膜技术在电厂水处理中的应用

【摘要】膜技术是一种先进而实用的电厂水处理技术，经过它处理的水水质更好，本文试将膜技术在电厂处理中的应用原理加以探讨。

【关键词】膜技术；电厂水处理；应用

中图分类号： TK223.5 文献标识码： A 文章编号：

引言

随着电厂水处理技术水平的提高，膜技术走入人民的视野，它为电厂的水处理提供了技术上的支撑与水质上的保障，经过它处理的水水质更好，符合电厂水处理对水质、规模的要求，随着经济的发展和高参数锅炉对电厂水处理要求的增加，膜技术更会发挥出自身的价值。

膜技术发展现状

膜技术是一项具有巨大潜力和实用性的技术，美国官方文件曾指出：“目前，没有一种技术能像膜技术这么广泛地被应用”。目前，膜技术已在世界范围引起人们重视和广泛应用。在水处理中，膜技术通常是指反渗透 (RO)、纳滤 (NF)、超滤(UF)、微滤(MF)和电除盐(Electrodeionization ，EDI)等技术。我国膜技术应用于电厂水处理最早可追溯到上世纪 70年代末到 80 年代初，在消化吸收之后，其突出的优点开始逐渐被人们认识。它不需酸、碱，操作方便，出水水质好，性能较稳定。至今，反渗透技术已在我国北方及东南沿海电厂被广泛应用，也用于解决缺水地区的节水问题。反渗透技术的核心是反渗透膜，这是一种用高分子材料制成的、具有选择性半透性质的薄膜。它能够在外加压力作用下，使水溶液中的水分和某些组分选择性透过，从而达到纯化、分离或浓缩的目的。

电除盐 EDI 技术则是依靠电场作用去除水中的无机离子，是近年来出现的一项新的纯水制备技术。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导率、硬度和硅的要求。

三、膜技术的应用特点

微滤、超滤、反渗透和电除盐是目前水处理领域中最常用的 4 种膜分离技术，与传统混凝、澄清、过滤等技术相比具有诸多优势。我国水污染问题十分突出，污水成分复杂。在实际工程中，仅用传统技术往往不能解决问题，使用掌握膜分离技术则有助于设计出形式多样、日臻完善的水处理系统。但同时有专家指出，在水处理中完全依靠膜技术，包括将超滤、微滤、反渗透、电除盐等不同膜工艺有机组合形成的全膜法水处理工艺，在废水处理中是很难实现的，药剂等的应用不可避免，例如难处理的焦化废水等还需要生化处理。

水处理工艺发展趋势是新老技术的交叉、融合，从而实现扬长避短。有机废水成分复杂，浓度和盐分含量高，色度和毒性大，有些还属于难生化降解的物质，特别是一些对人类健康危害极大的“三致”（致癌、致畸、致突变）有机污染物，因此仅靠单一的处理工艺是很难使出水达标排放的，必须对现有的工艺进行集成。膜技术纵然优势明显，但也要辨证地看待：一方面它确实具有先进性；另一方面也应与其他技术融合，传统水处理工艺仍然大有用武之地。膜技术尽管应用条件比较苛刻，比如对水中的颗粒直径要求不大于 5 μm，但是对含盐量高的污水处理最有优势，目前尚没有其他更好的办法处理高含盐污水。不过，膜法并不节水。水处理是个系统工程，要采用系统的办法，没有万能的技术。多种处理技术各有优缺点，只有联合应用技术含量才更高，处理方案才更完善。反渗透膜在水处理中占主导地位，理论上的水回收率在75%。从全国数百家用户的调研结果来看，实际运行中，脱盐水的成品水率仅为55% ～ 60%，40%以上的废水仅有很小一部分用于煤厂喷洒或做它用，大部分还是排掉的。有的用户为提高废水回用率，投资增加了一套反渗透装置将其回收，但仍有接近20%的浓废水被排放。目前企业污水实现零排放还没有更经济、适用的技术。如果用膜技术，每吨水的处理成本高达 7 元左右，经济性欠佳。污水零排放要求高效去除污染物以及深度脱盐。针对膜技术处理污水时存在的成本高、对水源水质要求高、系统运行稳定性有待提高等问题，膜技术要迈过经济关，需要与传统处理工艺结合，以解决好回用水的深度处理问题，实现水资源的循环利用。

四、膜技术在我国电厂水处理中的具体应用

1、反渗透(RO)和电除盐(EDI)

