收稿日期：2024-03-06

作者簡(jiǎn)介：徐彬（1983—），男，江蘇蘇州人，工程師。研究方向：電廠化學(xué)、環(huán)境保護(hù)。

摘要：全膜法水處理技術(shù)是一種高效的膜分離與濃縮工藝，廣泛應(yīng)用于電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中。全膜法水處理技術(shù)涵蓋納濾、反滲透和離子交換等多種工藝，通過(guò)去除微生物、溶解離子和有機(jī)物等，提高補(bǔ)給水的質(zhì)量和鍋爐的運(yùn)行效率。然而，該技術(shù)也面臨一些挑戰(zhàn)。因此，有必要分析全膜法水處理技術(shù)，為電廠鍋爐補(bǔ)給水處理的改進(jìn)提供參考。

關(guān)鍵詞：全膜法水處理技術(shù)；電廠鍋爐；補(bǔ)給水處理；具體應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM621.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）05-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.05.048

Analysis on Application of full membrane water treatment technology in power plant boiler feedwater treatment

XU Bin1， WANG Zuomin2

（1. Jiangsu Wangting Power Generation Branch of China Huadian Corporation Ltd.， Suzhou 215000， China;

2. Baiyinhua Jinshan Power Generation Co.， Ltd.， Xilingol League 026200， China）

Abstract： The full membrane water treatment technology is an efficient membrane separation and concentration process， which is widely used in the treatment of boiler feedwater in power plants. The full membrane water treatment technology covers various processes such as nanofiltration， reverse osmosis， and ion exchange， by removing microorganisms， dissolved ions， and organic matter， it improves the quality of feed water and the operational efficiency of boilers. However， this technology also faces some challenges. Therefore， it is necessary to analyze the full membrane water treatment technology to provide reference for the improvement of boiler feedwater treatment in power plants.

Keywords： full membrane water treatment technology; power plant boilers; feedwater treatment; specific applications

電廠鍋爐補(bǔ)給水的水質(zhì)要求極高，直接影響鍋爐運(yùn)行效率、設(shè)備壽命和能源消耗。全膜法水處理技術(shù)可以滿足水質(zhì)要求，逐漸成為電廠鍋爐補(bǔ)給水處理的主流方法之一。該技術(shù)通過(guò)納濾、反滲透和離子交換等步驟，去除補(bǔ)給水中懸浮物、微生物、溶解離子和有機(jī)物等，從而提高水質(zhì)。

1 全膜法水處理技術(shù)簡(jiǎn)介

全膜法水處理技術(shù)是一種高效的膜分離與濃縮工藝，它通過(guò)膜的選擇透過(guò)性實(shí)現(xiàn)固體、溶質(zhì)和溶劑的分離。全膜法水處理技術(shù)主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等膜分離方法。一是微濾。微濾膜的孔徑范圍比較大，通常在0.1～10.0 μm。微濾膜主要用于分離懸浮固體、細(xì)菌、部分膠體顆粒和大分子有機(jī)物等，常用于飲用水和工業(yè)廢水的預(yù)處理。二是超濾。超濾膜的孔徑介于微濾和納濾之間，通常在0.005～0.100 μm。超濾膜可以去除溶解性高分子有機(jī)物、膠體、細(xì)菌和病毒等，廣泛應(yīng)用于飲用水凈化、廢水處理以及食品、藥品生產(chǎn)中的濃縮和分離。三是納濾。納濾膜的孔徑在超濾和反滲透之間，通常在0.001～0.010 μm。納濾膜具有較高的去除率，可以有效去除多價(jià)離子、有機(jī)物和微小顆粒，常用于飲用水中重金屬、硝酸鹽的去除以及工業(yè)廢水的處理和資源回收。四是反滲透。反滲透膜的孔徑最小，通常小于0.001 μm。反滲透膜能夠有效去除幾乎所有的溶解性固體、有機(jī)物和離子，廣泛應(yīng)用于海水淡化、飲用水處理、工業(yè)廢水處理和電子、電鍍、藥品等領(lǐng)域的純化和濃縮[1-4]。

