浅谈反渗透在电厂水处理中的应用

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摘 要：随着膜工业的迅速发展，反渗透技术已日臻完善。就反渗透而言，它是一个十分有用的膜分离单元操作。本文结合蓝光发电有限责任公司反渗透工艺在电厂水处理应用的实际情况，就反渗透的基本原理，着手阐述了反渗透系统的选择、应用，清洗等，论述了反渗透工艺系统在电厂水处理流程中的应用。

关键词：反渗透；渗透压；膜；水处理

一、反渗透的基本原理与过程

1.反渗透的基本原理

能够分离盐分的膜，就是半透膜，严格的说，只能透过溶剂而不能透过溶质的膜为理想的半透膜，将两种不同浓度的溶液分别置于半透膜的两侧，溶剂将自发地穿过半透膜向浓度高的一侧流动，这种现象叫渗透，也就是说如果上述过程中溶剂是纯水，溶质是盐分，当用理想的半透膜将它们分割开时，纯水侧的水会自发的通过半透膜流入盐水侧，纯水侧的水流入盐水侧，盐水侧的液位上升，当升到一定程度后，水通过膜的净流量等于零，此时刻过程达到平衡，与该液位高度差相对应的压力称为渗透压。当膜在盐水侧施加一个大于渗透压的压力时，水的流向就会逆转，此时盐水中的水将流入纯水侧，这种现象叫做反渗透。

2.反渗透工艺基本术语 脱盐率：指给水中的溶解固形物中的未透过膜的部分百分数。

产水率：指产水流量与给水流量的百分数。

水通量：指单位面积的产水流量。反渗透工艺在电厂水处理流程中的应用

流量衰减系数：指反渗透装置在运行过程中产水流量衰减现象，一般用运行一年产水流量与初始运行产水量下降值的比值。

膜通量保留系数：指运行一段时间后产水流量与初始流量的比值，一般三年可达0.85。

压力：给水压力升高，使膜两侧压差增大。

温度：温度能增加水和盐类物质的扩散速度。

回收率：产水量与供水量之比。

稀溶液：净化后的水溶液，为反渗透系统的产水。

浓溶液：未透过膜的那部分溶液，为反渗透系统的浓水。

二、反渗透的预处理

反渗透的预处理，就是反渗透给水的处理，使进入反渗透的给水达到反渗透的要求，反渗透的预处理是反渗透能否正常运行的关键，就是预处理是否能达到要求，决定反渗透的寿命，反渗透的出水的质量和数量。

三、反渗透的污染及清洗

1.膜的表面污染 设计不合理或者运行方式不正确，都会导致反渗透膜的表面污染，使膜的透水性能迅速降低，其主要原因如下：

1.1处理系统设计不合理，经预处理处理的水不满足反渗透进水指标的要求。

1.2与处理系统采用的要求不合理。

1.3渗透进水指标监控不合理或者重要指标监控调整不力。

1.4系统采用的部分设备或部件选择有误，产生新的污染源。

1.5浓差极化和一些大分子的有机物、悬浮物、胶体，杂质等粘贴堵塞。

1.6金属氧化物污染。

1.7杀菌不力造成膜表面细菌或微生物繁衍以及微生物的尸体，代谢产物对膜的污染。

1.8系统没有清洗干净，或检修带进去的机械杂志。

要减少膜污染对系统的影响，必须加给水的预处理，如杀菌、消毒、过滤，加入还原剂等，另外应对膜进行定期的清洗。

2.反渗透膜的清洗

反渗透膜应定期进行清洗，一般应该每半年一次，蓝光发电厂为一年进行一次，主要看运行效果如何，一般情况下，清洗应根据压力变化情况，另外出力，出水质量情况来进行清洗方案的制定，膜被什么污染就采取清除该污染的试剂进行清洗，清洗系统应该在反渗透设备安装时就已经具备，清洗的基本过程如下：

2.1进行污染分析，确定主要污染物；

2.2制定清洗方案，根据污染性质采取不同的清洗工艺。

四、反渗透工艺在电厂水处理的应用

1.小型热电厂

小型热电厂均采用次高压机组，锅炉压力为4.5MPa，过热蒸气减温一般采用表面式或自冷凝汽减温，次高压锅炉炉水允许含盐量为100 mg/L，允许二氧化硅含量为20 mg/L。 对于含盐量较高，硬度较高的源水，应该采用反渗透加钠离子软化系统。根据不同的水质经过适当的预处理后并经过高压泵升压后，即可直接送入反渗透系统，经反渗透处理后残余的硬度在经过离子交换方法对其进行深度软化，以满足锅炉补给水的要求，使用于源水含盐量在2000―3000 mg/L。 对于含盐量较高，硬度较低的源水，可采用钠离子软化加反渗透的系统，源水软化，先经过钠离子交换器后基本上除了水中的硬度，可省去加药阻垢及加酸系统，使系统更加简化。对于含盐量较低的源水，可采用直接上反渗透的系统。经过预处理的源水，进入反渗透系统后，可直接作为锅炉补给水。

2.高压锅炉补给水 对于高压锅炉，炉水允许含盐量为100 mg/L，二氧化硅含量允许为2 mg/L。

对于源水含盐量不很高的处理系统可采用反渗透加混床的处理系统，源水经过适当的预处理后，进入反渗透除盐，由于反渗透不能除掉二氧化碳，所以需要送到除碳器除碳，然后再经过混床处理。此时出水电导率可保证不大于0.2uS/cm，二氧化碳不大于20μg/L完全符合高压机组锅炉补给水的要求。源水水质含盐量越低，混床运行时间越长。

一般情况下下，源水含盐量在300―1000 mg/L使用反渗透加混床系统是可行的，但当源水含盐量大于1000mg/L，使用反渗透加混床系统可能由于混床再生频繁，而效果不好，可采用二级反渗透系统不仅不用进行预处理，并且回收率较高，处理非常大，增加一级除盐系统，由于一级除盐系统的含盐量特别小，所以运行周期较大，并且投资不会增加明显。

3.亚临界锅炉补给水处理系统 亚临界锅炉一般用于大型凝汽式火力发电厂，其补给水处理系统与高压锅炉基本相同，只是补水量低。一般可采用反渗透加混床系统，源水含盐量较高时采用反渗透加一级除盐加混床系统。

五、总结在电厂水处理工艺中应用反渗透系统是大有可为的，在经济上，反渗透工艺在电厂水处理流程中的应用对于新建项目，源水含盐量达到150 mg/L，改造项目源水含盐量达到300 mg/L都是经济可行。