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超滤反渗透工艺在电厂废水零排放中的应用

发表时间：2020/11/24 来源：《基层建设》2020年第22期作者：刘欣

[导读] 摘要：火电厂水处理的过程主要包含几个部分，分别是锅炉补给水系统处理、再生水系统处理、燃烧废水处理以及供水设备的处理等。

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        摘要：火电厂水处理的过程主要包含几个部分，分别是锅炉补给水系统处理、再生水系统处理、燃烧废水处理以及供水设备的处理等。这些系统相互联系又相互独立，每个系统都存在于其独立的空间，每个空间安装监控设备，管理人员通过监控来对不同系统的运行情况进行管理。文章重点围绕火电厂废水处理过程中，超滤反渗透工艺的应用措施，分析其工作的主要原理，并展现工艺应用的效果。
        关键词：电厂；废水；超滤反渗透工艺；应用
        1导言
        超滤反渗透工艺的工作原理是将废水中的有机物及颗粒进行过滤，从而起到分离污染物，净化水质的作用。超滤系统的动力主要来自超滤膜两边产生的压力差，通过中间起到过滤作用的相关介质，形成过滤膜，顺利的让小分子物质、水以及无机盐通过。在此过程中，反渗透膜起到了非常关键的作用，有利于超滤技术的发展。因此超滤膜反渗透技术被广泛应用与水处理当中。
        2技术应用背景分析
        2018年，某热电厂工作过程中反渗透膜出现严重的污染情况，每个月都需要选择化学手段进行清洗。该电厂的反渗透系统为后来引进的系统，整理运行还不成熟，维护经验不足，出现污染情况则进行了彻底的排查，发现了以下问题：
        首先，预处理措施。每台滤膜过滤的水流量总是高于设计好的流量，这违背了正常规律。十月份企业对超滤性能进行了气密性试验，对水处理中所有的滤膜进行观察试验，发现有13支内部存在漏洞，轻微泄露的过滤膜也有20片，存在明显问题的滤膜有30个。
        其次是反渗透系统的研究。针对水处理设备内部进行化学清洗，在清洗之前对设备内部杂质的情况进行观察，发现设备内部存在少量的杂质，这些杂质为水箱内部的残渣，这些残渣造成反渗透膜的部分损伤，还存在一部分微生物腐蚀的情况。
        第三，系统杀菌。进行超滤膜技术之前，设备内部的杀菌剂存在过量的情况，造成过滤器内部亚硫酸氢钠超量，从而滋生了大量的细菌。运用化学手段杀菌，长时间内定量投加，造成微生物产生耐药性，从而滋生了更多的微生物，腐蚀设备。
        3实验分析
        3.1实验用水
        进行试验的水源来自渗漏地下水，按照国家《生活饮用水卫生标准》进行科学的监测。实验结果显示地下水中含氟的总量为2.5±0.5mg/L，其他水质的指标都符合国家的标准。但是氟化物含量超标是无法作为饮用水来使用的。应用传统的沉淀手段进行处理难以去除水中含有的氟化物，因此需要结合传统手段再加上超滤膜技术和反渗透工艺进行试验研究。
        3.2实验设备
        实验设备是一组比较完善的净水设备。工艺的流程分为几个步骤，由原水箱内的水经过石英砂过滤以及活性炭过滤器，经过5μm精滤器的过滤，再经过超滤零件和超滤水箱的过滤到达反渗透系统，最后净水完成到达纯水箱。整套流程的核心步骤主要包含超滤系统和反渗透系统的参与。超滤系统主要采用中空纤维式醋酸纤维膜，这种纤维膜的面积比较大，处理效率比较高，可以有效去除水质中的胶体、蛋白质、微生物以及大分子的物质，尤其对于微生物细菌，去除率高达为99.99%，对于悬浮物的处理效率能够达到100%。反渗透系统采用的是BW30-4040苦咸水淡化反渗透膜，这种渗透膜是一种复合型膜，可以阻挡水中的溶解性盐和大分子的有机物，达到98%的脱盐率。进行氟化物检测的设备主要是离子色谱仪。
        3.3试验具体手段
        在试验的过程中，如果原水中的大分子颗粒和悬浮物等物质直接进入到超滤系统，很可能造成膜堵塞的现象，造成水流减慢或者水质变差的现象，因此在进行超滤膜处理过程中，需要在原水中取出气泡，在进行砂滤和活性炭的吸附作用进行初级的过滤，保障后面超滤系统和反渗透系统的参与能够起到水质净化的作用。