2 電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中全膜法水處理技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

2.1 去除溶解性離子和懸浮固體

電廠鍋爐補(bǔ)給水常含有各種溶解性離子和懸浮固體，如鈉、鐵、鎂、鈣和硅酸鹽等。如果不有效去除這些物質(zhì)，就會(huì)導(dǎo)致鍋爐結(jié)垢、腐蝕等問(wèn)題。全膜法水處理技術(shù)中，納濾膜和反滲透膜能夠高效地去除水中的離子、有機(jī)物和微小顆粒，大幅度減少鍋爐內(nèi)部結(jié)垢，提高鍋爐運(yùn)行效率，并延長(zhǎng)使用壽命。

2.2 降低水的硬度

在電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中，全膜法水處理技術(shù)的應(yīng)用可以降低水的硬度。一是減少結(jié)垢。補(bǔ)給水中的鈣、鎂等物質(zhì)在高溫條件下析出形成沉淀物，附著于鍋爐內(nèi)壁。全膜法水處理技術(shù)中，反滲透膜可以有效去除補(bǔ)給水中的鈣、鎂等物質(zhì)，減少結(jié)垢。這有助于減少鍋爐的熱阻，提高傳熱效率，降低能耗。二是延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。結(jié)垢會(huì)導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部管道和設(shè)備受損，增加維護(hù)費(fèi)用，并可能導(dǎo)致設(shè)備故障和停機(jī)。通過(guò)降低水的硬度，全膜法水處理技術(shù)可以減少結(jié)垢，延長(zhǎng)鍋爐和設(shè)備的使用壽命，減少維護(hù)成本和停機(jī)時(shí)間。三是減少藥劑的使用。傳統(tǒng)的水處理方法通常需要投加藥劑來(lái)控制水的硬度。全膜法水處理技術(shù)可以直接降低水的硬度，減少對(duì)藥劑的依賴，降低藥劑使用成本和環(huán)境影響。

2.3 控制水質(zhì)化學(xué)成分

在電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中，全膜法水處理技術(shù)的應(yīng)用可以控制水質(zhì)的化學(xué)成分。一是控制水中的離子含量。鍋爐補(bǔ)給水的離子含量直接影響鍋爐運(yùn)行效率和使用壽命。過(guò)多的鈉和硫酸鹽會(huì)導(dǎo)致鍋爐水垢的形成，氯離子和溶解氧會(huì)加速鍋爐金屬的腐蝕。全膜法水處理技術(shù)中，納濾膜和反滲透膜可以有效去除水中的氯離子，精確控制水的化學(xué)成分，避免化學(xué)變化對(duì)設(shè)備的負(fù)面影響。二是預(yù)防水質(zhì)污染。水質(zhì)污染會(huì)降低水質(zhì)，增加設(shè)備危害，減少電廠生產(chǎn)效益。全膜法水處理技術(shù)的應(yīng)用可以有效去除水中的溶解性離子和懸浮固體，避免病菌和病毒的傳播，減少水中重金屬等有害物質(zhì)的積累。三是控制水的pH。合理的pH可以減少金屬的腐蝕和鍋爐水垢的形成，保證水的穩(wěn)定性和安全性。全膜法水處理技術(shù)可以控制水的pH，避免鍋爐渦流和腐蝕。

