（广西桂旭能源发展投资有限公司 广西贺州 542800）
摘要：反渗透技术的本质是膜分离技术，在压力作用下利用反渗透膜将溶液中的溶剂、溶质有效分离。当前我国电厂普遍采用排水循环利用等节水措施补充日常运行所需水资源，借助循环冷却水、锅炉补充水等形式实现对污水的循环利用，但在污水回收处理效果上仍有待加强，对于反渗透技术的优化提出了迫切需求。本文对反渗透水处理系统在电厂应用的研究进行分析。
关键词：电厂水处理；反渗透技术；预处理工艺
1 反渗透技术介绍
反渗透是目前最先进的膜分离技术。根据各种物料的不同渗透压，就可以使用大于渗透压的反渗透压力，即反渗透，达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。由于反渗透膜的孔径很小（一般在0.5～10nm之间），能有效去除水中溶解的盐、胶体、微生物、有机物（去除率高达97%-98%）。反渗透、超滤、微孔膜过滤和电渗析都是膜分离技术。反渗透技术具有许多优点，主要体现在以下几个方面：第一，反渗透技术在应用中可以实现单向流动；其次，反渗透技术可以通过阻止水流在短时间内保持水流的稳定。正是由于反渗透技术的这一特点，反滲透技术在水处理中得到了广泛的应用。
2 污染种类
2.1 颗粒或胶体堵塞污染
造成这种污染的主要原因，是预处理环节存在缺陷，过滤器的出水不达标，同时保安过滤器没有采用两级过滤的形式，又或者是没有对保安过滤进水SDI进行定期检测，从而导致堵塞污染。如果不能对其进行及时有效处理，很可能会由于压差过大而导致半透膜破裂，影响水处理系统的正常运行。其主要现象在于：打开进水侧压力容器端盖，会看到在反渗透膜进水端，存在一层杂质。
2.2 化学污染
化学污染主要是膜元件内沉积有碳酸盐垢，一般都是由误操作引起的，如阻垢剂加药系统不完善，运行过程中阻垢剂加药忽然中断等，也可能是阻垢剂与水质不匹配，或者加药量不足。化学污染轻则会影响系统的工作效率，重则可能导致膜元件的报废。
2.3 微生物污染
微生物包括细菌、病毒、孢子、藻类等，在水中普遍存在，很难彻底去除。在反渗透膜元件上，微生物污染表现出几个显著的特点：其一，给水SDI≤3时，在膜表面仍会出现大量而对粘泥状生物膜；其二，在浓差极化的情况下，微生物污染发展迅速，会在一定程度上增大系统电耗；其三，粘泥状生物膜不溶于酸和碱，而且几乎不受水流剪切力的影响，很难冲洗干净。在火电厂中，对污染类型进行了检测，将进水SDI由初始的1.9-2.4提升到了4.5-5.5，发现SDI卡上出现了绿色粘性物质，打开膜端板，发现在反渗透膜元件的表面，覆盖有一层黄褐色粘泥状沉积物，在膜端头的卷层中，也存在有红色和黄色的不溶污染物。通过灼烧失量分析、灰分光谱分析以及红外光谱分析，最终确认，反渗透水处理系统的污染包括有机物、微生物以及铁离子污染。
3 反渗透预处理工艺的实际应用
3.1 应用实例分析
以某电厂为例，该厂日常生产用水为市内一污水处理厂二级处理后的污水，将污水进行深度处理后转化为工业水补给水源，并选取某水库地表水、城市地下水分别作为电厂锅炉补给水源与备用水源。在厂内设有水处理站，运用膜生物反应器处理工艺，但在水处理站最初设计阶段未将地表水、中水纳入到生产用水考虑范畴中，在后续处理污水、地表水时仍选取聚合氯化铝加入到多介质过滤器中，导致在保安过滤器滤芯处附着大量的Al（OH）3胶体，使其运行压差急剧上升、使用寿命大幅缩短，影响到反渗透水处理系统的运行性能。
3.2 预处理工艺
鉴于在反渗透处理过程中进水体积持续减小、水中的悬浮颗粒与溶解性物质浓度持续增大，导致悬浮物质在反渗透膜上不断沉积、堵塞进水流道，由此增大其摩擦阻力；同时当浓水中的难溶性盐类物质饱和度达到上限时将会沉淀出来，在反渗透膜表面形成结垢，导致反渗透膜的通量减小、运行压力与摩擦阻力提升，进而使产水水质下降。基于上述两项原因将造成膜污染现象，因此在反渗透水处理系统设计过程中需增加预处理工艺，降低悬浮物、有机物、难溶盐等物质对反渗透膜造成污染的几率，有效改善进水水质、提升反渗透膜的可靠性。
