皮洪章

摘要：本文主要介紹了膜技術(shù)在電廠水處理中的原理和應(yīng)用，通過對膜技術(shù)進行簡單分析并對膜技術(shù)的發(fā)展前景進行了合理分析。對膜技術(shù)在鍋爐補給水系統(tǒng)改造過程中起到的作用進行簡單試驗，希望對膜技術(shù)在電廠水處理的推廣應(yīng)用方面可以起到積極作用。

引言

在電廠的水處理領(lǐng)域，膜技術(shù)屬于新興的水處理技術(shù)，存在很大的發(fā)展前途。美國官方文件也曾對膜技術(shù)的前景進行了概述，認為膜技術(shù)會在20世紀改變整個工業(yè)面貌，并且對膜技術(shù)廣泛的應(yīng)用進行了高度贊揚[1]。以此可見膜技術(shù)已經(jīng)成為人們關(guān)注的重點，其發(fā)展前景不容小覷。同時，膜技術(shù)已經(jīng)在世界的各個領(lǐng)域表現(xiàn)出奇，被研究人員和使用人員所公認。

1 問題的提出

在我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的重要階段，節(jié)能減排作為主要的手段和長遠目標收到重視。上世紀60年代初步開始建立火力發(fā)電廠，經(jīng)過了幾十年的市場驗證和技術(shù)發(fā)展，火力發(fā)電廠的裝機容量從最初的12MW增長到了1435MW，化學水處理的設(shè)備也經(jīng)過了三個階段的改革。但是，水處理的本質(zhì)原理依舊沒有變化，主要采用的還是離子交換法。工業(yè)化的社會進程和快速的科技發(fā)展對水處理的要求越來越高，而地表水隨著工業(yè)的發(fā)展收到了越來越嚴重的污染，工業(yè)用水的水質(zhì)也收到了嚴重影響?；鹆Πl(fā)電廠的鍋爐補給水必須保證極低的雜質(zhì)量，但是，電廠所處的水流若到枯水季節(jié)時，基本會出現(xiàn)Ⅲ類以上水體供應(yīng)不充足的情況，對發(fā)電系統(tǒng)的影響致命。同時，惡劣的原水會對電廠系統(tǒng)除鹽系統(tǒng)的樹脂和熱力系統(tǒng)的給水、蒸汽帶來巨大影響。每年枯水季節(jié)來臨時，除鹽系統(tǒng)的離子交換器的交換周期會發(fā)生改變，制水量會發(fā)生急劇下降[2]。一些重型燃機-汽輪機聯(lián)合循環(huán)機組會對進入汽輪機的高壓蒸汽品質(zhì)嚴格要求，且不同型號的機組要求的標準不同。原水系統(tǒng)若不能保證水質(zhì)良好，則會對后續(xù)的工作產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。因此，膜技術(shù)在電廠水處理領(lǐng)域的應(yīng)用需要得到重視。

2 原理介紹

隨著科學實驗的進行，膜技術(shù)在一些實驗中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，水處理方法在其實驗中屬于最常見的一種方法，通常是電除鹽、納濾、滲透、微濾和超濾等技術(shù)。我國對膜技術(shù)的應(yīng)用時間并不長，上世紀70年代到80年代膜技術(shù)剛出現(xiàn)的時候，技術(shù)人員并未對其產(chǎn)生足夠的重視，所以當時的膜技術(shù)并沒有得到廣泛應(yīng)用?？墒请S著膜技術(shù)優(yōu)點逐漸顯露，人們開始慢慢意識到其可觀的發(fā)展前景和使用價值，并開始對膜技術(shù)進行研究和使用。膜技術(shù)的特點主要為：使用時不需要酸堿物質(zhì)的協(xié)助，水性能良好且穩(wěn)定?，F(xiàn)在的工業(yè)中，反透技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，尤其在我國的工業(yè)應(yīng)用中。以下為幾種常見的膜技術(shù)應(yīng)用：（1）反滲透膜技術(shù)：反透技術(shù)主要應(yīng)用一種高分子薄膜，在外壓力的作用下，將溶液中的水進行分解，達到分離的目的。（2）超濾膜技術(shù)：該技術(shù)主要的驅(qū)動力為壓差，超濾膜的高精度性能可以使不同分子量的物質(zhì)通過膜技術(shù)進行分級，主要包括對大分子物質(zhì)和膠體物質(zhì)的分離與濃縮。其運行中費用較低，能耗低、膜選擇性高等有點使其收到生物技術(shù)、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。（3）微濾膜技術(shù)：該技術(shù)主要的推動力為靜壓差，其吸附量少、膜孔徑大小一致、過濾速度快等特點使其在制藥行業(yè)、食品、生物技術(shù)發(fā)酵中得到廣泛應(yīng)用。（4）滲透蒸發(fā)膜技術(shù)：該技術(shù)的主要驅(qū)動力為壓力，通過液體內(nèi)溶解度和擴散系數(shù)的不同，使用蒸發(fā)和滲透的手段進行分離，相比其他膜處理技術(shù)，滲透蒸發(fā)單獨使用的成本較高經(jīng)濟性不強，一般與其他應(yīng)用技術(shù)配合使用。

