反渗透技术在热电厂中水回用系统中的试验

闫红娜

摘 要：随着我国经济的快速发展对于电力的需求在不断增加。我国的电力近一半依靠的是火力发电，火力发电厂在运行的过程中会消耗大量的水，这些用水中近7成消耗在冷却循环中，做好循环冷却水的回收利用是节能减排的重要举措。在热电厂中水回收利用中反渗透技术是一种极为重要的处理技术。其广泛应用于工业生产的各个领域中。本文结合反渗透技术的特点对其在热电厂中水回用中的应用进行分析阐述。

关键词：反渗透技术；热电厂；中水回用

中图分类号：X703 文献标识码：A

反渗透技术是一种在工业领域中应用较多的一种水处理技术，其主要原理是通过膜分离的方式来实现对于水的处理，具有脱盐率高、环保等的特点。在我国的热电厂发电工作中需要消耗大量的水资源，通过对污染中水使用反渗透技术进行回用是提高水资源利用，减少环境污染的重要措施。

1.试验不同pH值条件下反渗透系统对热电厂污水处理中的效果

热电厂是用水大户，其用水的近7成用于循环冷却水，冷却水完成冷却循环后其水质中会含有大量的有害物质，将这些污染水直接排放在对环境造成巨大污染的同时也会造成极大的能源浪费。因此，采用合理的污水处理系统对电厂循环冷却水排污水进行循环使用是提高水资源利用率，降低污染的重要措施。在电厂循环冷却水排污水中含盐量比较高，在对电厂循环冷却水排污水进行水处理的过程中需要对其进行脱盐处理，反渗透技术是一种应用于电厂循环冷却水排污水脱盐处理的主要技术，其具有操作简便、性价比高等的特点。在电厂循环冷却水排污水反渗透处理的过程中其处理效果会受到给水pH值的影响，膜通量和脱盐率是反渗透技术中两项最主要的性能指标，而给水pH值的变化会对上述两项指标产生较为明显的影响。为确保电厂循环冷却水排污水的反渗透处理效果应当对不同pH值条件下的电厂循环冷却水排污水反渗透处理效果进行试验以找出最优的给水pH值条件。

1.1试验用电厂循环冷却水排污水的水质

在对不同pH值条件下电厂循环冷却水排污水的反渗透处理效果进行试验时，采用的是某电厂的电厂循环冷却水排污水的排污水。该电厂在运行时需要消耗约8×104t/h，污水排放量为200t/h，通过对电厂循环冷却水排污水进行反渗透处理将其转化为可循环使用的中水，将其中一部分的中水用于对锅炉的补给。通过对电厂循环冷却水排污水的水质进行化验其表现为以下特点：（1）电厂循环冷却水排污水中含有悬浮颗粒物，浑浊度较低。（2）在电厂循环冷却水的使用中主要采用的是蒸发散热方式，在这一过程中，电厂循环冷却水中的物质被不断地浓缩表现为其中含有浓度较高的Ca2+、Mg2+以及HCO3等。在试验pH值对电厂循环冷却水排污水回收效果的影响中采用的反渗透装置为一级三段式的反渗透系统，各段出水的回收率在逐渐的增大，每一段的组件为压力容器，内置有反渗透膜元件，根据使用要求膜元件能够在给水pH值为4～11的区间范围内进行工作。反渗透系统工作流程如图1所示。

在对pH值影响反渗透系统过滤效果的分析中采用的试验方法如下：溶液的pH值会对溶于水中的离子浓度和形态造成一定的影响，而离子浓度和形态会对反渗透系统的脱盐率产生极大的影响。在反渗透系统的工作过程中，回收率的提高会导致脱盐率的降低，从而会使得电厂循环冷却水排污水的pH值也随之变化，进而影响到反渗透系统的后续工作。在试验的过程中针对电厂所使用的电厂循环冷却水排污水反渗透系统中回收率在15%的单只反渗透膜其脱盐率随着给水pH值变化时反渗透膜的膜通量、溶解固形物截留率等的影響。

通过试验表明，单只工作在0.8MPa给水压力回收率在15%，而pH由5.5～8.5区间变化时反渗透系统膜通量与pH值的变化呈正比关系，膜通量随着给水pH值的提高而在不断的增加，造成这一现象的主要原因是由于给水pH值的升高将会导致反渗透膜的荷电基团所具有的静电排斥现象得到持续的增强，从而导致反渗透膜的孔隙更大从而使得更多的水能够更容易通过反渗透膜。pH在5.5～7之间变化时随着pH值的提升反渗透膜的膜通量增长幅度较大，而当pH值在7.0～8之间变化时，反渗透膜的膜通量增长变化的幅度将会变小并在pH值为7.5反渗透膜的膜通量增值最大。此外，在试验的过程中还需要通过改变温度来观察不同温度条件下反渗透膜膜通量的变化情况，在试验中表明，反渗透膜的膜通量会随着温度的增加而不断增大。需要注意的是，在温度越低的情况下pH值变化对于反渗透膜膜通量的影响表现得越明显。通过试验不同回收率反渗透膜在给水pH值变化条件下的变化情况后表明，反渗透膜膜通量与反渗透系统中组件内的流程呈反比，在反渗透系统中采用的是一级三段式的反渗透过滤系统，各级之间的膜通量在给水pH值处于5.5～7.5之间变化时都在持续的增加，并在给水pH值为7.5时达到了最高值。

脱盐率是评价反渗透膜过滤效果的另一个极为重要的指标。通过对单只15%回收率的反渗透膜进行试验，其给水压力、温度、流量都控制在相同的条件下，通过改变给水pH值后经过测试表明，在给水pH值低于8的情况下，反渗透膜的脱盐率随着给水pH值的升高在不断提升，而这一提升效果在给水pH值处于8.0～9.0的情况下达到顶峰。造成这一现象的最主要的原因是反渗透膜对于电解质的截留率与离子半径呈正比，而当给水pH值改变的情况下热电厂循环冷却水污水中的离子半径将会得到提升，从而使得反渗透膜的脱盐率得以提高。当给水pH值持续升高并>9时，反渗透膜的脱盐率将会随之降低。

为测试反渗透系统在不同给水pH值条件下开机持续运行的条件下反渗透膜的渗透效果，将给水压力控制在0.8MPa，温度控制在25℃，回收率为75%的条件下对反渗透膜的过滤效果进行测试，试验后的结果表明，当反渗透系统工作在给水值为8.5的条件下时反渗透膜的膜通量和脱盐率将会随着时间的持续而呈现出降低的趋势，而当在上述相同的条件下时将给水pH值控制在6.5～8.0的区间范围内时，反渗透系统将会稳定的运行且能够得到较为良好的冷却循环水污水处理效果。

结语

做好热电厂循环冷却水排污水的回收处理使其能够继续循环使用是提高电厂用水效率降低污染排放的重要举措。反渗透系统是一种在热电厂循环冷却水排污水处理中应用较多的一种水处理技术。其水处理效果在工作的过程中会受到给水pH值变化的影响，本文通过对循环冷却水排污水进行反渗透系统处理时给水pH值变化时反渗透膜的膜通量和脱盐率进行试验分析。

参考文献

[1]王纪军，张永泽，魏明宝.反渗透工艺处理回用循环水排污水技术工业应用[J].能源环境保护，2006，20（4）：45-47.

[2]郭包生，张英贤，韩志远.超滤与反渗透膜法处理循环水排污水的运行实践[J].热力发电，2007，36（5）：73-76.