全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用

宋恩宁

【摘 要】现阶段，随着人们生活水平的不断提高，人们也越来越追求高品质的生活。在现代城市发展建设的过程当中，电厂化学水的处理工作备受瞩目，以往传统的化学水处理方法，逐渐无法满足当前电厂化学水处理需求。全膜分离技术凭借自身众多的优势，将其应用于电厂化学水处理当中具有重要意义。

【关键词】全膜分离技术；电厂化学水；应用分析

中图分类号：TM621.8 文献标识码：A

1 膜处理工艺简介及原理

1.1膜技术工艺简介

20世纪20年代，西方国家首先将这大自然中普遍存在的膜分离现象应用于工业生产，到50年代初反渗透理论的提出才使得膜技术正式运用于水质处理中。相较于西方，我国在80年代初才将这一技术引入到电厂水处理中。从膜技术发展的历史来看，这一具有良好前景的实用性技术一般包括微滤、超滤、纳滤、反渗透以及电除盐技术。得益于具有选择透过性的反渗透膜的使用，在外加压力的作用下，这些技术对于水中的硬度、浊度、色度有良好的调节作用，同时又能去除COD、有机物以及微生物。

1.2膜处理技术原理

与生物膜类似，膜处理技术的核心在于使用具有分离、浓缩、提纯功能的特质膜，实现对于混合物人为的选择性过滤。从膜的形态上来分可具有固、液、气三种，目前固体膜为大多数企业所采用的，液体膜也因某些独有的优势运用于废水处理中，气态膜则尚处在实验阶段。作为整个废水处理系统的核心，其工作原理包括：首先是对于混合物进行分离，依靠不用性质的薄膜以过筛的方式分离不同体积、质量、形态的物质；其次，在分离过程中，不同成分的物质也会发生分解，根据其不同的溶解速度，对于某些物质实现分离过滤。

与传统的分离方法相比，膜分离法设备简单、操作易行，可以实现对于相对分子量较大的物质进行分离，随着科技的进步，当前所研究应用的薄膜可以同时对于上千种物质进行分离，极大的提高废水处理的效率。另外，膜分离法不需要额外添加辅助物质，并且在常温下即可实现保障水处理的进行，降低对于操作环境的依赖性，并且满足环保的要求。

2 全膜分离技术在电厂化学水处理中的优势特点

全膜分离技术功能环境较为稳定。在实际的处理过程中，全膜分离技术能够为功能环境提供更强的适应性，保障了化学水处理过程的稳定性，为后续的相关工作提升了更加便利的环境条件，降低了工作压力。全膜分离技术的分子环境较为稳定。物理分子过滤是该分离技术的核心，在实际的功能环境中，并不需要任何化学添加剂以及催化剂，就能实现电子元素间的相互分离，从而达到循环利用的目的。并且在此基础上，处理全过程没有任何污染物产生，不会对周围环境造成污染，在一定程度上，降低了化学水的处理成本。全膜分离技术的粒子选择较为明确。在此技术的实际功能环境中，主要针对的是流动水体中包含的分子进行过滤分离。这种较为明确的粒子选择，不仅确保此分离技术分工明确，具有较高的可掌控性，更是为后续的功能延展以及过滤材料的选择提供了更好的环境条件。

全膜分离技术的适应性较高。在实际的应用过程中，该技术所应用的设备装置较少，相关设备结构简单，具有更便捷的操作方式，有利于维修管理工作的顺利开展，同时其回收率能够通过人为控制在一定的范围之内，更容易实现自动化的处理操作。全膜分离技术具有良好的能源消耗优势。在电厂采取此技术进行化学水的处理过程中，相应的能源消耗量较低，从而保证相关处理设备处于更加稳定的运行状态，为电厂的持续生产提供了有力的保障。

