閆紅娜

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)于電力的需求在不斷增加。我國(guó)的電力近一半依靠的是火力發(fā)電，火力發(fā)電廠在運(yùn)行的過程中會(huì)消耗大量的水，這些用水中近7成消耗在冷卻循環(huán)中，做好循環(huán)冷卻水的回收利用是節(jié)能減排的重要舉措。在熱電廠中水回收利用中反滲透技術(shù)是一種極為重要的處理技術(shù)。其廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中。本文結(jié)合反滲透技術(shù)的特點(diǎn)對(duì)其在熱電廠中水回用中的應(yīng)用進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：反滲透技術(shù)；熱電廠；中水回用

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

反滲透技術(shù)是一種在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用較多的一種水處理技術(shù)，其主要原理是通過膜分離的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)于水的處理，具有脫鹽率高、環(huán)保等的特點(diǎn)。在我國(guó)的熱電廠發(fā)電工作中需要消耗大量的水資源，通過對(duì)污染中水使用反滲透技術(shù)進(jìn)行回用是提高水資源利用，減少環(huán)境污染的重要措施。

1.試驗(yàn)不同pH值條件下反滲透系統(tǒng)對(duì)熱電廠污水處理中的效果

熱電廠是用水大戶，其用水的近7成用于循環(huán)冷卻水，冷卻水完成冷卻循環(huán)后其水質(zhì)中會(huì)含有大量的有害物質(zhì)，將這些污染水直接排放在對(duì)環(huán)境造成巨大污染的同時(shí)也會(huì)造成極大的能源浪費(fèi)。因此，采用合理的污水處理系統(tǒng)對(duì)電廠循環(huán)冷卻水排污水進(jìn)行循環(huán)使用是提高水資源利用率，降低污染的重要措施。在電廠循環(huán)冷卻水排污水中含鹽量比較高，在對(duì)電廠循環(huán)冷卻水排污水進(jìn)行水處理的過程中需要對(duì)其進(jìn)行脫鹽處理，反滲透技術(shù)是一種應(yīng)用于電廠循環(huán)冷卻水排污水脫鹽處理的主要技術(shù)，其具有操作簡(jiǎn)便、性價(jià)比高等的特點(diǎn)。在電廠循環(huán)冷卻水排污水反滲透處理的過程中其處理效果會(huì)受到給水pH值的影響，膜通量和脫鹽率是反滲透技術(shù)中兩項(xiàng)最主要的性能指標(biāo)，而給水pH值的變化會(huì)對(duì)上述兩項(xiàng)指標(biāo)產(chǎn)生較為明顯的影響。為確保電廠循環(huán)冷卻水排污水的反滲透處理效果應(yīng)當(dāng)對(duì)不同pH值條件下的電廠循環(huán)冷卻水排污水反滲透處理效果進(jìn)行試驗(yàn)以找出最優(yōu)的給水pH值條件。

1.1試驗(yàn)用電廠循環(huán)冷卻水排污水的水質(zhì)

在對(duì)不同pH值條件下電廠循環(huán)冷卻水排污水的反滲透處理效果進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，采用的是某電廠的電廠循環(huán)冷卻水排污水的排污水。該電廠在運(yùn)行時(shí)需要消耗約8×104t/h，污水排放量為200t/h，通過對(duì)電廠循環(huán)冷卻水排污水進(jìn)行反滲透處理將其轉(zhuǎn)化為可循環(huán)使用的中水，將其中一部分的中水用于對(duì)鍋爐的補(bǔ)給。通過對(duì)電廠循環(huán)冷卻水排污水的水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)其表現(xiàn)為以下特點(diǎn)：（1）電廠循環(huán)冷卻水排污水中含有懸浮顆粒物，渾濁度較低。（2）在電廠循環(huán)冷卻水的使用中主要采用的是蒸發(fā)散熱方式，在這一過程中，電廠循環(huán)冷卻水中的物質(zhì)被不斷地濃縮表現(xiàn)為其中含有濃度較高的Ca2+、Mg2+以及HCO3等。在試驗(yàn)pH值對(duì)電廠循環(huán)冷卻水排污水回收效果的影響中采用的反滲透裝置為一級(jí)三段式的反滲透系統(tǒng)，各段出水的回收率在逐漸的增大，每一段的組件為壓力容器，內(nèi)置有反滲透膜元件，根據(jù)使用要求膜元件能夠在給水pH值為4～11的區(qū)間范圍內(nèi)進(jìn)行工作。反滲透系統(tǒng)工作流程如圖1所示。