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        原水进行初步的处理之后会由增压泵进入到超滤系统，超滤系统主要的工作原理是进行筛率，利用电动阀的运行来净化水质。
        进入超滤膜系统中的水需要添加有机磷酸盐，以此来防止水中出现水垢，去除水中的钙镁离子，减少钙镁离子被吸附在反渗透膜中，造成膜损伤影响水质的净化。这时的水进入到反渗透系统，增压泵产生的压差会将水分子推向正确的方向，从而分离出更为纯净的水分子，经过脱盐化处理得到纯水。并对水中氟含量的相关指标进行检测，保障水能够正常使用。
        4超滤反渗透工艺在电厂废水零排放中的应用
        4.1工艺步骤
        首选，污水管道中的水会被输送到净化系统中进行悬浮物的分离，然后转入污水调节环节，经过自动清洗过滤系统净化，在过滤系统中添加氯酸钠以及絮凝剂，从而絮凝废水中的固体颗粒，固体颗粒去除之后的废水会进入到超滤系统，做进一步的净化处理。在电厂中的废水存在较高的温度，这就增加了絮凝剂和超滤膜的难度，会对他们的作用产生影响。因此，废水进入到超滤系统之前，会进行适当的降温处理，此时需要用到换热器。超滤过程中废水中的大分子有机物、细菌以及悬浮物会被超滤膜过滤掉，这些废物会影响到超滤膜的压差，影响超滤膜发挥作用。因此需要对超滤膜进行反复的清洗，清洗的水量为产水量的3倍到4倍。超滤系统完成工作之后水会受到反渗透水泵的压力作用，流入到保安过滤器中，最后进行反渗透处理，反渗透处理中需要加入阻垢剂和还原剂，便于对水进行调节，降低pH值。
        4.2装置稳定性分析
        进行超滤系统过滤时，超滤膜的堵塞会造成产水量的下降，从而影响净水设备的稳定性。因此在进行超滤膜的清洗过程中，选择氢氧化钠以及柠檬酸钠这两种物质，将水中的细菌和大分子有机物杂质去除掉。保证pH稳定在11～12之间。应用柠檬酸钠的最佳pH值为2～3之间。此外，超滤膜的清洗必须控制在最多三个月一次，清洗太过频繁会对超滤膜造成一定的损伤，影响其使用寿命，长时间不清洗会造成膜内附着物太多，加大清洗难度，对超滤膜的构建造成损伤。
        在超滤膜系统运行过程中，由于微生物、盐垢以及不溶性的有机物等危害物会在超滤膜表面进行沉积，降低超滤膜的产水量和脱盐率。因此，需要结合不同的手段改善反渗透膜的产水量和稳定性。反渗透膜需要进行定期的清洗，尤其是清洗剂的选择需要尤为注意。在给水设备中产生的水泡会造成水锤的出现，给超滤膜以及反渗透膜造成损伤。对水锤的防治，需要在进水之前增设原水箱，从而起到一定的过渡作用。同时在给水管道的节点需要安装排气阀，减少水泡的生成。
        4.3反渗透运行过程
        反渗透系统的运行过程是指在一定的压力下原水经过反渗透膜将溶剂进行分离，这与自然渗透的过程刚好相反，因此被称为反渗透。水中污染物的渗透压不一样，因此在渗透的过程中出现不同程度的分离。可以选择大于渗透压的翻身法进行分解和提纯，起到净化的目的。反渗透系统运行是一种液体的分离过程，对于可溶解盐都可以起到阻挡的作用，同时可以阻挡超过100μm的有机物，同时保证水分子能够通过。在反渗透系统中添加硫酸氢钠，可以起到保护反渗透膜的作用，防止氧化剂对其造成损伤，同时可以有效抑制厌氧菌的生存繁殖。水处理的温度对于反渗透系统的流量会产生一定的影响，温度一旦过低，会增加水粘度，渗透的水流量会降低。因此反渗透于系统运行过程中温度需要控制在15～40℃之间，从而保障渗透液的正常流量。反渗透膜受到微生物和不溶性有机物的影响，这些污染物会沉积在膜的表面，造成沉积，降低产水量及脱盐率，进而降低反渗透膜以及超滤膜的寿命，因此需要及时进行清洗，清洗时间控制在3小时左右。
        结束语
        综上所述，进行污水处理可以选用超滤以及反渗透联合系统进行处理，满足生活饮用水的卫生标准。超滤反渗透技术可以减少水中污染物的生长和繁殖，实现废水的利用，促进电厂水资源的再利用，真正做到废水的零排放，减少电厂的污染和运行成本，对电厂有一定的借鉴意义。
        参考文献：
        [1] 梁占占.电厂供水系统水务管理探讨[J].消费经济研究，2017，6（12）：236-237.
        [2] 何灿，海玉琰，马瑞，等.反渗透膜污染及清洗技术应[J].技术研究，2019（9）：93-95.