（一）采用蒸馏方法制备蒸馏水。它可以追溯到20世纪30~50年代.蒸馏技术的进一步发展就是闪蒸，目前仍然有人采用这种方法制备纯水。它制备的纯水，其水质大约是电导率1 ~ 10Ls/cm.对于高参数锅炉来讲，这种水质不能满足要求，还需进一步采用离子交换方法处理。

（二）采用离子交换方法制备纯水。随着化学工业的发展和离子交换技术的完善，逐步采用离子交换方法制备纯水.国外是从20世纪50~60年代开始的，国内是在20世纪60~70年代开始的。离子交换法可以制备纯度极高的水质，这也是目前国内发电厂早期广泛采用的纯水制备方法。采用的系统是阳床-阴床-混床，在这里我们称它为早期纯水制备方法。

（三）采用反渗透和离子交换相结合的方法制备纯水。早期的离子交换纯水制备技术，它的缺点就是需要酸碱再生，有酸碱性废液排放，，且处理含盐量高的原水时运行费用很高。当反渗透技术出现时，采用反渗透制备纯水的技术就受到广泛重视。目前电力工业使用的反渗透几乎全部都是这种工艺。这种工艺仍未完全抛弃离子交换工艺方式，只不过是用RO来大大降低离子交换系统进水含盐量，以延长离子交换周期，减少酸碱用量，减少排放，，降低水处理设备的运行成本，以达到安全环保高效经济生产的目的。。

（四）采用全膜工艺制备纯水。预见未来的发电厂纯水制造工艺应该是全膜工艺，即俗称的三膜处理工艺(UF-RO-EDI).这种工艺不再需要离子交换，可避免离子交换的缺点。它的出水水质可以达到混床出水水质，不需要酸碱再生，无废液排放，自动化程度较高。

2、超 滤

超滤也是压力型驱动膜，但它分离原理与反渗透膜不同，它基本上属于多孔膜上的机械截留，分离范围为大分子物质、病毒、胶体等，表征它分离性能的指标通常用截留分子量来表示，如截留分子量为10万，表示水中分子量大于10万的物质基本上都无法透过膜，被截留在膜面。超滤的截留能力是传统的原水预处理装置所无法比拟的。超滤可以除去水中98%的胶体硅，而传统水处理系统只能除去水中20%左右的胶体硅。在对多家发电企业的调研中发现，超滤投运后，极大的降低炉水和蒸汽中二氧化硅含量，提高蒸汽品质，并且有效延长了后续反渗透系统清洗的周期，延长反渗透膜运行寿命，提高电厂运行的经济性和稳定性。目前，超滤在大型发电机组的水处理中已广泛应用起来。。

3、纳滤和微滤

（一）纳 滤

纳滤又称松散型反渗透，它和反渗透一样，可以去除水中离子和有机物，但它对二价离子去除率高(95%以上)，对一价离子去除率低(40%~80%)。纳滤的这一性能决定了它的用途，目前一般在生活饮用水处理上代替反渗透，它有保留一定矿物质又能去除有机物的优点.在发电厂水处理中，人们较多关注的是它用作循环冷却水处理。去除硬度以防垢，以及用于循环冷却水排水的回收利用。但是由于投资费用高，目前尚无人使用。

（二）微 滤

微滤是指滤除水中0.1Lm以上颗粒的膜过滤。它在电子工业纯水处理中用作终端处理，去除水中颗粒状物。目前发电厂对纯水中颗粒状物要求不高，所以应用较少，将来在超超临界机组补给水处理上可能有所应用。但微滤良好的分离性能，在电厂水处理中仍有许多地方可以应用。比如，在大机组凝结水中的金属腐蚀产物(氧化铁)颗粒，有人检测，其粒径大部分在5~10Lm，可以用微滤予以去除，这是凝结水过滤除铁的一种形式。类似装置已有使用，但目前所用微孔滤膜的孔径较大.还有人用0.45Lm滤膜滤除凝结水(或给水)中的铁，滤除率达98%，因此，如果用0.45Lm滤膜进行微孔过滤，除铁效果更好.再比如，某厂曾在发电机冷却水系统中发现有微生物生长，此即纯水中的微生物，如果采用微孔滤膜对内冷水系统中部分水进行分流过滤，则可以大大消除这种隐患。

五、结束语

膜技术在电厂水处理中的应用必将推动水处理技术的进一步提高，并将会对其他处理技术的发展起到借鉴的作用。随着膜技术在电厂水处理中的深入应用，它也必将推动中国整个电厂水处理行业的发展。

参考文献：

[1] 孙咏红等.超滤在反渗透预处理工艺中的应用[J].水处理技术，1993，19(6):350~353.

[2] 董秉直等.膜技术应用于净水处理的研究和现状[J].给水排水，1999，25(1):28~31.