摘要：伴随着我国居民生活水平与生活质量的不断提高，越来越多的人开始追求高品质的生活，对电力行业这一基础民生行业也提出了更高水平的要求。电厂化学水处理作为其中一项重要的环节，受到了人们的广泛关注与高度重视。通过对全膜分离技术进行简单的描述，发现其特点特征以及主要优点。在此基础上，对全膜分离技术在电厂化学水处理中的应用，进行一系列的研究分析。
关键词：全膜分离技术 电厂化学水处理 应用
现阶段，我国热力发电技术逐渐趋于成熟，对水质提出了更高水平的要求。优质的水资源不仅能够有效保护我国电厂发电设备，促使其顺利运行，还能有效降低其运行成本，给我国电厂带来大量的经济效益。目前，我国电厂中的水资源主要来源于地下水与地表水两个方面，这些水资源都或多或少的包含一定的杂质，必须首先对其进行一定的处理。在此时代背景下，全膜分离技术由于其自身所具有的一系列优点，受到了电厂相关工作人员的关注与重视。随着科学技术的不断发展，需要不断优化和改进电厂的化学水处理系统，充分利用全膜分离技术，实现对原水的分离、浓缩和净化。因此，要不断引进新技术，弥补因传统化学水处理技术带来的缺陷，提高电厂的运行效率。目前，我国电厂在对化学水进行处理的过程中，主要采取反渗透、超滤、电除盐等技术。这有效地解决了传统化学水处理技术存在的一系列问题，为电厂化学水处理开辟了新天地。
1 全膜分离技术概述
1.1 膜分离的概念与特点
膜分离方法，即利用压力为推动力，依靠膜的选择透过性，把液体中各种成分的粒子进行分离的方法。膜分离法的核心是膜本身，它是根据薄膜内壁上不同的孔径大小，来选择直径满足要求的粒子通过，达到分离，浓缩和净化的目的。传统的水处理方法中，一般采用机械净化的方式把水中的大颗粒悬浮物和胶状物质过滤出来，再利用软化去除水中的硬度，在进行过滤的过程中，经过阴阳床和混床的作用虽然可以更有效的去除水中含有的杂质，但是会有化学污染液产生，造成生产无法继续进行。传统的生产工艺，在设备维护和技术操作上也很复杂，会增大劳动的疲劳度而损坏设备，满足不了生产的要求。为了解决传统水处理工艺中所产生的酸碱化学污染物，全膜分离技术完全弥补了传统工艺的缺陷，不仅操作简单，易于控制，而且无须化学药剂，仅仅通过物理手段就达到了分离的效果，不污染环境。
1.2 全膜分离技术
全膜分离技术是指利用隔膜促使溶剂与溶质或者微粒相分离，其出现于20世纪初，是一种新型的分离技术。全膜分离技术具有高效、节能、环保、过滤简单等一系列优点，受到了各行各业相关人员的欢迎与喜爱，被广泛应用于食品、医药、生物、化工、环保、电子、水处理等多个方面，发挥了巨大的作用，已成为现阶段我国分离科学中最重要的技术手段之一。全膜分离技术一般具有高通水量和高拖延率、化学稳定性好、使用寿命长、抗生物污染效果好、可使用压力范围广、可使用温度范围广等特征特点。此外，全膜分离技术的基本原理较为简单，是一种纯物理过程，具有无相变化、节能、体积小、可拆分等特点。目前很多电厂的水处理系统是以全膜分离技术为主，利用三膜过滤工艺，可以将原水转变为水质达标的水。全膜分离技术，在电厂水处理过程中没有利用任何的化学辅助药剂，因为膜的表面有很多孔径，可以利用孔的大小来达到净化水的效果，在过滤过程中，料液通过泵的加压，以一定的流速流过滤膜表面，在此期间，大于膜孔隙的物质分子不透过膜，小于膜孔隙的物质分子透过膜，形成透析液，该分离过程是物理过程，不会造成任何的环境污染。一般膜的孔径为微米级，根据孔的直径的不同，可以将膜分为超滤膜，反渗透膜，微滤膜等。由于膜的孔径和截留分子量不同，决定了膜的分离和截留性能的差异，根据物质中所含的粒子直径大小的不同，利用全膜分离技术可以将每一种成分都分离出来，充分发挥了膜对离子的选择透过特性，使得电厂水处理的效果更加的明显。
2.全膜分离技术的优点
