化学水处理中反渗透膜技术的运用研究

化学水处理中反渗透膜技术的运用研究

王彦春

新疆华电哈密热电有限责任公司 新疆 哈密 839000

摘要:从电厂生产实践分析，为保障汽水质量，通常会对锅炉用水进行相应处理。采取科学办法处理，经过处理获得高纯度净除盐水，才可以进入到热力系统，以免水中的物质和锅炉内物质产生反应，引起热力设备结垢或腐蚀，使得生产效率降低，最终引发爆管事故。除此之外，避免产生汽轮机与过热器的积盐情况，以免引发安全事故。如何提高水处理水平，成为研究的重点。现结合电厂化学水处理中反渗透膜技术的应用，进行如下分析。

关键词:电厂；化学；水处理；反渗透膜

1反渗透膜技术综述

1.1基本原理

反渗透膜是反渗透技术中的核心部分，这是一种具有特殊性质的半透膜。反渗透又称逆渗透，将水的压力差作为推动力，通过这一推动力来将水溶液中分离出来溶剂，这也是实现过滤杂质的过程。由于反渗透膜技术与自然渗透的方向不同，因此称为反渗透。其技术原理在于溶液在高渗透压的作用下，会对半透膜的一侧施加压力，当压力超过渗透压后，溶剂就会像反方向渗透，从而将水与其他物质分离。

1.2系统组成

反渗透系统主要包括了过滤器、高压泵、反渗透膜组、阻垢剂以及清洗系统。其中过滤器为一种立式柱状设备，其内部具有许多熔喷滤芯，在安装到反渗透系统中之前，用于阻止水中的大颗粒物质通过反渗透膜，从而保证膜的完整性；高压泵主要作用在于为装置提供压力，从而使水能够克服渗透压，在通过反渗透膜之后进入产水侧，从而满足预产水量的需求；反渗透膜组主要是将水分成淡水和浓水两种，利用浓水调节装置来保证水的回收率和脱盐率能够达到相关标准；阻垢剂的最主要作用就是防止浓水中一些难溶盐在析出之后导致反渗透膜被堵塞，在调配阻垢剂时需要结合实际的水质情况来进行合理设计^[1]。

2反渗透膜技术应用常见问题

2.1膜表面磨损

实际应用中前端元件常因为原水中结晶体或者尖锐外缘金属悬浮物的原因被磨损，进而出现故障。检查时重点查看水中是否存在上述物质，例如焊渣等，通过膜面显微镜进行检查，可发现存在的故障。若产生此故障很难采取有效的处理措施，需改进预处理，同时保障膜前高压管线内部没有颗粒掉下，并且要更换膜元件^[2]。

2.2产水背压

采用反渗透膜技术，如果掺水压力超过进水或者浓水 0.3 bar，那么复合膜极易出现复合层之间的剥离情况，运用产水探测法，可以检查是否存在损坏，同时经过泄漏试验或者目测检查加以确认。一般来说，打开损坏严重的膜叶，可以看到平行于产水管的膜最外边产生拆痕，并且位置贴近最外侧的膜袋粘接线。膜破裂位置主要为进水侧和最外侧以及浓水侧。

2.3泄漏

膜元件或者产水中心管出现严重的机械损坏，则会使得进水或者浓水掺入到产水，尤其是当运行压力比较高时，问题会比较突出^[2]。

3电厂化学水处理中反渗透膜技术的运用策略

3.1预处理工艺的应用

反渗透装置是锅炉补给水处理的预脱盐部分，其原理为水与溶液以渗透膜相隔，水则向溶液渗透，两相之间有渗透压，若在溶液相上加压大于渗透压，则溶液相中的水就会向水相反向渗透过去，利用反渗透而取得脱盐水，即原水在足够的压力下，通过渗透膜变成纯净的水，没有通过膜的水溶液物，悬浮物浓度逐渐增大而排放。反渗透技术在处理水的过程中会出现进水体积持续减小和溶解性物质浓度持续增大的现象，从而导致悬浮颗粒在反透膜上不断的沉积，最终堵塞进水流道；同时当浓水中的一些难溶解的物质饱和度达到上限后就会出现物质沉淀，在反透膜的表面会形成垢状物，降低了反透膜的流通量，进而影响到了产水水质。基于这些问题需要在反渗透系统的设计过程中增加预处理工艺，从而降低污染，有效改善反渗透膜的工作效率。预处理工艺应该使用在选取原水进入反渗透装置前这一时间点，在系统中加入多种过滤器的滤料，从而避免装置失效，通过过滤器的运行从而减少原水中具有溶解性的有机物等杂质；也可以选择反洗型保安过滤器，通过对系统定期进行反洗和超声处理，从而降低细菌滋生和杂质沉积，增加过滤元件的过滤面积，从而减少过滤元件的更换周期和数量，减少净水运行成本。同时，通过反渗透系统中加入一些合适的试剂来调节水的酸碱度，结合垢状物的沉积条件以及元件最佳运行酸碱度来进行酸碱调节^[3]。

