全膜分离技术在电厂化学水处理中的应用 杨淑涛

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第6期   作者:杨淑涛
[导读] 摘要:水作为重要的媒介,在电厂日常运行过程中有着十分关键的作用。
        (吉林电力股份有限公司白城发电公司  吉林省白城市  137000)
        摘要:水作为重要的媒介,在电厂日常运行过程中有着十分关键的作用。水的质量直接关系着电厂设备的运行效率以及使用寿命。因此,水质量控制直接关系着电厂的生产效益和生产水平,全膜分离处理技术能够有效实现水质净化,具有运行方便、环保性能高、设备要求低等特点,在当前电厂化学水处理过程中有着十分广泛的应用。
        关键词:全膜分离技术;电厂化学;水处理
        引言
        全膜分离技术对电厂化学水的处理具有较好的效果,不仅可以确保水体的质量,而且可以满足电厂的实际用水需求。但是,在应用的过程中仍然会存在一定的问题,例如尽管不需要较高的浓缩成本,但是无法使产品成为干物质;该技术尽管具备一定的选择过滤性,但是无法将异构体进行分离,因此必须对该技术进行深入完善才可以完成水处理工作。目前,通过采用全膜分离技术可以对原水进行较好的处理,降低所需的成本,避免水资源的浪费,促使电厂取得较好的效益。
        1电厂化学水处理中全膜分离技术的概述
        1.1全膜分离技术的原理
        在水体处理的诸多技术中,该技术是一种全新的技术,随着人们对环保的日益重视,该技术也得到了较广泛的运用,其原理在于对原水中含有的离子及液体进行分离,其利用的是半透膜的原理,因此必须具备较高的选择透过性,以达到提纯的目的。该技术所运用的分离物质为薄膜,同时根据所需的透过性来选择最恰当的孔径。
        1.2技术应用的价值与特点
        众所周知,电能在生产和工作中发挥着极其重要的作用,很多高新技术都要依赖于电,因此,对电厂形成的原水进行有效处理,确保发电装置的正常运作具有较大的意义。在水体处理的过程中,全膜分离技术具有较明显的特征,其原理在于对水体内含有的离子及液体进行分离,即半透膜原理,因此,该技术的实质就是膜的问题,膜的透过性及制作材质都会对分离效果造成较大的影响,传统的分离工艺主要为沉降、过滤等,它们大多是将水体中存在的大颗粒物质进行分离,但是并不能将水体内的离子进行分离,因此,采取传统的分离技术无法有效地处理原水,极易导致二次污染,甚至会损坏生产装置,因此,全膜分离技术的提出可以将该问题进行有效的处理。
        1.3技术应用优越性
        全膜分离技术对水进行处理的方式并不单一,且处理方法较为灵活,可以基于实际的要求来采取有效的处理模式,技术十分灵活。例如,对于水中存在的病毒、颗粒等,可以运用超滤技术来进行处理;对于水中存在的微生物、盐类等,可以运用反渗透法来进行处理,而通过传统的处理技术无法对这些物质进行有效的处理,但是通过运用该技术基本可以将这些物质进行去除,并且处理之后的水具备较高的质量,可以满足补给水的质量要求,其中电除盐技术也是其中一种技术,可以应用于酸碱水中,完成持续作业。该技术所具有的优势如下:①不需过多的处理装置,构造及操作较为简便。②具备较强的环保性,不会产生二次污染,且极大地提升了水体的纯净度,同时应尽量避免使用强酸碱,不会受到污染。③不会消耗较多的能源,该技术不会对水体温度提出要求,不需要刻意增加或降低温度,在常温的环境下就能够进行处理,因此,不需要消耗过多的能源。④不需要较高的成本,该技术不仅可以使水体取得较好的处理效果,而且可以极大地降低生产成本及减少占地面积。
        2全膜分离技术在电厂化学水处理过程中的应用
        2.1反渗透技术
        结合当前电厂化学水处理的需求和具体处理情况来看,工作人员可以结合全膜处理技术的透过选择特性进行水分子的过滤以及其他分子的有效拦截。在全膜处理过程中,膜的两侧会形成一定的静力压差,利用静压力差作为过滤的推动力可以实现渗透压力的克服,从而完成电厂水的分离以及处理。根据电厂化学水处理的实际要求,需要合理设置静压力差,一般情况下,静压力差最小值不能小于1.5MPa,最大不能高于10.5MPa,以保证过滤效率。