我国电厂过去在对其所产生的化学水资源进行处理的过程中，通常采用机械过滤的方法将水资源中的悬浮物以及胶体状杂质予以去除。整个过程中不仅具有操作复杂、劳动强度大、维修成本高等一系列运行缺点，还会产生一定程度的酸碱化学污染废液，对周围环境造成一定的污染。而全膜分离技术作为一种新型的化学水处理技术，能够有效地克服传统的化学水处理技术中存在的一些缺点，总体具有以下几个方面的优点[3]：1.能够在常温下进行。全膜分离技术可以在常温下进行，因此，其工作环境相对较为安全。2.无化学变化的发生。全膜分离技术主要依靠物理方法进行，因此，在此过程中，不需要添加任何化学试剂和添加剂，可以保证整个过程处于无污染的状态。3.选择性极强。全膜分离技术可在分子级内进行，具有其他滤材无法取代的功能。4.适应性能强。全膜分离技术所需运用到的设施设备较少，且其结构简单，操作与维修都较为简便，容易实现自动化。5.电厂相关员工在运用全膜分离技术对化学水进行处理的过程中，需要消耗的能源较少，从而使其整个设备性能处于稳定状态，可进行连续生产。
3.全膜分离技术在电厂化学水处理中的应用
近年来，我国电厂的化学水处理技术不断发展进步，已取得了一系列的成就。全膜分离技术作为其中的核心技术，受到了人们的广泛关注与高度重视。现阶段，我国电厂在对化学水进行处理过程中，全膜分离技术主要被应用于锅炉补给水的过滤与净化。一般情况下，我国电厂主要采取超滤、反渗透以及电除盐等三种技术方法对电厂化学水进行处理。在对其进行处理之后，能够得到较高纯度的水，且具有操作简单、无污染等一系列优点，因此，受到了我国电厂的欢迎与喜爱。
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3.1反渗透技术
反渗透技术（RO）是全膜分离技术的重要组成部分，是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作，具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作简单方便等一系列优点[4]，因此，受到了人们的亲睐。其主要是利用反渗透膜只能将离子物质或者小分子物质截留而将水资源透过这一特性，在此基础上，以膜两侧的压力差作为其主要推动力，将液体混合物按照一定的要求进行分离。由于反渗透技术截留的物质为所有的离子，几乎仅让水资源透过膜，因此，电厂水处理可以利用反渗透法将溶液中的大部分可溶性金属盐、有机物、胶体粒子等予以去除。
3.2超滤技术
超滤技术（UF）作为电厂化学水处理的第一项工序，其膜的孔径较大，一般在0.05um与1nm之间，能够在电厂进行化学水处理的过程中，首先将大分子和颗粒状的物质分离出去。超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而大分子溶质不能透过，留在膜的一边。电厂在利用超滤技术对水进行处理的过程中，其超滤过程主要与膜孔径的大小相关，是以膜两侧的压力差为主要驱动力，以膜为过滤介质。当膜两侧遭遇到一定的压力时，水会流过膜的表面[5]，此时膜只容许比其孔径小的分子通过，而隔离大于膜孔径的分子，整个过程可以达到对溶液进行净化、隔离、浓缩等的目的。
3.3电除盐技术
电除盐技术主要是利用电厂液质中所含离子自身所携带的电荷性质以及其分子大小，在附加电场的作用下，以电位差作为主要推动力，利用膜的选择透过性，将溶液中的电解质与离子分离出去。电厂在利用电除盐技术对水进行处理的过程中，主要依靠离子交换膜来进行。离子交换膜主要分为两个部分：1.阴膜。其只容许阴离子通过，阻碍阳离子通过。2.阳膜。其与阴膜相对而言，只容许阳离子通过，阻碍阴离子通过。阴膜和阳膜间隔排放，隔成一间间小室，形成淡水室和浓水室间隔排列的布局，在每隔一个小室里装上混和离子交换树脂，这样，在电除盐的同时也进行离子交换，而树脂可以利用加在室两端的直流电进行连续地再生，无须酸碱再生，大大减少了污染节约了运行成本。电除盐技术能够有效、快速的将溶液中的杂质离子分离，在促使水的电导率达到锅炉补给水要求的基础上，达到深层脱盐的效果，从而对离子交换树脂不能连续使用这一缺点进行一定程度的弥补。
