反渗透装置在锅炉水处理中的应用

武国鹏

摘要：反渗透是一种以压力为推动力，通过选择性透过膜将溶液中的溶质和溶剂分离的应用技术。我国从二十世纪七十年代开始将反渗透用于水处理领域，进入九十年代后，随着反渗透膜性能的提高和膜制造成本的降低，进一步加快了反渗透的应用，较传统的除盐技术，也显示出了较好的经济性。基于此，本文就反渗透装置在锅炉水处理中的应用展开了探讨。

关键词：反渗透装置；锅炉水处理；应用

1、传统水处理技术存在的主要问题

传统的锅炉运行中，分离水中矿物质离子的常用技术为钠离子交换技术。在技术研究中发现，这一传统的技术措施在使用中具有以下几方面问题：（1）部分矿物离子无法有效分离。在钠离子交换技术应用中，其对于钙、镁等矿物离子有着一定的去除效果，进而起到了降低水质硬度的作用。但是这一技术在水处理中对于部分杂质无法有效分离。如对水质中的盐碱物质，钠离子交换技术就难以起到有效的分离。这主要是因为钠离子交换中使用的强酸阳树脂，无法有效水中的阴离子与氯离子成分造成的；（2）对锅炉炉体腐蚀性及污染性较大。钠离子在交换过程中，由于水质中无法有效去除水中的碱性物质，进而容易造成锅炉水中的碱度不断增加。这种碱度的增加会造成以下的三个问题。一是易造成锅炉内部结垢，进而影响锅炉加热质量；二是碱度较高的锅炉水质容易造成锅炉内部构件腐蚀，影响锅炉寿命；三是为了确保锅炉水质量，生产企业需要定期排放部分（一般为15-20%）污水，进而造成了锅炉污染性的提升；（3）造成浪费，成本提高。在应用钠离子交换技术进行水质处理的过程中，由于技术人员需要应对内部结垢、部件腐蚀等问题，进而需要增加锅炉维护工作量，继而造成了生产维护成本的提升。同时为了应对排污等问题，生产企业还需要对排污系统进行改造；增加锅炉注水量等处理。这些工作的开展，都会提升锅炉使用中的生产成本。

2、反渗透技术的基本原理及应用优势

反渗透技术本质是膜分离技术，即不同粒径分子混合物在通过半透膜时实现有选择性的分离的技术。因此在反渗透技术中，半透膜是该技术的关键所在，通常会根据孔径的不同，将半透膜划分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。这其中反渗透膜自身的孔径较小，因此能够在水处理时将胶体、有机物、盐类和微生物过滤掉。在反渗透技术应用过程中，其以压力差作为该技术的有效推动力。在具体应用过程中，通过对膜一侧的溶液施加压力，随着操作压力的不断加大，当其大于渗透压时，溶液则会反方向进行渗透。但在实际操作过程中，反渗透膜具有复杂性和精密性的特点，极易受到污染和堵塞，一旦受到轻微的机械损伤也会对其实际效能带来较大的影响，因此在利用反渗透技术进行水处理过程中，需要对进水水质严格要求，并要预先对原水进行有效处理，确保水质能够与运作标准情况相符，以此来提高水处理过程中反渗透装置的高效性。在锅炉水处理中，反渗透过滤技术的应用与传统钠离子交换技术相比较，具有以下的的数据优势。一是反渗透技术95—98%的净化效果远远高于钠离子交换技术，且这一技术可以对水质中的各种离子进行有效净化，净化效果远远高于钠离子交换技术。二是由于反渗透技术净化效果较好，进而减少了水垢、水腐蚀等问题的产生，提高了锅炉运行效率，降低了其维护成本。三是水质净化效果的提升，可以将锅炉的排污率降至1%以下，进而减少了生产中的污染性。

3、反渗透装置在锅炉水处理中的实践应用领域

在反渗透技术装置的实际应用中，其重点的应用领域包括了以下几点。（1）工业再生水应用领域。在当前的工业生产中，将再生水资源应用于锅炉使用，是当前大型工业生产节水的重要措施。而再生水中的矿物质离子远远高于自然水，进而其水质需要进行做好处理工作。而反渗透技术的应用，可以很好的完成再生水过滤工作，进而提高了再生水利用率；（2）化工与能源产业中的锅炉水处理。在化工与能源生产中，其产品中的化学物质极易影响锅炉用水，进而造成其水质恶化。因此当前反渗透水技术，在这两个行业生产中具有广泛的应用；（3）水质较差的自然水锅炉应用中。在我国的工业生产中，部分河流（如黄河、黑龙江等）与深井水中的水质一般较硬，因此不适用于锅炉生产直接使用。而通过反渗透技术，这一问题得到很好地解决。

4、反渗透装置在锅炉水处理中的应用注意事项

4.1做好反渗透装置的过滤及定期冲洗工作

由于大部分锅炉水处理中使用的原水多以污水为主，原水含有大量的悬浮物和杂质，因此要做好反渗透前期的过滤工作，严格对进入到反渗透系统的水质标准进行控制，避免杂物对系统渗透膜造成破坏，确保反渗透水处理能够达到预期的效果。反渗透装置在长期持续性的工作过程中，虽然进行了过滤处理，但仍然无法避免水中的一些杂质的存在，这些杂质沉积在反渗透装置中，不仅会其效果带来直接的影响，而且时间一长还会腐蚀反渗透装置，对反渗透装置的效果带来不利影响。因此在实际工作中，需要定期冲先反渗透装置，也可以利用化学溶液来对反渗透进行除垢，以此来提高反渗透膜的性能，延长反渗透装置的使用寿命。

4.2进行停用保护

对于停止运行5天以上30天以下的反渗透装置，需要对反渗透膜元件进行保护，具体步骤如下：（1）用给水冲洗反渗透系统，同时注意将气体从系统中完全排除；（2）将压力容器及相关管路充满水后，关闭相关阀门，防止气体进入系统；（3）冬天每隔3天按上述方法冲洗一次，夏天每隔2天按上述方法沖洗一次，时间不得少于1小时。对于停止运行30天以上的反渗透装置，保护操作的具体步骤如下：（1）冲洗系统中的膜元件；（2）用反渗透产水配制杀菌液保留于系统中，应确认系统完全充满药液；（3）如系统温度低于27℃，应每隔30天用新的杀菌液进行补充药液的操作；如系统温度高于27℃，则应每隔15天更换一次杀菌液；（4）在反渗透系统重新投入使用前，用低压水冲洗系统一小时，在恢复系统至正常操作前，检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。

5、结束语

综上所述，随着我国化工、能源等产业的不断发展，工业生产中对于锅炉应用技术的要求也在不断提升中。特别是在这类产业锅炉运行中，如何在生产中降低水质硬度，做好钙、镁等金属离子的分离工作，满足锅炉系统运行中的水质质量要求，就成为了锅炉技术研究的重要组成部分。这一研究中，锅炉反渗透水技术研究与应用发挥了重要作用。反渗透水处理技术研究的开展，一方面为锅炉运行中，用水质量的提升以及节水目标的实现打下了有力基础；另一方面也为化工、能源生产质量的提升提供了技术理论支持。

参考文献：

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[2]超滤和反渗3透技术在电厂中水回用中的应用[J].彭巧玲，曹顺安，郑观文.应用化工.2017（01）.

[3]反渗透在水处理方面的应用与管理[J].丁振山.绿色环保建材.2018（06）.

（作者单位：山西平朔煤矸石发电有限责任公司）