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。
关键词：反渗透水处理；技术特点；应用前景
1反渗透技术的基本原理与用途分析
1.1基本原理
反渗透技术是一种新型膜分离技术，其应用原理是在高于溶液渗透压的作用下，利用膜孔径极小的反渗透膜拦截其他溶质，实现溶液中溶质与溶剂的有效分离，适用于溶解于水中的盐类、胶体、微生物以及有机物等物质。
1.2主要用途
1.2.1循环冷却水处理
通常在电厂运转过程中需消耗大量的循环冷却水，基于环保理念进行废水处理需投入较大的成本，采用反渗透技术可实现对排污水的回收利用，为循环冷却系统补充足量用水，且可实现对循环水的有效净化处理、提升循环水水质，兼具经济与生态效益。
1.2.2锅炉酸洗废液处理
锅炉酸洗废液是在电厂锅炉运行过程中产生的废液，选取醋酸纤维素膜、低压复合膜、海水膜针对废液进行模拟实验，实验结果表明海水膜的处理效果最优，因此选用海水膜作为反渗透膜进行锅炉酸洗废液处理，可有效提升废液的回收利用率，解决环境污染问题。
1.2.3电厂运行废水处理
采用反渗透技术进行酸碱废水、场地冲洗水、日常生活污水等电厂运行废水的处理，由于这类废水呈酸性，因此需预先针对废水进行弱酸处理，以此提升废水回收利用率，满足电厂用水需求。
2反渗透水处理系统设计及其在电厂中的具体应用探讨
2.1系统组成结构
反渗透系统主要由2套保安过滤器、2套高压泵、反渗透膜组、2套阻垢剂投加系统与1套清洗装置组成。其中保安过滤器是一种滤芯为5μm的立式柱状设备，内部装有57支长度为40inch、过滤精度为5μm的均孔PP熔喷滤芯，将其安装在反渗透系统本体前，用于阻止水体中的大颗粒物通过反渗透膜，保护反渗透膜的完好性；高压泵用于为装置提供进水压力，使水克服渗透压顺利通过反渗透膜进入产水侧，满足预设产水量需求；反渗透膜组用于将出水分为淡水、浓水两部分，利用浓水调节阀调节产水/浓水比与反渗透回收率，保障回收率、脱盐率分别达到75%、98%以上；阻垢剂投加系统用于将阻垢剂加入到反渗透系统的进水中，防范浓水中的CaCO3、MgCO3、CaSO4等难溶盐析出结垢导致反渗透膜被堵塞，在配制阻垢剂时需结合水质情况进行配比、加药量的合理设计；清洗装置主要用于清洗反渗透膜，通常以6个月为期限进行定期清洗，并结合出力、膜上污染物类型进行清洗方案的合理设计。
2.2反渗透预处理工艺的实际应用
2.2.1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。
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2.2.2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。
2.2.3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。
2.3相关运维要点
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。
3反渗透水处理技术未来应用趋势
反渗透水处理技术具有低能耗、高效率等突出优点，是目前应用最为广泛的分离技术之一。反渗透膜的性能是影响反渗透过程效率的决定因素，反渗透膜的研制一直是国内外膜领域的研究热点。特别是近年来，石墨烯、碳纳米管等新型材料展现出优异的水传递行为，成为新型反渗透膜材料的研究热点。
20世纪60年代，反渗透膜在废水处理和海水淡化方面发挥了重要作用，随着我国近年来对水污染治理力度上不断的加强，在反渗透水处理技术和新型的反渗透膜研制领域将迎来新的发展机遇。反渗透水处理工艺应用向低耗能、高效率过滤水、抗污染、适用于更为广泛的水质方向发展。反渗透水处理技术被广泛应用，是现代社会对水环境及生态环境重视的结果，随着时代的发展，必将加速反渗透水处理革新。当前我国反渗透水处理水平与外国技术相比存在一定差距。这需要提升国家对防治水污染工作高度重视的同时，相关行业积极开展反渗透水的研究实验工作，开展在膜反应机制与膜性能调控研究、连续化成膜条件控制与膜结构关系、膜产品应用性能评价等将是规模化反渗透膜研究的方向工作，为反渗透水处理技术的发展助力。
结语
据统计，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.
论文作者:赵鑫
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/21
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