反渗透技术在火电厂水处理应用分析
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【摘 要】反渗透技术是当前先进的水处理脱盐技术之一，已在我国火力发电厂水处理中应用越来越普遍。笔者根据多年从事经验与实践谈谈对其技术的认识与见解。供参考。
1 反渗透技术机理
反渗透技术实质上是一种横流过滤技术，它与一般过滤技术不同点在于：一般过滤技术是采用垂直过滤，需过滤液体全部流过过滤介质，过滤介质中截留液体中的悬浮物和胶体；而反渗透技术则是需过滤液体横向流过反渗透膜，部分水在压力的作用下透过反渗透膜被淡化形成产品水，其中的盐类和另一部分水一起流过反渗透膜表面形成浓水被排掉，在这里反渗透膜截留的是水中的盐类物质和胶体，浓水的不断排放可把反渗透膜表面不断浓缩的盐类物质带走，从而防止了盐类物质在膜元件上的沉积，这种横向流动就起着自清洗的作用。
反渗透技术中的浓水是指处理过程中形成的浓缩的高含盐量水，而淡水是指反渗透处理装置的产水，淡水流量占进水流量的百分比称为回收率，是衡量废水回收效率的指标。而反渗透水处理装置除去的盐量占进水含盐量的百分比称为脱盐率，用来表征反渗透水处理装置的脱盐效率。
2 反渗透技术在火电厂水处理中的应用状况
2.1在火电厂循环冷却排污水回收中的应用
火力发电厂的循环冷却水占总耗水量的2/3，某发电有限公司的废水处理回收利用工程，采用连续微滤+反渗透（CMF+RO）处理工艺，回用水作为循环冷却水，直接补进电厂冷却塔。处理水量8000m3/d，回用水量 7000m3/d。该工程于2008年7月投入运行，截至2011年4月共处理污水近 360×104m3，回用污水近 320×104m3。近一年半的运行实践表明，出水水质可以满足循环冷却系统补充水的水质要求，使用该处理系统是安全可靠的。
2.2在锅炉酸洗废液处理中的应用
对电厂锅炉柠檬酸酸洗废液的处理进行了模拟试验研究，采用反渗透技术和循环方式，对醋酸纤维素膜、低压复合膜、海水膜等三种反渗透膜的处理效果进行了比较和分析，得出结论：处理效果最好为海水膜，低压复合膜次之，醋酸纤维素膜较差；最适合于锅炉酸洗废液反渗透处理的膜是海水膜，处理方式是循环方式。将反渗透处理技术应用于某火电厂300MW 机组锅炉炉前系统柠檬酸酸洗废液的处理，达到了预期的目的。并认为锅炉柠檬酸酸洗废液最佳处理方式是：酸洗废液先经过反渗透浓缩处理后，其反渗透出水可以达标排放或回收利用；其浓缩液经除铁后喷雾干燥回收柠檬酸钠盐。这样的处理工艺，可以彻底解决锅炉酸洗废液污染环境的问题，具有较好的经济和社会效益。
采用化学预处理一膜法处理电厂锅炉EDTA 清洗废水，首先，加入 NaOH 溶液将废水pH 值调至 13 以上去除金属离子，然后，用硫酸将滤液 pH 值调至 0.5 以下以析出 EDTA，再用纳滤和反渗透系统净化滤液以使出水达到排放要求。该工艺可考虑采用电厂纯水生产系统报废的反渗透膜件，将处理成本降低至厂家可承受的范围内，具有很好的推广应用前景。
2.3在电厂综合废水处理回用中的应用