在對(duì)pH值影響反滲透系統(tǒng)過濾效果的分析中采用的試驗(yàn)方法如下：溶液的pH值會(huì)對(duì)溶于水中的離子濃度和形態(tài)造成一定的影響，而離子濃度和形態(tài)會(huì)對(duì)反滲透系統(tǒng)的脫鹽率產(chǎn)生極大的影響。在反滲透系統(tǒng)的工作過程中，回收率的提高會(huì)導(dǎo)致脫鹽率的降低，從而會(huì)使得電廠循環(huán)冷卻水排污水的pH值也隨之變化，進(jìn)而影響到反滲透系統(tǒng)的后續(xù)工作。在試驗(yàn)的過程中針對(duì)電廠所使用的電廠循環(huán)冷卻水排污水反滲透系統(tǒng)中回收率在15%的單只反滲透膜其脫鹽率隨著給水pH值變化時(shí)反滲透膜的膜通量、溶解固形物截留率等的影響。

通過試驗(yàn)表明，單只工作在0.8MPa給水壓力回收率在15%，而pH由5.5～8.5區(qū)間變化時(shí)反滲透系統(tǒng)膜通量與pH值的變化呈正比關(guān)系，膜通量隨著給水pH值的提高而在不斷的增加，造成這一現(xiàn)象的主要原因是由于給水pH值的升高將會(huì)導(dǎo)致反滲透膜的荷電基團(tuán)所具有的靜電排斥現(xiàn)象得到持續(xù)的增強(qiáng)，從而導(dǎo)致反滲透膜的孔隙更大從而使得更多的水能夠更容易通過反滲透膜。pH在5.5～7之間變化時(shí)隨著pH值的提升反滲透膜的膜通量增長(zhǎng)幅度較大，而當(dāng)pH值在7.0～8之間變化時(shí)，反滲透膜的膜通量增長(zhǎng)變化的幅度將會(huì)變小并在pH值為7.5反滲透膜的膜通量增值最大。此外，在試驗(yàn)的過程中還需要通過改變溫度來觀察不同溫度條件下反滲透膜膜通量的變化情況，在試驗(yàn)中表明，反滲透膜的膜通量會(huì)隨著溫度的增加而不斷增大。需要注意的是，在溫度越低的情況下pH值變化對(duì)于反滲透膜膜通量的影響表現(xiàn)得越明顯。通過試驗(yàn)不同回收率反滲透膜在給水pH值變化條件下的變化情況后表明，反滲透膜膜通量與反滲透系統(tǒng)中組件內(nèi)的流程呈反比，在反滲透系統(tǒng)中采用的是一級(jí)三段式的反滲透過濾系統(tǒng)，各級(jí)之間的膜通量在給水pH值處于5.5～7.5之間變化時(shí)都在持續(xù)的增加，并在給水pH值為7.5時(shí)達(dá)到了最高值。

脫鹽率是評(píng)價(jià)反滲透膜過濾效果的另一個(gè)極為重要的指標(biāo)。通過對(duì)單只15%回收率的反滲透膜進(jìn)行試驗(yàn)，其給水壓力、溫度、流量都控制在相同的條件下，通過改變給水pH值后經(jīng)過測(cè)試表明，在給水pH值低于8的情況下，反滲透膜的脫鹽率隨著給水pH值的升高在不斷提升，而這一提升效果在給水pH值處于8.0～9.0的情況下達(dá)到頂峰。造成這一現(xiàn)象的最主要的原因是反滲透膜對(duì)于電解質(zhì)的截留率與離子半徑呈正比，而當(dāng)給水pH值改變的情況下熱電廠循環(huán)冷卻水污水中的離子半徑將會(huì)得到提升，從而使得反滲透膜的脫鹽率得以提高。當(dāng)給水pH值持續(xù)升高并>9時(shí)，反滲透膜的脫鹽率將會(huì)隨之降低。

為測(cè)試反滲透系統(tǒng)在不同給水pH值條件下開機(jī)持續(xù)運(yùn)行的條件下反滲透膜的滲透效果，將給水壓力控制在0.8MPa，溫度控制在25℃，回收率為75%的條件下對(duì)反滲透膜的過濾效果進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)后的結(jié)果表明，當(dāng)反滲透系統(tǒng)工作在給水值為8.5的條件下時(shí)反滲透膜的膜通量和脫鹽率將會(huì)隨著時(shí)間的持續(xù)而呈現(xiàn)出降低的趨勢(shì)，而當(dāng)在上述相同的條件下時(shí)將給水pH值控制在6.5～8.0的區(qū)間范圍內(nèi)時(shí)，反滲透系統(tǒng)將會(huì)穩(wěn)定的運(yùn)行且能夠得到較為良好的冷卻循環(huán)水污水處理效果。

結(jié)語

做好熱電廠循環(huán)冷卻水排污水的回收處理使其能夠繼續(xù)循環(huán)使用是提高電廠用水效率降低污染排放的重要舉措。反滲透系統(tǒng)是一種在熱電廠循環(huán)冷卻水排污水處理中應(yīng)用較多的一種水處理技術(shù)。其水處理效果在工作的過程中會(huì)受到給水pH值變化的影響，本文通過對(duì)循環(huán)冷卻水排污水進(jìn)行反滲透系統(tǒng)處理時(shí)給水pH值變化時(shí)反滲透膜的膜通量和脫鹽率進(jìn)行試驗(yàn)分析。

參考文獻(xiàn)

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