电厂水处理对于膜技术的运用分析

皮洪章

摘要：本文主要介绍了膜技术在电厂水处理中的原理和应用，通过对膜技术进行简单分析并对膜技术的发展前景进行了合理分析。对膜技术在锅炉补给水系统改造过程中起到的作用进行简单试验，希望对膜技术在电厂水处理的推广应用方面可以起到积极作用。

引言

在电厂的水处理领域，膜技术属于新兴的水处理技术，存在很大的发展前途。美国官方文件也曾对膜技术的前景进行了概述，认为膜技术会在20世纪改变整个工业面貌，并且对膜技术广泛的应用进行了高度赞扬[1]。以此可见膜技术已经成为人们关注的重点，其发展前景不容小觑。同时，膜技术已经在世界的各个领域表现出奇，被研究人员和使用人员所公认。

1 问题的提出

在我国经济转型的重要阶段，节能减排作为主要的手段和长远目标收到重视。上世纪60年代初步开始建立火力发电厂，经过了几十年的市场验证和技术发展，火力发电厂的装机容量从最初的12MW增长到了1435MW，化学水处理的设备也经过了三个阶段的改革。但是，水处理的本质原理依旧没有变化，主要采用的还是离子交换法。工业化的社会进程和快速的科技发展对水处理的要求越来越高，而地表水随着工业的发展收到了越来越严重的污染，工业用水的水质也收到了严重影响。火力发电厂的锅炉补给水必须保证极低的杂质量，但是，电厂所处的水流若到枯水季节时，基本会出现Ⅲ类以上水体供应不充足的情况，对发电系统的影响致命。同时，恶劣的原水会对电厂系统除盐系统的树脂和热力系统的给水、蒸汽带来巨大影响。每年枯水季节来临时，除盐系统的离子交换器的交换周期会发生改变，制水量会发生急剧下降[2]。一些重型燃机-汽轮机联合循环机组会对进入汽轮机的高压蒸汽品质严格要求，且不同型号的机组要求的标准不同。原水系统若不能保证水质良好，则会对后续的工作产生连锁反应。因此，膜技术在电厂水处理领域的应用需要得到重视。

2 原理介绍

随着科学实验的进行，膜技术在一些实验中已经得到了广泛应用，水处理方法在其实验中属于最常见的一种方法，通常是电除盐、纳滤、渗透、微滤和超滤等技术。我国对膜技术的应用时间并不长，上世纪70年代到80年代膜技术刚出现的时候，技术人员并未对其产生足够的重视，所以当时的膜技术并没有得到广泛应用。可是随着膜技术优点逐渐显露，人们开始慢慢意识到其可观的发展前景和使用价值，并开始对膜技术进行研究和使用。膜技术的特点主要为：使用时不需要酸碱物质的协助，水性能良好且稳定。现在的工业中，反透技术得到了广泛应用，尤其在我国的工业应用中。以下为几种常见的膜技术应用：（1）反渗透膜技术：反透技术主要应用一种高分子薄膜，在外压力的作用下，将溶液中的水进行分解，达到分离的目的。（2）超滤膜技术：该技术主要的驱动力为压差，超滤膜的高精度性能可以使不同分子量的物质通过膜技术进行分级，主要包括对大分子物质和胶体物质的分离与浓缩。其运行中费用较低，能耗低、膜选择性高等有点使其收到生物技术、医药、食品等领域的广泛应用。（3）微滤膜技术：该技术主要的推动力为静压差，其吸附量少、膜孔径大小一致、过滤速度快等特点使其在制药行业、食品、生物技术发酵中得到广泛应用。（4）渗透蒸发膜技术：该技术的主要驱动力为压力，通过液体内溶解度和扩散系数的不同，使用蒸发和渗透的手段进行分离，相比其他膜处理技术，渗透蒸发单独使用的成本较高经济性不强，一般与其他应用技术配合使用。

