文_李康軍 江蘇大地益源環(huán)境修復有限公司
火力發(fā)電過程中,電廠大多數(shù)情況下需要使用水作為媒介進行相應的能量傳遞。其過程是將水運送到鍋爐后,在鍋爐的燃燒下將水轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?,在蒸汽的推動下進行相應的機械運動,從而保證電動機正常運轉(zhuǎn),實現(xiàn)發(fā)電。整個發(fā)電過程需要較高純度的水作為媒介,一旦出現(xiàn)水的純度不足,可能會導致發(fā)電機后續(xù)工作無法運轉(zhuǎn)。高純度的水在轉(zhuǎn)化為蒸汽后,可以通過凝汽器作用重新恢復成水,即凝結(jié)水,凝結(jié)水通過除氧器和高壓加熱等可以實現(xiàn)循環(huán)利用。
因此,電廠可以通過對水汽的循環(huán)利用實現(xiàn)發(fā)電。需要注意的是,循環(huán)利用的過程也可能發(fā)生水的消耗。因此,必須保證電機內(nèi)具有充足的水,這就需要相關(guān)人員源源不斷地進行高純度水的輸送。如果此時輸送的水純度不足,可能會導致發(fā)電過程中出現(xiàn)結(jié)垢、積鹽現(xiàn)象。同時,還可能造成對設(shè)備的腐蝕和損害,不利于發(fā)電設(shè)備使用年限的延長,造成過熱器及汽輪機的嚴重危害。
在膜的作用下,低濃度溶液的水分會向高濃度滲透,但是溶液包含的鹽分并沒有發(fā)生滲透,鹽水的滲透和融合停止時間為兩邊的鹽水含量一致,這種現(xiàn)象即為滲透。在滲透進行的過程中純水水面將不斷下降,而鹽水水面由于滲透的作用將不斷上升,液面停止流動時可證明兩側(cè)處于平衡狀態(tài)。此時,兩側(cè)液面出現(xiàn)的高度差即為溶液的濃度差。通常情況下,溶液濃度越高,兩者之間的濃度差越大。一般情況下,自然滲透需要較長的時間,為了有效縮短滲透的時間,可以通過對高鹽含量一側(cè)施加壓力的方式,促使?jié)B透停止。隨后可以在純水側(cè)施加壓力,讓水反向滲透,而鹽分由于無法滲透,會留存下來,具體反滲透除鹽的基本原理如圖1所示??偟膩碚f,通過施加壓力的方式,讓含有鹽分的水向純水方向滲透,促進水純度的增高,實現(xiàn)去除水中鹽分的目的。
圖1 反滲透原理
反滲透除鹽技術(shù)相比其他除鹽技術(shù)更為先進,且具有較為顯著的特征,其主要為以下幾方面。第一,反滲透除鹽技術(shù)的工藝較為簡便,不需要加熱處理,可以在一定程度上降低能源的消耗,可以有效節(jié)約除鹽成本。同時,在除鹽過程中不會出現(xiàn)過多的變化。第二,反滲透除鹽時使用的設(shè)備連接較為緊密,可以有效減少設(shè)備的占地面積。第三,反滲透除鹽的操作十分簡便,且適應性較強,可以實現(xiàn)除鹽工作的自動化,對工作人員的工作量進一步減少。第四,反滲透除鹽具有效果較高、出水穩(wěn)定且水質(zhì)良好的特點,經(jīng)過反滲透除鹽而處理的水質(zhì)符合相關(guān)規(guī)范的要求,滿足實際工作的需要。第五,使用反滲透技術(shù)處理水中的鹽分時,所需要的酸、堿等物質(zhì)較少,可以有效降低廢棄物的排放,對環(huán)境的保護具有重要意義。
為了有效確保反滲透技術(shù)的合理應用,在對水中的鹽分進行處理前,首先要對處理時所需的各項設(shè)備進行合理的配置。鹽分處理主要需要以下多種設(shè)備:提升泵、抗污染膜、高壓泵、阻垢劑及化學清理系統(tǒng)等。在進行除鹽水處理時,需要對各類設(shè)備的運行狀態(tài)、運行效果提供保障,這樣才能夠確保各項設(shè)備可以在除鹽工作中順利使用,同時還應加強對設(shè)備的維護和清洗工作,從而延長系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命,減少維護成本支出。圖2為反滲透技術(shù)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2 反滲透技術(shù)結(jié)構(gòu)
