引言
膜分离技术是指根据膜的不同特性,在推动力(膜两侧压差)的作用下,对污染物进行筛选分离的一种绿色、高效的废水处理技术。目前,根据膜孔径和分离压力,膜分离技术主要分为微滤、超滤、纳滤、反渗透等。
1全膜分离技术应用理念
全膜分离技术在外力作用下,经由特殊薄膜,以期达成混合物有效分离的应用工艺。在此项技术流程中,薄膜的处理效率较为关键。分离技术对薄膜提出的应用要求为:具备部分物质有效通过的通透能力,以期提升混合物分离有效性,科学完成物质浓缩、提纯等过程。通常情况下,薄膜含有多个小孔,以期完成全膜分离工艺。
2电厂化学水处理流程概述
电厂化学水处理过程就是指电厂锅炉补给水的处理。因为电厂锅炉中使用的水绝大部分都来自于大自然中。而这些水经过长距离的流动,不可避免地会融入很多杂质,甚至存在很多的污染物。因此水源使用前必须经过除杂等预处理过程才能进入电厂被电厂内部设备系统使用。电厂化学水处理流程是依照电厂水质及电厂特点的不同来具体设计的。但是一般都以锅炉补给水处理系统为主,处理流程大概也都由水的预处理、一级除盐和二级除盐三大步骤衍生而来。其中第一步就是利用一些技术和措施来实现水中杂质的沉降和过滤,第二步和第三步分别为除盐过程。对电厂化学水处理流程进行简单介绍:首先,预过滤处理。预过滤处理除去的主要是水中的悬浮体、胶体及一些微生物和有机物等。一般而言,常见的预处理工艺是超滤、多介质过滤、活性炭过滤等。其中超滤环节对原水进行处理效果很好,尤其是在胶体处理方面得到广泛应用。其次,预除盐。经过预处理以后的水质中还含有很多的溶解性盐,这些盐也会影响后期水的使用,造成设备腐蚀等问题出现,因此需要进一步进行除盐处理。而除盐过程又可以分为一级除盐和二级除盐过程,其中一级除盐中常用的基础设备和技术是阴阳离子交换和反渗透,而二级脱盐处理则使用混床、EDI、电渗析等。这些技术的基础是离子交换,且是电厂化学水处理的难点和重点。具体处理过程就是将预处理以后的经过弱酸阳离子、强酸阳离子交换来除去水中钙、镁等阳离子,再分别经过弱碱和强碱阴离子交换器除去水中的阴离子,最终得到能够满足锅炉补给水使用标准的除盐水。这个过程看似简单,但是过程操作要求较高,必须根据实际情况进行离子交换的顺序选择。同时要注意交换中可能造成树脂失效的问题,必须要对失效的树脂进行再生处理,分别使阴、阳树脂再生。
3电厂化学水处理中全膜分离技术的应用
3.1超滤技术
超滤技术是全膜分离技术所包含的其中一项技术。该技术所运用的膜具有较大的孔径,其原理是借助膜两侧存在的压力差来完成分离操作。由于超滤膜具备较大的孔径,因此,通过运用超滤技术仅仅可以将水体中存在的胶体及大颗粒物理进行分离,但是无法清除水体中存在的小分子及离子。在电厂化学水的处理流程中,该技术属于第一道工序,其目的在于消除水体中存在的大颗粒,之后再通过第二道工序来清除水体内的微生物及小颗粒。一般情况下,首先需要将待处理的水体引到超滤器中,在超滤膜的作用下水体内部存在的大颗粒及胶体都将被滤掉,而小颗粒及离子都可以顺利地通过,超滤具有较强的简便性,可以极大地提高水体的质量,但是依旧无法满足排放标准的要求。
3.2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1.5 MPa,最大不能高于10.5 MPa,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。
3.3纳滤
纳滤是介于超滤和反渗透之间的一种膜分离技术,用于截留相对分子质量在200~1000之间的有机小分子,其操作压力一般在0.5~2 MPa,膜的孔径在1 nm左右。主要用于高相对分子质量与低相对分子质量的有机物之间的分离,其膜表面一般都带电,带电性越强,分离效果越好,但在纳滤之前一般都需要进行相应的预处理。
3.4电除盐
电除盐在化学水处理工序中,作为末尾工序,主要借助电厂完成水分解。在此程序中,借助离子交换膜,此薄膜具备离子选择性透过的功能,有助于提升阴阳树脂结合效果,促进离子顺利完成迁移,科学完成水中大多数离子的去除程序,顺应锅炉补水的工序需求。电除盐工序有效融合了多种技术,如离子交换、电渗析,以此保障离子交换程序顺利完成,科学规避了酸碱再生资源的消耗问题,提升了化学水处理工序运行的连续性,切实改进了脱盐处理工序。电除盐水处理工序,在实际运行期间,含有较多影响因素,比如,有机物、杂质、细菌等。具体影响表现为:(1)氯、臭氧等物质,对离子交换膜、树脂具有氧化效应,削弱其分离功能,引起电除盐组件运行不畅问题。氧化过程,将会显著提升TCO占比,对离子交换膜形成污染,制约分离活动的完成。同时,氧化作用,将会引起树脂结构稳定性丧失,在组件压力作用下,增加树脂结构破坏能力。(2)铁相关金属离子,针对离子交换树脂具有催化能力,将会大幅度削弱离子交换膜与树脂的功能,此种削弱具有不可逆性质。(3)硬度元素在电除盐体系中大量沉积,形成结垢。结垢主要集中分布在浓水室膜表层,引起此区域酸碱度升高现象,相应引起浓水系统中输出水与输入水形成压力差,造成电流量有所减少的问题。为此,在使用电除盐处理水时,应关注水中成分,保障水处理效果,减少电除盐组件损坏可能性。
3.5组合超滤膜处理技术
组合式处理技术就是将多种技术融合使用,从而提升效率。对于超滤膜技术来说,如果过滤要求较高,而过滤过程又十分复杂,则可以选择组合超滤膜处理技术,这种技术的效果更加多元,可以实现对水的高效处理,但是目前组合效果和方式还有所欠缺,研究人员应当加大相关研究力度。
结语
总而言之,鉴于全膜处理装置对电厂化学水处理运行的重要性,必须引起相关人员的重视,积极开展创新和研究,引进和创新先进的膜处理技术,来解决和改善现有运行中存在的问题。
参考文献
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