作为全国废水零排放工程，某电厂废水治理系统分为废水回收和废水处理两个部分。废水回收包括生活污水、酸及碱废水、凝结水精处理排水、冷却水塔检修时排水、主厂房地面冲洗水和杂用水的回收系统，回收后的废水用于除灰、渣或经处理后回用。废水处理包括弱酸处理、反渗透和外排系统，通过上述三种方式，使电厂废水再生，重复使用。通过废水的回收和处理，实现了废水的零排放。其中反渗透出水直接作为锅炉补给水的原水来使用，大大节约了清水的使用量。该工程投产后年节水量多达1400多万t。这节约的新鲜水，能够满足一个50万人口的城市整整一年的生活需要。为了提高废水的可用率以利于节水降耗和环保，某发电厂应用 BMF 和两相流专利技术、超滤及反渗透膜技术建立了废水处理系统，将产品水作为锅炉给水、循环冷却水、热网水和消防水等使用，实现了废水回用零排，取得了较好的效益。该发电厂废水零排放系统的建立做到了当年设计、当年施工、当年投产。生成的产品水冬季用来作为热网补充水，夏季作为锅炉和循环水补水（这一补水是经三级深度处理后的产品水），反渗透产生的浓缩水用于消防水的补充水、燃料煤场和输煤栈道降尘喷淋以及飞灰的加湿。平均节约工业水超过了 100t/h，冬季补给热网 80t/h（超过设计出力），夏季补水塔 80t/h（超过设计出力），以及制备反渗透产品水60t/h补给锅炉，平均回收废水超过70万 t/a。其中，反渗透出水除盐率达到97%，直接通过离子交换后作为锅炉给水来使用。这样不仅节约了水资源，同时也降低了锅炉补给水系统的投资及运行费用，可谓是一举两得。
3 反渗透系统在火电厂中的设置
根据火电厂的水源水质、机组对水质、水量的要求，选择不同的反渗透水处理系统设置方案，一般反渗透处理系统都包含如下部分：
3.1多介质过滤器。为了使原水得到预处理；去除水中的悬浮物、胶体硅化合物、有机物等，首先设置多介质过滤器，过滤器内装有鹅卵石、粗砂、细砂、无烟煤等滤料，可以逐层填加，从而达到预处理的目的。
3.2保安过滤器。为了使反渗透装置能长期可靠的运行，一个主要的问题是必须保持膜表面的清洁，不被杂质污堵，因此，应在多介质过滤器后设置保安过滤器，从而有效地控制反渗透进水杂质。在系统中，保安过滤器不应作为一般运行过滤器使用，仅作保安过滤用，通常设在高压泵之前。
3.3高压泵。反渗透装置需要高压泵将水压升至规定压力后，送入反渗透组件完成脱盐过程。高压泵有离心式、柱塞式、螺杆式等多种形式。一般大容量水处理系统，多采用多级离心泵和高速给水泵作为高压泵。小容量水处理系统多采用柱塞泵，也有的采用螺杆泵。
3.4反渗透装置。为了防止发生浓差极化进入反渗透装置的水应由高压泵将压力提升至 1.2～1.4 MPa，并在进口安装慢开阀，以防冲击膜元件，反渗透系统采用并联运行，整套系统全自动控制，不仅可以节约用水，也可以节省费用，反渗透装置的布置要使其中每一台都可单独解列、运行、冲洗或化学清洗并且设置清洗系统。
3.5加药装置。为防止膜面结垢，抑制细菌生长，保持反渗透进口水具有一定的PH 值，需要对进口水进行加酸、加氯和加聚磷酸盐处理。加药系统一般由计量箱、计量泵及管路系统组成。
4 反渗透技术在电厂应用中的注意问题
4.1反渗透装置选择的注意问题
反渗透膜元件的选择应考虑进水的水质特点，当用于废水处理时，应采用抗污染膜，或采取其他处理污染的措施。设计水温对产水量的影响很大，配置的膜元件水量应该能够保证在最低设计水温运行时，产水量可以达到设计值。处理常规反渗透水处理装置在设计使用条件下，反渗透本体初始运行最大进水压力宜小于1.5MPa；海水淡化反渗透装置在设计使用条件下，反渗透本体初始运行最大进水压力宜小于6.9MPa。保障过滤器的过滤精度一般不低于5微米.滤芯的设计滤速不宜过高，在正常运行条件下，滤芯更换周期不宜小于3个月。
4.2反渗透装置运行中的性能参数
以常规反渗透问题，说明反渗透装置在运行中的性能参数。脱盐率和回收率应满足合同要求，一般第一年脱盐率不小于98%，回收率不低于75%。产水量应满足相应水温条件下的国标要求，阀门开关灵活，阀位状态指示正确。对于海水反渗透和废水处理，应根据水质情况在合同中专门要求，以便为运行带来方便。