2.4 提高水利用效率

全膜法水處理技術(shù)中，納濾膜和反滲透膜可以將補(bǔ)給水中的溶解性離子和懸浮固體去除，產(chǎn)生高質(zhì)量的水。這種水可以循環(huán)利用，用作鍋爐補(bǔ)給水，達(dá)到節(jié)約水資源的目的。循環(huán)利用補(bǔ)給水可以降低對(duì)自然水源的依賴，減少對(duì)環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。傳統(tǒng)的水處理方法可能會(huì)產(chǎn)生大量廢水，造成水資源浪費(fèi)。全膜法水處理技術(shù)利用高效的納濾和反滲透，可以減少?gòu)U水的產(chǎn)生量。廢水回收和再利用可以降低對(duì)新鮮水的需求，提高水利用效率，減少水資源浪費(fèi)。全膜法水處理技術(shù)可以高效去除補(bǔ)給水中的溶解性離子和懸浮固體，生產(chǎn)凈化水。凈化水可以滿足鍋爐需求，鍋爐運(yùn)行效率和穩(wěn)定性也得到提升[5-7]。

3 電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中全膜法水處理技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 納濾

在電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中，納濾利用膜的選擇性分離作用，將水中的微小顆粒、膠體物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)和細(xì)菌等高分子量的溶質(zhì)截留在膜表面，同時(shí)允許水分子和溶解物通過(guò)膜孔，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水的凈化。在電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中，納濾主要用于去除顆粒物、膠體物質(zhì)、有機(jī)物、溶解物和微生物。納濾膜可以有效地去除水中的懸浮物、細(xì)微顆粒和膠體物質(zhì)，避免它們?cè)阱仩t中沉積，提高鍋爐的熱傳遞效率和運(yùn)行穩(wěn)定性。納濾膜可以去除水中的有機(jī)物質(zhì)和溶解物，減少水中的有機(jī)物濃度，避免其在鍋爐中分解產(chǎn)生有害物質(zhì)和沉積物，降低鍋爐腐蝕和結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)。納濾膜可以有效地過(guò)濾水中的細(xì)菌、病毒和其他微生物，減少微生物在鍋爐中的生長(zhǎng)和繁殖，避免微生物引起腐蝕、堵塞和污染。納濾可以有效地凈化鍋爐補(bǔ)給水，保證鍋爐正常運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。同時(shí)，納濾具有操作簡(jiǎn)便、能耗低和凈化效果好等優(yōu)點(diǎn)，在電廠水處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[8-10]。

3.2 反滲透

電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中，基于膜分離原理，反滲透可高效去除補(bǔ)給水中的離子、微生物和有機(jī)物等，有效凈化鍋爐補(bǔ)給水。經(jīng)過(guò)高壓作用，反滲透膜能夠高效過(guò)濾補(bǔ)給水中的大部分離子，包括礦化物離子、重金屬離子和營(yíng)養(yǎng)離子等，減少水垢和紅銹，保證水質(zhì)。反滲透膜是一種高精密的膜片，孔徑在0.001 μm左右，能夠過(guò)濾水中大部分的微生物，包括細(xì)菌、病毒等，降低鍋爐污染風(fēng)險(xiǎn)，提高運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。反滲透可以有效去除補(bǔ)給水中的有機(jī)物，如碳水化合物、石油類和藥品殘留等，降低鍋爐內(nèi)污染物含量，減少對(duì)自然環(huán)境的影響。反滲透膜可以大幅減少水中溶解性離子和有機(jī)物等的含量，提高水質(zhì)。處理后的高質(zhì)量水可以循環(huán)使用，用作鍋爐補(bǔ)給水，提高水資源利用效率。在電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中，反滲透可以去除水中的離子、微生物和有機(jī)物等，提高水質(zhì)，降低污染風(fēng)險(xiǎn)，提升鍋爐運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，同時(shí)節(jié)約水資源，減少環(huán)境影響[11-13]。