3.2膜浓水及脱硫废水工艺应用

脱硫废水及膜浓水水质差，故设计脱硫废水工艺为脱硫废水池+脱硫废水提升泵+中和箱（氢氧化钠）+絮凝箱（高效絮凝剂）+沉淀箱+澄清浓缩池+砂滤罐+活性炭过滤罐+普通超滤进行软化除硬度预处理，超滤出水采用RO（海水淡化）+DTRO深度脱盐。膜浓水来自工业废水复用站的反渗透，浓水处理工艺采用高密度沉淀池+砂滤罐+活性炭过滤罐+普通超滤进行软化除硬度预处理，超滤出水采用RO（海水淡化）+DTRO深度脱盐。可以看出不仅地表水地下水通过反渗透技术进行处理，以及沿海地区的海水淡化处理均使用反渗透膜，由于我们在内陆，水资源短缺，全厂实现零外排的情况下，所有工业所排废水实现达标处理，这就迫切需要三联箱加药、澄清、过滤及反渗透膜及超滤膜、碟滤膜的深度脱盐处理。处理后的水用于脱硫系统，地表沉积的泥通过真空皮带脱水机脱水后成石膏进行综合利用。如果活性炭过滤罐出水水质清澈，但污染指数不达标则禁止去后续反渗透系统，以防膜污堵结垢，期间处理的水可以用于灰渣抑尘用水。如何确保进入反渗透膜前水质稳定并符合要求，其一就是药剂配置及时及投加过程必须实现程控连锁。其二就是监督过滤器及澄清池及三联箱的进出水水质符合要求，及时反洗和冲洗系统，反洗后的水回收，加高效絮凝剂后，搅拌均匀使药剂和悬浮物充分接触形成大颗粒絮凝沉积澄清底部，通过污泥输送泵至真空皮带脱水机处理；澄清水用于抑尘及反渗透膜系统深度处理

^[4]。

3.3反渗透膜的日常监督

①预处理来水水质应达到反渗透装置进水指标要求，其中最主要的是SDI＜4.0。②当反渗透系统在运行中出现故障停运时，不可马上复位运行，必须先开启保安过滤器前排污门泄压，并查清楚反渗透停运原因，处理后再恢复系统，启动反渗透。③在一般情况下，反渗透运行不允许用手动方式运行，因为反渗透系统在手动方式运行时，高压泵将无高、低压保护，如出现异常，高压泵容易烧坏。④在反渗透产水达到额定出力时，可适当降低一段压力和回收率，这样有利于反渗透膜的长期运行。⑤运行中要注意阻垢剂加药量，频率，行程控制正常，计量箱液位下降有规律。如加药泵故障，应及时采取措施以防反渗透结垢。⑥反渗透在自动控制运行中，阻垢剂加药泵停运，反渗透将自动停运。⑦高压给水泵进水装有低压开关，出水装有高压开关，当泵进水压力低于或出水压力高出设备设定参数时，泵会自动停运并发出报警。⑧反渗透设备运行过程中观察浓水排水管附近设施结垢情况，判断阻垢剂的质量好坏，以及近期加药量。

结束语

综上所述，反渗透膜技术的应用，对提高电厂化学水处理效率与质量，可起到积极的促进作用。文中结合实例，分析了反渗透膜技术的运用要点和流程，总结了技术应用策略。通过更换已经被氧化的组件、加强原水中残留余氯的检查、控制好清洗的强度等方式，做好反渗透膜装置的维护，保证处理的效果。

参考文献：

[1]杨辰.电厂化学水处理工作中双膜工艺的应用[J].科技创新与应用，2019(35):98-99.

[2]葛新杰.电厂化学水处理工作中双膜工艺的应用[J].工程建设与设计，2019(18):133-135.

[3]孙皓，曹萍.全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用[J].天津化工，2019,33(03):52-54.

[4]陈蓉.反渗透膜技术在含铅废水处理中的应用[J].广东蚕业，2020,54(03):74-75.