选取原水进入反渗透装置前的时间节点运用预处理工艺，在系统中依次设置多介质过滤器、活性炭过滤器与保安过滤器，定期更换多介质过滤器与活性炭过滤器中的滤料、避免其失效，借此滤除原水中的溶解性有机物与余氯等杂质，降低出水COD含量；选用反洗型保安过滤器，定期进行反洗与超声处理，防止细菌滋生与杂质沉积，采用15t/（h，1TI）滤元过滤面积，借此减少滤元更换周期与更换数量，降低成本支出。同时，通过在反渗透系统中加酸调节入口处水的pH值，结合CaCO3垢沉积条件、膜元件最佳运行pH值进行加酸剂量调节，例如CA膜的最佳运行pH值约为5.5、TFC膜的pH值为6.0-7.0。此外，还需加强对反渗透加药环节的精细化设计，注重结合电厂水质的实际特征进行混凝剂的合理选取，用于去除水体中的悬浮物、胶体颗粒等杂质，实现改善水质目标。例如在选用聚丙烯酸作为阻垢剂后，则不应再选用阳离子型聚电解质作为絮凝剂，避免对膜元件寿命造成影响。
3.3 反渗透膜清洗处理
通常在反渗透水处理系统正常运行状态下，需每年针对反渗透膜化学清洗1-2次，并结合膜元件的具体情况进行清洗配方的设计，例如当前普遍采用柠檬酸、盐酸、十二烷基磺酸钠等物质配制清洗液，能够收获良好的清洗效果。
4 相关保障措施与运维要点
4.1 运行指标与影响因素界定
膜透水通量、超滤截留率、系统进水压力、反冲洗压力等指标均会影响到反渗透系统的运行效能，而超滤过程、水质变化两项因素将直接影响到出水量，因此在反渗透水处理系统运行过程中需重点关注上述指标与因素，实现相关控制量的合理调节。
4.2 保障系统稳定运行的要点
为保障反渗透水处理系统的稳定运行，需遵循以下五项技术要点：其一是定期采用逆向水力进行反渗透膜的反冲洗，清除膜表面的杂质与截留物质，并结合进水水质合理调节清洗时间；其二是选取水质在线监测仪器安装在进水侧，在进水污染指数超出规定范围后发出警报，避免因水体浊度升高影响到产水量；其三是加强对保安过滤器的合理设计，结合运行实际条件调节其压降极限值；其四是采取停运保护措施，控制进水水质；其五是做好反渗透膜的及时清洗，以系统最初投运时的指标作为参考值，经由归一化后在盐通量达到15%时进行膜的清洁处理。
4.3 运行维护管理措施
一方面，应注重结合电厂实际运行情况采取运行维护措施，加强对反渗透水处理系统出水量稳定性的管控，严格执行预处理工艺，通过定期巡查、清洗防止反渗透膜出现堵塞或污染问题，延长反渗透膜的使用寿命，确保满足反渗透水处理系统的进水要求。另一方面，还应合理进行系统运行成本的把控，在保障系统运行效能的基础上进行能耗、更换膜费用、化学清洗费用的节约，将反渗透膜处理系统的运行总成本控制在每吨2元以下，增强系统的综合使用效益。
5 反渗透技术发展趋势
反渗透技术目前主要应用于补给水和城市污水处理。反渗透技术的发展时间较长，各种技术相对成熟。这为水处理工作提供了很多便利。反渗透技术优势主要是优化水质，能够带来经济效益。随着科技发展和时代翻天覆地的变化，膜分离与集成技术在污水处理行业广泛应用，赢得市场。近年来，更多类型的高分子材料被研发，而且高分子材料的特性在不断被深化探究。这使得聚合物满足了许多物理和化学的需要，包括抗氧化性、耐酸碱性等。随着对膜污染问题的进一步研究，逐渐掌握膜的污染原理，为加快膜分离工作提供理论技术支持，有利于降低膜污染环境问题出现的频率，初步掌握了膜的污染机理。这可以有效地加快膜分离技术的发展，减少膜污染问题的出现，从而更好地将反渗透技术应用于火电厂废水处理中。人是社会进步的决定因素，在探究反渗透技术过程中，科研人员自发探索的精神是值得肯定的，应该得到奖励，并将物质激励与精神激励相结合提高工作效率，为火力发电厂废水处理的发展奠定基础。
结束语
据前瞻统计，2018年我国水污染防治设备产量约为28.5万台，水处理行业市场规模达4200亿元。在生态环境部“打好污染防治攻坚战”号召深入贯彻实施的背景下，应进一步加强对反渗透技术的研发与创新，提升电厂水处理系统的应用效能，实现废水循环利用、节约电厂投入成本，进一步提升企业综合效益。
参考文献：
[1]林绍忠.基于电厂水处理系统运行消耗的研究[J].应用能源技术，2017（5）：45-47.
[2]李新望.谷晓娟.左大海.等.陶瓷超滤膜在电厂化学水处理系统改造中的应用[J].工业水处理，2019（8）：107-110.