全膜处理技术对温度的要求较低。在实际的处理过程中，能够实现对温度敏感物质的有效分离，从而提高化学水处理的效率，达到化学水处理的理想效果。

3 全膜分离技术在电厂化学水处理中的具体应用

3.1 超过滤技术

超过滤技术是全膜分离技术在电厂化学水处理中的第一道工序。此项技术过滤膜空隙较大，一般情况下为 0.05um至1um之间，能够将化学水中存在的大分子和颗粒物有效过滤分离出去。在超过滤技术的实际应用过程中，超过滤工程与滤膜孔径的尺寸有着直接关联，主要是将滤膜两侧存在的压力作为分离过程的主要驱动力，将滤膜作为过滤介质，通过滤膜两侧压力的作用，化学水就会流过滤膜，小于滤膜孔径的分子就会通过，而大于滤膜孔径的分子就会被阻碍在滤膜表面，从而实现净化、浓缩、隔离溶液的目的。在此过程中需要注意的是，一般情况下，超过滤膜的截留特征是通过标准分子有机物的截留量作为依据，普遍在 1000 至 300000 间。

3.2 反渗透技术

全膜分离技术在化学水处理的应用中，反渗透技术是其重要的组成部分之一，其应用优势为运行成本较低、操作便捷、产水水质高、无污染等，受到相关部门和人员的高度喜爱。反渗透技术的原理是通过反渗透膜能截留离子物质或小分子物质，透过水分子的特征，利用滤膜两侧存在的压力，依照相关要求对溶液进行过滤分离。因反渗透技术可以截留全部离子，仅使水分子透过，在电厂化学水处理过程中，能够实现对溶液中有机物、金属盐以及胶体粒子等物质更好的去除效果。

3.3 电除盐技术

电除盐技术的主要原理是利用溶液中包含离子所携带的电荷性质以及其分子大小，通过附加电场产生的电位差作为主要作用力，根据滤膜具有的选择透过性，进而实现对溶液中电解质的分离。在实际的化学水处理过程中，主要采用离子交换膜作为滤膜，其能够分成两个组成部分：一是阳膜，只能允许阳离子透过，对阴离子起到截留作用；二是阴膜，只能允许阴离子透过，对阳离子起到截留作用。电除盐技术在电厂化学水的处理过程中，具有高效分离溶液杂质的作用，在保证功率补给水电导率符合标准要求的同时，起到深层次脱盐的作用，在一定程度上弥补了电厂传统化学水处理的缺陷。

4 全膜分离技术存在的问题以及相应的解决措施

全膜分离技术在实际的化学水处理过程中，同样存在一定的问题。

在全膜分离技术的操作过程中，所有溶液都会流至膜表面之上，导致不能透过膜表面的杂质在膜中间聚集，形成较高的溶液浓度，并逐渐高于溶液主体浓度，导致溶液浓差极化情况的出现。并在膜表面形成一层阻力层，从而降低膜表面的过滤流速。想要尽可能避免这种情况的发生，就要在过滤分离之前对溶液进行相应的预处理，同时进行膜表面的改性处理，使用活性剂或可溶性高聚物，对溶液和膜的发生作用进行防治。同时，还要结合实际情况对压降进行科学合理的选择，提高过滤速率，进一步解决上述问题。

在实际化学水处理过程中，膜污染程度较高，并且清理工作具有较高的难度。溶液浓差极化现象是引起膜污染的主要原因，会造成膜表面的溶质附着，对实际处理过程造成极大的不利影响。并且在清洗过程中，因附着物的性质不同，清洗工作难度极大。因此，想要降低膜污染，达到更好的膜清理效果，就要根据附着物的不同性质，选择不同的方式进行清理。同时还要提升滤膜的耐用性，对膜组件进行科学的设计，从而提升溶液过滤流速，避免出现膜污染的现象。

结束语

一直以来，电厂化学水处理工作都备受关注。以往传统的電厂化学水处理技术，已经无法满足当前电厂化学水处理需求。在这种情况下，我们积极的应用全膜分离技术，能够有效的弥补传统化学水处理技术的不足，进而促进电厂运行效率的提升。

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（作者单位：神华（福州）罗源湾港电有限公司）