全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用

全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用

白秀英 1 梁自成 2

内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司电力分公司， 内蒙古 通辽 029200

摘要：在电厂的生产运营中，化学水处理工程技术是一项十分重要的环节，有着不可或缺的重要作用，需要得到相关部门和人员的高度重视。基于此，有必要在电厂化学水的处理过程中应用全膜分离技术，从而确保水资源在电厂生产过程中的有效利用以及稳定排放，提高电厂电力生产的经济效益，进一步实现电力行业和我国经济的可持续发展。

关键词：全膜分离技术；电厂；化学水处理；应用措施

1全膜分离技术的概述

全膜分离技术指的是通过隔膜将溶液与溶质或者杂质进行分离的一种新型分离技术，研发成功于20世纪初期。全膜分离技术包含扩散渗析、电渗析、反渗透以及超过滤法等多个方面的内容，能够在基础环境中提供更为稳定的分离水条件。并且因其自身具有节能环保、过滤操作简便、高效等优势特征，在很多行业被广泛应用，起到了十分重要的作用，现今已经成为我国分离科学中的一项关键技术。全膜分离技术一般具有较高透水性，其化学成分组成相对稳定、具有较长的使用寿命、能够更好的对生物污染进行处理。全膜分离技术在实际工作环境中拥有较高的适应性，使用压力范围和温度范围都较广，也就意味着该技术在进行粒子分离的过程中，具有更好的稳定性。全膜分离技术的基本原理是在过滤中，利用泵增加料液的压力，使其以一定的流速通过滤膜表面，在这一过程中，小于膜孔隙的物质将会透过滤膜流下，形成透析液；而大于膜孔隙的物质将被留在滤膜表面，达到过滤的效果。

2全膜分离技术在电厂化学水处理中的具体应用

2.1超滤膜技术分析

在电厂化学水处理中应用超滤膜技术主要是为了能够科学有效地将水中的离子、颗粒等截住，从而使得待处理的水分离、浓缩和进化。超滤膜技术工作时，主要是靠外力改变膜两边的压力来使水得到净化。在合适的压力进行作用下，液体中蕴含的溶剂和一些颗粒比较小的溶质穿过膜壁上的小孔进行分离，从而将溶液中不同大小的组成物质分离[2]。在电厂化学水处理的应用中主要使用的是中空纤维超滤膜，这种膜的工作过程中，筛孔分离只需要较低的压差作为推动力就可以实现。溶液中的大分子物质、蛋白、胶体和微粒的分离浓缩都可以通过中空纤维超滤膜实现。这道工序的分离结束后一边剩余的具体物质为溶剂、无机盐和低分子物质，另一边则为截留的胶体、蛋白和大分子物质。这种膜的分离机理有3种：1）溶质吸附在微孔内部和膜表面。2）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。3）颗粒直径大于膜孔的则被筛分在膜的表面。其中第三种是中空纤维超滤膜的主要工作机理。电厂化学水处理中这种中空纤维超滤膜的具体操作方式有错流过滤和终端过滤两种方式。传统的终端过滤因为隔开的液体处于静止状态，因此使用的膜在随着工作时间变长的过程中，已经截留的物质会粘附在膜的表面形成污染层。在没有改变两边压力的情况下，过滤阻力将会随着时间逐渐增多，从而不断地将膜的渗透效率下降。另一种方式错流过滤则是让分开的液体交错对流，从而使得隔离开的物质因为对流而被带走，粘附在膜的表面的物质减少，最终可以比终端过滤更长时间的保持更高的渗透率。因此错流过滤这种更高效更实用的方式应用的更加广泛。通常使用的中控纤维超滤膜所具有的优点是：1）使用的材料具有的化学稳定性足够优良。超滤膜的kristal300系列的膜材质使用了改性聚醚砜的化学稳定性在各种实际应用的场合都表现良好，此外还具有耐酸碱性能和耐温性能。尤其是水中存在化学药品如氧化剂等情形下性能表现的更加优秀。2）使用的材料生物稳定性也足够优良。中空纤维超滤膜的kristal300采用的材质比较特殊，对于通常的膜表面形成生物垢的情况能够有效的阻止。阻止生物垢形成的这一项关键技术，在超滤膜进行的污水回用项目上的表现更加突出，起到了非常关键的作用。3）使用的材料具有优秀的特性，可耐受水中使用的化学药品及氧化物。只是因为在电厂的水处理过程中使用的超滤膜在日常生产使用和维护保养的过程会经常接触到化学氧化物，比如过氧化氢、氯和氯胺等。实际应用的kristal300系列超滤膜对上述物质有优秀的耐受性能，保证了整个系统的正常工作。4）通量比较高并且亲水性能优异提高了整体的性能。中空纤维超滤膜中的Kristal300系列采用了聚醚砜这种材质，抛弃了传统的聚砜材质，使得亲水性能更佳。即使进入的水体是高悬浮物和高浊度也能达到99%以上的去除率，并且能维持比较高的通量。

2.2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。

2.3电除盐技术分析

电除盐技术是近些年发展起来的一项全新的水处理技术，电场在水中将一些离子进行去除。同时，电除盐技术也是全膜分离技术中最为复杂的水处理技术。主要原理是利用了电场的特性将水分解从而实现离子的内部交换。在电场的作用下，水中的阴阳离子由于电场力的作用进行快速移动，最后进行中和消去了分离子的效果，达到降低水体导电率的目的。这项技术处理过的水能够更好地满足锅炉补给水中电阻、硬度的需求。这项技术还能够实现离子交换和电渗析技术相结合，缓解了部分离子无法互换的情况，解决了传统电渗析技术中不能进一步深入脱盐的情况，补充了水中酸碱再生问题的途径。电除盐技术在电厂化学水处理中能有效地整合现有的技术联合处理，是一种非常科学高效的水处理技术。

3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。

4结语

化学水处理技术与电厂的经济效益和环境保护息息相关，而全膜分离技术作为一项比传统水处理的技术有着许多优势的技术，在电厂中应用能够更好地满足电厂的化学水处理需求，更好地保护环境。同时，全膜分离技术也需要在使用中不断的改进和创新，达到更好地满足企业需求的目的。

参考文献

［1］由海龙.电厂化学水处理中全膜分离技术探讨[J].化工管理，2016，29（33）：112-114.

［2］蔡丽虹.浅析电厂化学水处理中全膜分离技术的应用[J].化学工程与装备，2018,46（6）：174-176.