统产水的水质，在高的PH值下，水中的CO2转化为CO32-和HCO3-，易于被反渗透去除。