3 膜技术在电厂水处理方面的发展

在电厂水处理中，膜技术得到广泛应用，并且采用最先进的工艺流程，通常是流程为预处理、反渗透、EDI电除盐[3]。随着膜技术的不断发展，微膜处理和超滤处理的作用效果也有着突破性的进展。与微滤和超滤的压力驱动不同，反透膜的分离原理为机械截留，其分离的应用范围一般为分离胶体、病毒和大分子物质。通过相关实验和有关资料总结可以证明，经过反渗透的处理，水质较为清澈，污染性小[4]。渗透膜接触的杂质较多，为保证渗透膜的寿命，有效提高水处理质量，渗透膜应得到经常性的清理。因此，对于渗透膜的清理频率可以设定为每个月多次。还可以通过提高预处理水水质大幅延长反渗透膜的使用时间，降低膜的维护和更换的频率和成本。

4 膜技术在电厂水处理中的发展前景

由上述研究，可以認为膜技术在电厂水处理方面作用明显，膜技术对水高质量的处理能够对电厂锅炉补给水提高高质量的水质保证。资料表明，在1993年巴黎的郊区建成了纳滤净水厂，通过对地表水进行传统的水处理，通过与三级纳滤技术结合，能够有效取出水内含的杀虫剂和THAs前体，使水质量达到洁净标准[4]。使用膜技术对污水进行处理，得到可以饮用的高质量水的实例当属美国丹佛市的膜技术水处理厂的技术水平最优，对污水的处理做到了有效去污并溶解固体的效果。膜技术处理还可对放射性废水进行处理，从上世纪60年代初期，就有运用膜技术对放射性水进行处理的资料，最初的使用方法是电渗析技术，后期的发展中又出现了反渗透和超滤等技术，并且，这些技术在国外的很多工程中应用广泛。膜技术在处理含锌废水处理领域也有很高的成就，对于含锌废水的处理，效果明显，并得到了有效地应用。由于资源的破坏和水资源的过量使用，在水资源匮乏的今天，如何高效的利用水资源成为了人们关注的重点，膜技术的应用对水资源的运用达到了高效，并且对水资源的破坏降到了最低水平[5]。水资源的匮乏也使废水资源受到了广泛认可，通过废水进行水处理也成了研究重点。膜技术在水处理方面的综合化、全面化的水平将作为提高废水处理能力的主要手段，以此可增加水的再利用，扩大了电厂用水的供应渠道，扩大了电厂对水摄取范围。对特殊时期电厂水资源匮乏提供解决的方案，有效提高电厂的经济效益、社会效益和环境效益，也符合国家有关水资源应用的政策。上述实例可以对膜技术的作用合理阐释，证明膜处理技术能够对水质进行高质量的处理，在电厂处理水方面可以得以应用，膜处理能够有效提高电厂的生产能力，解决电厂水资源匮乏问题，从根本上解决冷却水不足对电厂造成的困扰。

5 结语

膜技术在我国电厂中的推广主要的限制因素便是投资费用的严重不足。随着科技的不断发展，各类材料的制造流程变得简单，材料利用率的提高也带来了材料价格的降低，反渗透新材料的制造成本和研究成本也随之下降[6]。并且，反渗透技术在我国的应用愈发广泛，其运行经验不断得到积累，以致反渗透产品的运行费用和投资成本逐年减少。在水资源日益减少，资源匮乏现象逐年严重。在可持续发展思想的领导下，我们应该着手于资源的再利用和可持续利用，把提升环保意识作为工厂的发展思想。因此，在我国电厂水处理领域，膜技术必将得到广泛应用，为创造社会价值和经济价值提供贡献。

参考文献：

[1]覃汝高. 水处理中膜分离技术的运用分析[J]. 科技致富向导，2014，27：91+173.

[2]周婷婷. 热力电厂用水优化调度以及膜处理其排污水的模型和仿真研究[D].华北电力大学，2012.

[3]周东钊. 超滤膜用于饮用水处理的中试研究与应用分析[D].重庆大学，2012.

[4]李栋. 反渗透技术在电厂水处理中的试验研究[D].华北电力大学（河北），2010.

[5]刘燕. 关于膜技术在电镀废水处理实施效果的分析与评价研究[D].厦门大学，2009.

[6]刘德宏. 膜技术在电厂水处理中的应用[J]. 科技创新与应用，2014，30：300.