3 膜技術(shù)在電廠水處理方面的發(fā)展

在電廠水處理中，膜技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，并且采用最先進的工藝流程，通常是流程為預(yù)處理、反滲透、EDI電除鹽[3]。隨著膜技術(shù)的不斷發(fā)展，微膜處理和超濾處理的作用效果也有著突破性的進展。與微濾和超濾的壓力驅(qū)動不同，反透膜的分離原理為機械截留，其分離的應(yīng)用范圍一般為分離膠體、病毒和大分子物質(zhì)。通過相關(guān)實驗和有關(guān)資料總結(jié)可以證明，經(jīng)過反滲透的處理，水質(zhì)較為清澈，污染性小[4]。滲透膜接觸的雜質(zhì)較多，為保證滲透膜的壽命，有效提高水處理質(zhì)量，滲透膜應(yīng)得到經(jīng)常性的清理。因此，對于滲透膜的清理頻率可以設(shè)定為每個月多次。還可以通過提高預(yù)處理水水質(zhì)大幅延長反滲透膜的使用時間，降低膜的維護和更換的頻率和成本。

4 膜技術(shù)在電廠水處理中的發(fā)展前景

由上述研究，可以認為膜技術(shù)在電廠水處理方面作用明顯，膜技術(shù)對水高質(zhì)量的處理能夠?qū)﹄姀S鍋爐補給水提高高質(zhì)量的水質(zhì)保證。資料表明，在1993年巴黎的郊區(qū)建成了納濾凈水廠，通過對地表水進行傳統(tǒng)的水處理，通過與三級納濾技術(shù)結(jié)合，能夠有效取出水內(nèi)含的殺蟲劑和THAs前體，使水質(zhì)量達到潔凈標準[4]。使用膜技術(shù)對污水進行處理，得到可以飲用的高質(zhì)量水的實例當屬美國丹佛市的膜技術(shù)水處理廠的技術(shù)水平最優(yōu)，對污水的處理做到了有效去污并溶解固體的效果。膜技術(shù)處理還可對放射性廢水進行處理，從上世紀60年代初期，就有運用膜技術(shù)對放射性水進行處理的資料，最初的使用方法是電滲析技術(shù)，后期的發(fā)展中又出現(xiàn)了反滲透和超濾等技術(shù)，并且，這些技術(shù)在國外的很多工程中應(yīng)用廣泛。膜技術(shù)在處理含鋅廢水處理領(lǐng)域也有很高的成就，對于含鋅廢水的處理，效果明顯，并得到了有效地應(yīng)用。由于資源的破壞和水資源的過量使用，在水資源匱乏的今天，如何高效的利用水資源成為了人們關(guān)注的重點，膜技術(shù)的應(yīng)用對水資源的運用達到了高效，并且對水資源的破壞降到了最低水平[5]。水資源的匱乏也使廢水資源受到了廣泛認可，通過廢水進行水處理也成了研究重點。膜技術(shù)在水處理方面的綜合化、全面化的水平將作為提高廢水處理能力的主要手段，以此可增加水的再利用，擴大了電廠用水的供應(yīng)渠道，擴大了電廠對水攝取范圍。對特殊時期電廠水資源匱乏提供解決的方案，有效提高電廠的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，也符合國家有關(guān)水資源應(yīng)用的政策。上述實例可以對膜技術(shù)的作用合理闡釋，證明膜處理技術(shù)能夠?qū)λ|(zhì)進行高質(zhì)量的處理，在電廠處理水方面可以得以應(yīng)用，膜處理能夠有效提高電廠的生產(chǎn)能力，解決電廠水資源匱乏問題，從根本上解決冷卻水不足對電廠造成的困擾。

5 結(jié)語

膜技術(shù)在我國電廠中的推廣主要的限制因素便是投資費用的嚴重不足。隨著科技的不斷發(fā)展，各類材料的制造流程變得簡單，材料利用率的提高也帶來了材料價格的降低，反滲透新材料的制造成本和研究成本也隨之下降[6]。并且，反滲透技術(shù)在我國的應(yīng)用愈發(fā)廣泛，其運行經(jīng)驗不斷得到積累，以致反滲透產(chǎn)品的運行費用和投資成本逐年減少。在水資源日益減少，資源匱乏現(xiàn)象逐年嚴重。在可持續(xù)發(fā)展思想的領(lǐng)導(dǎo)下，我們應(yīng)該著手于資源的再利用和可持續(xù)利用，把提升環(huán)保意識作為工廠的發(fā)展思想。因此，在我國電廠水處理領(lǐng)域，膜技術(shù)必將得到廣泛應(yīng)用，為創(chuàng)造社會價值和經(jīng)濟價值提供貢獻。

參考文獻：

[1]覃汝高. 水處理中膜分離技術(shù)的運用分析[J]. 科技致富向?qū)В?014，27：91+173.

[2]周婷婷. 熱力電廠用水優(yōu)化調(diào)度以及膜處理其排污水的模型和仿真研究[D].華北電力大學，2012.

[3]周東釗. 超濾膜用于飲用水處理的中試研究與應(yīng)用分析[D].重慶大學，2012.

[4]李棟. 反滲透技術(shù)在電廠水處理中的試驗研究[D].華北電力大學（河北），2010.

[5]劉燕. 關(guān)于膜技術(shù)在電鍍廢水處理實施效果的分析與評價研究[D].廈門大學，2009.

[6]劉德宏. 膜技術(shù)在電廠水處理中的應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，30：300.