3.3 離子交換

電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中，離子交換通過(guò)樹(shù)脂吸附和釋放離子的原理，去除補(bǔ)給水中的溶解性離子，特別是鈣、鎂等物質(zhì)，以提高水質(zhì)。高硬度水會(huì)產(chǎn)生水垢，影響鍋爐熱交換器的熱傳導(dǎo)，導(dǎo)致能量損失和設(shè)備損壞。離子交換將鈣、鎂等物質(zhì)吸附在離子交換樹(shù)脂上，釋放軟化水，有效降低水的硬度。離子交換可以去除水中的有害離子，如鉛、汞和鎘等重金屬。這些有害離子對(duì)鍋爐設(shè)備和操作人員都有潛在危害，離子交換處理可以提高水的安全性。離子交換可用于調(diào)節(jié)水質(zhì)，使得補(bǔ)給水符合特定要求?？梢酝ㄟ^(guò)樹(shù)脂交換調(diào)整水的酸堿度，以滿足鍋爐補(bǔ)給水的特殊需要。離子交換樹(shù)脂進(jìn)行水處理后會(huì)逐漸飽和，需要進(jìn)行再生，以恢復(fù)吸附和交換能力。樹(shù)脂再生是一個(gè)循環(huán)過(guò)程，使用再生液對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行沖洗，去除吸附的離子，使樹(shù)脂恢復(fù)吸附能力[14-15]。在電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中，離子交換主要用于去除鈣、鎂等物質(zhì)和其他有害離子，調(diào)節(jié)水質(zhì)，提高水的安全性和適應(yīng)性。

4 結(jié)語(yǔ)

在電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中，全膜法水處理技術(shù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)用前景非常廣闊。全膜法水處理技術(shù)可以去除微生物、溶解離子和有機(jī)物等，提高水質(zhì)，減少鍋爐設(shè)備的損壞。未來(lái)，可以進(jìn)一步優(yōu)化全膜法水處理技術(shù)，降低使用成本，以提高該技術(shù)在電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中應(yīng)用的可行性和可持續(xù)性。

參考文獻(xiàn)

1 陳轉(zhuǎn)琴.全膜法水處理工藝技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用[J].當(dāng)代化工研究，2023（12）：164-166.

2 黃國(guó)強(qiáng).全膜法水處理技術(shù)在電廠鍋爐補(bǔ)給水中的應(yīng)用[J].探索科學(xué)，2020（8）：146-147.

3 楊若雪.全膜法水處理技術(shù)在電廠中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2022（19）：237-239.

4 程金倉(cāng)，楊 蕾.陶瓷超濾和全膜法工藝在火電廠中的應(yīng)用[J].熱力發(fā)電，2021（4）：154-157.

5 王 朋，李大鵬，江英姿.全膜法中水深度處理工藝系統(tǒng)在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].低碳世界，2020（1）：14-16.

6 李 萍.全膜法處理電廠綜合廢水工藝研究[D].天津：天津科技大學(xué)，2021：15-16.

7 張 欣.電廠鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)全膜工藝調(diào)試以及全自動(dòng)控制方式[J].清洗世界，2020（7）：4-6.

8 吳龍劍，徐 震.全膜法水處理工藝在電廠節(jié)能減排中的應(yīng)用[J].水處理技術(shù)，2018（6）：138-140.

9 馮 帥.電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中全膜法處理工藝的應(yīng)用研究[J].工業(yè)加熱，2020（4）：37-39.

10 程會(huì)芹，田國(guó)良.全膜法水處理技術(shù)在電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2022（11）：142-144.

11 徐志清，趙 焰，陸夢(mèng)楠，等.基于膜法的火電廠廢水零排放技術(shù)研究及應(yīng)用[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2019（1）：148-154.

12 邵天寶，張 磊，安子韓，等.電廠全膜法除鹽水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)[J].鹽科學(xué)與化工，2023（3）：41-43.

13 陳玉強(qiáng)，楊 杰，陳 陽(yáng)，等.再生水全膜法處理工藝在熱電廠鍋爐補(bǔ)給水中的應(yīng)用研究[J].給水排水，2022（7）：70-75.

14 陳 雪，趙 焰，徐志清.全膜工藝深度處理燃煤電廠脫硫廢水的研究[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2019（5）：59-64.

15 范 唯，鄭得鳴.全膜法在湖南某發(fā)電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中的應(yīng)用[J].工業(yè)水處理，2019（4）：109-112.