4.全膜分离技术应用实例分析
目前，随着各行各业对工艺的要求越来越高，全膜分离技术得到了广泛的应用，已经逐渐形成了一个颇具规模的工业技术体系。该技术在陕西府谷电厂得到了充分运用，陕西府谷电厂位于陕西省府谷县是煤电一体化的大型坑口电厂，规划建设2×600MW+2×660MW+2×1000MW燃煤空冷发电机组，一期为2×600MW亚临界机组，已于2008年投产发电。该电厂锅炉补给水处理系统按2×600MW机组设计，以天桥水源地地下水作为水源，向电厂连续供水。锅炉补给水处理系统进行工作时，首先将蓄水池中的水通过原水泵，运输到双介质过滤器，把原水中的大颗粒物质和胶状物阻隔在滤层外面，使水呈现清澈的状态；接着，进入到一级反渗透装置中，除去大部分盐类，产水进入淡水箱；最后经过离子交换除盐装置，实现锅炉的补水，出水水质可达到：硬度 ≈0μmo1/L，电阻率(25℃)≤0.20μs／cm，SiO2≤20g/L。整个过程中，保证了出水的质量达到要求，而且实现了自动化控制和管理，降低了人工操作过程中失误，减少了成本的投入。
某循环流化床机组，其锅炉补给水系统设计规模是供水量 2×70m3/h。产水的水质要求需要符合循环流化床锅炉的给水规范：SiO2<20μg/L，电导率<0.2μs/cm。水处理系统使用的是预处理反渗透电除盐的处理工艺，控制系统的设计是自动控制，其中，包括预处理、EDI系统、RO和相关机泵均是使用的PLC程序进行控制，通过 CRT站进行集中监控。工艺流程是“预处理超滤反渗透”的流程：原水箱→清水泵→多介质过滤器→超滤装置→反渗透装置→中间水箱→中间水泵→阴阳床→除盐水箱→除盐水泵。为了能够有效地滤除原水中的各类机械杂质，预处理系统采用的是多介质过滤器，以此来保证超滤装置的进水浊度在2mg/L以下。超滤装置目的是除去进水中的各类有机物，以此来保证反渗透装置的进水COD小于2mg/L。
5.结束语
电力行业作为我国的基础民生行业，与我国居民的生产生活息息相关。电厂化学水处理工程技术作为其中的主要环节，具有非常重要的作用，引起了人们的广泛关注与高度重视。现阶段，全膜分离技术由于其自身所存在的节能、环保、操作简单等一系列优点，受到了电厂的欢迎与喜爱。电厂化学水处理中全膜分离技术的应用需要进一步的具体化，这需要技术人员对于工艺技术进行不懈的优化。因此只有技术人员通过长期的技术改进与处理系统性能提升，才能在此基础上促进电厂化学水处理中全膜分离技术应用效果的不断提升。
参考文献：
[1]姚珍珍、曾繁华、李丹丹.电厂化学水处理中全膜分离技术的应用研究[J].通讯世界，2014，（8）：92-93.
[2]李彬峰.论电厂化学水处理中全膜分离技术的应用[J].科技创新与应用，2015，（3）：82.
[3]李兆男.全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用[J].科技风，2015，（3）：138.
[4]马福刚.全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用[J].价值工程，2011，（3）：138.
[5]王纳.全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用[J].科技论坛，2015，（5）：113-115.
论文作者:杨其德
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/25
标签：电厂论文; 技术论文; 膜分离论文; 水处理论文; 化学论文; 超滤论文; 反渗透论文; 《电力设备》2018年第4期论文;