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摘要：全膜法技术作为新一代污水处理工艺，与其他水处理工艺相比，全膜法处理工艺具有占地面积少、操作简单、去除率高、运行成本低、化学添加剂少等优点。目前已经开始在我国火电厂污水处理系统中广泛应用。核电厂是利用核反应的能量进行反应，水质的优劣直接影响核电厂冷却系统运行效率。本文主要分析了全膜法技术原理，并结合某一核电厂的实际情况，分析了全膜法技术在核电厂水处理系统应用的可行性，通过全膜法水处理工艺与传统的离子处理工艺，发现全膜法技术在核电厂水处理系统更具有优势。
关键词：全膜法技术；核电厂；水处理系统
引言
我国社会经济发展同时，由于工业、农业生产生活过程中产量大量的水污染问题。根据相关数据显示，我国每年产生27亿吨工业污水，这些工业污水不仅造成地表水污染，破坏生态环境，而且威胁到人们身体健康。近年来，国家加大污水处理力度，在全国范围建设污水处理厂。我国污水处理技术也有了很大的进步，从第一代的过滤器+离子交换器+除碳器发展到现在第三代全膜法技术，污水处理技术的除污效果越来越好、自动化水平越来越高、处理成本不断降低，因此广泛应用在城镇污水处理工艺中。全膜法技术在核电厂水处理系统中应用的比较少。分析全膜法技术在核电厂水处理系统中应用的可行性，对优化核电厂水处理工艺具有重要意义。
1.全膜法技术
全膜法技术又称全膜法水处理工艺，它将不同的膜工艺组合在一起，对常规的水源和经过生化、过滤等常规处理后达标的市政生活污水、工业废水等为进水，采用超滤——反渗透——EDI组合工艺，去除污水中的有机氧化物、无机盐等杂质，让处理后的水达到各种各种用途所需水质标准。全膜法水处理工艺，需要经过超滤、反渗透、EDI三种膜分离技术进行预处理、预脱盐、精脱盐，从而将原水制作成满足锅炉生成所需的高纯度补给水。超滤是通过物理方式去除原水中颗杂志，超滤过后的水水质比传统的过滤方式的水质要好，超滤过后的水质SDI一般低于3，这样可以提高生物膜的使用寿命。反渗透是在压力作用下，去除污水中的98%以上的无机离子，这个时候的水质还没有达到高压锅炉的用水标准。EDI技术则是利用电场作用去除污水中剩余的无机离子。EDI技术是一种高纯度制水工艺，它将传统的电渗析技术和离子交换技术结合起来，打破了电渗析技术无法深度脱盐的缺点，又弥补了离子交换无法持续工作的缺点，实现了两者的完美结合。
2.全膜法技术在核电厂水处理系统应用的可行性分析
2.1项目概况
某核电站除盐水系统综合各种水处理工艺，去除原水中的悬浮物、胶体、无机物等杂质，除盐水系统将原水处理好以后，想常规岛、核岛以及辅助系统所有回路所需用水，核电站的除盐系统采用多介质过滤器+反渗透+离子床工艺，具体工艺流程如下图：
图1 核电站除盐系统工艺流程图
核电站的除盐水系统原水来自于某但水厂，淡水厂的水源是上游某一水库，经过处理以后，直接供给但水厂生产和生活用水。淡水厂处理以后的水质浊度为0.13NTU，总硬度为74mg/L，水质清澈，浊度比较低，远远高于其他电厂的水质。然而在实际运行过程中，由于该除盐水系统的离子床再生时间比较长，所需用水量比较大，再生废水排出过程中，需要添加酸碱剂进行中和，因此系统在制水期间，需要反复清洗系统设备，操作流程比较复杂，除盐水系统的控制系统无法实现自动化控制，需要人工配合操作，设备的可靠性低。
2.2全膜法方案设计
除盐水系统出水水质标准为钠离子含量≤5，导电率≤0.15，二氧化硅含量≤20。将全膜法技术应用在核电站除盐水系统中，出水水质标准完全满足系统要求。全膜法处理工艺为超滤+反渗透+EDI处理流程，EDI出水导电率为0.058，无法满足该核电站除盐水系统的水质标准。因此，需要进一步优化全膜法处理工艺，工艺流程如下图：
根据上述表格可以看出，按照这种全膜法设计方案，核电站的淡水厂出厂的水质已经符合全膜法工艺的进水水质标准。EDI系统采用自动化控制系统，出水导电率在0.05—0.06，出水水质比较稳定。EDI系统进水水质要求为5—40℃，PH值为5—9，二氧化硫＜0.5，余氯C12＜0.05，导电率＜40，硬度＜1。该核电站的除盐水反渗透系统的出演率≥98%，出水导电率≤10，负荷反渗透系统运行要求。
2.3经济性比较
采用全膜处理工艺，一级反渗透排水耗比较高，以产水100为例，一级反渗透排水能耗达到了35，对应吨除盐水耗为0.384吨。通过计算，全膜法处理工艺耗水量为44.82，对应的吨除水耗费量为1.502吨。与传统的离子交换工艺处理方式相比，同等体积下吨除除盐水耗费量为0.0623吨，所需耗水量比较大，去除成本比较高。根据上述内容，全膜处理工艺的耗电量主要来自于水泵、EDI装置除盐水系统组件，但是离子交换处理工艺需要风机、再生泵以及中间泵等设备，耗电量比较大。按照产水100计算，离子处理工艺所需吨水耗电量为0.256kwh，全膜法处理工艺吨水耗电量只有1.146kwh，全膜法处理工艺耗电量仅为离子处理工艺的一半。由此可以得出，全膜法处理工艺耗电量少。
结束语
综上所述，全膜法工艺采用“超滤+一级反渗透+二级反渗透+电去离子”处理工艺，可以最大限度满足和电子除盐水系统运行要求。采用全膜法处理工艺可以产生电阻率为16.8MΩ?cm的纯水，超滤装置可以实现全自动化生产，提高系统运行的可靠性和安全性，大大降低了工人的劳动强度。在处理过程中，不会产生其他酸碱物质，是一种非常节能环保的水处理工艺，将成为未来水处理工艺的发展方向。
参考文献
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论文作者:李佳盟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/13
标签：工艺论文; 系统论文; 水处理论文; 核电厂论文; 盐水论文; 反渗透论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2019年4期论文;