在對地表水進行鹽分的去除時,首先要對地表水進行預處理。同時,應嚴格按照相關(guān)規(guī)定進行地表水的預處理工作,減少地表水內(nèi)的污染物,從而保證除鹽水處理效果的提升。在實際除鹽水處理工作中,只有保證預處理工作能夠順利完成,才能應用反滲透技術(shù)將水中的鹽分去除。
為了保證處理后的水質(zhì)符合要求,可以通過以下步驟進行預處理工作:首先,應在清潔箱入口添加NACLO溶液,從而確保地表水內(nèi)的細菌有效清除。同時,通過對活性炭過濾器的使用,去除水內(nèi)的殘余氯。其次,可以通過助凝劑在細砂過濾器前添加的方式,保證水內(nèi)殘留懸浮物的徹底清除。在地表水進入管道后,可以通過HCl的添加調(diào)整水內(nèi)的pH值,從而避免CaCO3污垢的形成。此外,還可以通過多介質(zhì)過濾器聯(lián)合活性炭過濾器的合理使用,實現(xiàn)對水的預處理。除此之外,纖維過濾聯(lián)合活性碳過濾的方式也可以有效去除水內(nèi)懸浮物、膠體等物質(zhì),從而實現(xiàn)水質(zhì)符合相關(guān)要求的目的。
在對反滲透除鹽進行設(shè)計的過程中,為了提高除鹽水處理的效果,不僅要對設(shè)備的投資成本進行考慮,還應對產(chǎn)水量和水質(zhì)進行全面考慮。在促進成本節(jié)約的同時,降低除鹽水處理中產(chǎn)生的能耗。在處理過程中,應根據(jù)實際情況對膜的類型進行選擇,這種方式可以在提高水處理效果的同時,提升膜的使用年限。在對膜材料確定后,還需要對產(chǎn)水通量進一步考慮,根據(jù)相關(guān)規(guī)定對水通量范圍進行選擇。此外,還應對橫向流速進行控制,根據(jù)實際情況,對橫流速度進行設(shè)計,從而有效減少膜表面出現(xiàn)顆粒堆積的情況,降低其對膜的損傷,實現(xiàn)除鹽水處理效果提升的目標。
在進行反滲透除鹽工作時,應嚴格按照要求進行,對處理中需要的設(shè)備進行調(diào)試,從而滿足除鹽水處理的需要。在運行時應嚴格按照相關(guān)規(guī)定工藝流程進行,避免處理過程中出現(xiàn)膜污染或堵塞的現(xiàn)象。如果在此過程中出現(xiàn)微生物污染的情況,應及時添加助凝劑,從而確保清水免受污染,進一步提升除鹽水處理的效果。
預處理是除鹽水處理的首要環(huán)節(jié),它可以確保適宜的產(chǎn)水量和水通量,因此相關(guān)人員應對預處理系統(tǒng)加強關(guān)注。目前,多采用多介質(zhì)過濾器對地表水進行預處理,多介質(zhì)過濾器的使用可以有效提升預處理效果。但是需要注意的是,還需要在預處理過程中進行速凝、殺菌加藥系統(tǒng)的添加,從而保證水質(zhì)達到相關(guān)要求。此外,選擇合適的膜類型可以在保證除鹽水處理效果的同時延長膜的使用壽命。一般情況下,相關(guān)人員可以根據(jù)實際情況對膜類型進行選擇。芳香族聚酰胺系列膜具有表面粗糙、有負電的特點,可能會吸附帶電物質(zhì),但是這種膜類壽命較長;醋酸纖維系列膜具有表面光滑、沒有負電、不會對帶電物質(zhì)進行吸附的特點。因此,對于一些難以處理的地表水一般使用醋酸纖維系列膜進行。
除鹽水處理效果的提升可以有效促進水資源的循環(huán)利用,從而減少水資源浪費的情況,對節(jié)約成本具有重要的作用。為了進一步提升除鹽水處理效果,應有效應用反滲透技術(shù)。反滲透技術(shù)的除鹽效果較高,且具有自動化的特點,可以在我國多個領(lǐng)域中應用。