在合理的静压力差范围之内,有效分离电厂化学水的不同粒子,有效清除大颗粒物和大分子物质。反渗透技术在当前电厂化学水处理中的应用效果很理想,能够有效去除水中的细菌,但是反透渗对反渗透膜的功能提出了更高的要求,人们需要结合水分子的特性和电厂化学水处理的实际要求,合理设置反渗透膜。反渗透设备直接关系着水的净化效果以及处理质量,反渗透技术利用人为干扰渗透作用,能够提高渗透效率,耗能比较少,操作简单,废水处理效率比较高。
        2.2超滤膜技术
        电厂化学水处理应用超滤膜技术,可以有效地截住水中的粒子,实现水的分离、浓缩和净化。超滤膜技术主要靠外力改变膜两边的压力来净化水。因为合适的压力作用,液体中的溶剂和颗粒较小的溶质穿过膜壁上的小孔进行分离,从而将溶液中不同粒径的物质分离。电厂化学水处理主要使用中空纤维超滤膜,这种膜的筛孔分离只需要较低的压差作为推动力,其分离机理有3种:溶质吸附在微孔内部和膜表面;颗粒直径略小于膜孔的溶质可能会停留在微孔内部造成堵塞;颗粒直径大于膜孔的则被筛分在膜的表面。在电厂化学水处理中,这种中空纤维超滤膜有错流过滤和终端过滤两种工作方式。传统的终端过滤因为隔开的液体处于静止状态,因此随着工作时间的变长,已经截留的物质会黏附在膜表面形成污染层。在没有改变两边压力的情况下,过滤阻力将会随着时间推移逐渐增多,导致膜渗透率下降。错流过滤则是让分开的液体交错对流,使得隔离的物质因为对流而被带走,黏附在膜表面的物质减少,最终比终端过滤保持更高的渗透率。因此,错流过滤应用更加广泛。
        2.3超滤技术的应用
        在电厂化学水处理过程中,超滤技术是全膜分离技术的第一道工序,超滤技术运用的过滤膜孔隙较大,通常滤膜孔径为0.05~1.00μm,可以有效过滤电厂化学水中的大分子物质和颗粒物。在实际应用的过程中,超滤技术的应用效果与滤膜孔径尺寸有密切联系,主要的推动力为滤膜两侧的压力。在压力的驱动下,化学水会不断流经滤膜,小于滤膜孔径的分子会通过滤膜,大于孔径滤膜的分子就会被阻隔到滤膜表面,从而实现电厂化学水的净化、隔离以及浓缩。
        2.4电除盐技术
        该技术的原理为运用电能为动力,将离子交换膜当作载体,处于该电场的影响下完成了水体的分解,从而对水体进行有效的处理。离子交换膜作为一种有机膜,其主要运用离子交换树脂作为媒介,该膜可以极大地提升水体内离子的迁移水平,从而确保水体内含有的离子得到较好的分离,最终对原水进行有效的处理。该技术主要是将离子交换技术与电渗析技术进行了较好的融合,极大地弥补了传统技术的缺陷,同时离子交换技术不会因温度及pH值而受到影响。
        电除盐设备除去离子原理主要包括离子交换、直流电场作用下离子的选择性迁移及树脂的电再生三个方面。电除盐设备进水中的离子首先经离子交换作用交换到树脂颗粒上,再在电场作用下经由树脂颗粒构成的离子传输通道迁移到离子交换膜表面并透过膜进入浓室。在树脂、膜和水相接触的界面扩散层中的浓度极化发展到一定程度时,水被解离为H+和OH-,它们对失效的树脂起到了再生的作用。离子交换、离子迁移、电再生三个过程相伴发生,相互促进,达到连续去离子的目的。
        结束语
        总而言之,将全膜分离技术应用在水处理行业过程中,可切实提升水处理出水水质,控制水处理成本。为充分发挥出膜分离技术的积极作用,需相关管理部门针对当地水处理需求,不断完善膜分离流程,为大众提供更好的用水服务。
        参考文献:
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        [2]奥艳文.膜分离技术在矿井水处理中的应用[J].山西化工,2019,39(01):137-139.
        [3]龚祺昊.膜分离技术在水处理中的应用综述[J].广东化工,2019,46(03):125-126.
        [4]苏晓明.全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用[J].节能与环保,2019(02):104-105.
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