超濾反滲透工藝在電廠廢水零排放中的應(yīng)用

　　有選擇性地將水溶液中的有機(jī)物、顆粒進(jìn)行過濾即為反滲透，進(jìn)而發(fā)揮分離、凈化的作用。超濾的驅(qū)動力是超濾膜兩邊的壓力差，過濾介質(zhì)為超濾膜，將小分子物質(zhì)、水以及無機(jī)鹽通過。對于超濾技術(shù)的發(fā)展，反滲透膜發(fā)展起到關(guān)鍵的帶動作用，在廢水處理以及廢料中超濾被廣泛應(yīng)用。

　　一、污水特征及其處理工藝

　　污水水質(zhì)特征。電廠的污水具有瞬間的懸浮物濃度高、含鹽量高、溫度高以及微生物含量高等，而且電廠肺水腫含有大量硅酸化合物、細(xì)菌以及有機(jī)物，而且在進(jìn)行循環(huán)水處理時(shí)會加入多種化學(xué)品。當(dāng)然，電廠廢水中不僅含有以上成分，還包含水循環(huán)過程中產(chǎn)生的微生物膜以及藻類等，從而對膜處理設(shè)備造成較強(qiáng)的污染性。在電廠廢水中含有碳酸鈣等低溶解度鹽，在水循環(huán)過程中極易發(fā)生沉淀情況。因此，電廠循環(huán)水系統(tǒng)排污水處理具有非常大的難度，具有非常復(fù)雜的處理系統(tǒng)，而且處理成本相當(dāng)高。

　　超濾反滲透工藝的廢水處理流程。

　　(1)系統(tǒng)流程：超濾分滲透工藝顧名思義，包含超濾裝置以及反滲透裝置，采用一套可編程邏輯控制器控制裝置對絮凝過濾、超濾以及反滲透裝置進(jìn)行控制，與傳統(tǒng)水處理方式相比，以超濾處理方式作為反滲透預(yù)處理系統(tǒng)工藝的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，具有污染指數(shù)值低、出水水質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，從而使反滲透膜的透水通量明顯提高，使反滲透膜的使用壽命延長。反滲透技術(shù)是使水溶液中的某些成分在外加壓力的作用下選擇性通過，從而達(dá)到凈化、淡化以及濃縮分離的目的。而且反滲透水處理可以根據(jù)出水水質(zhì)要求以及水質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，使污水可以達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)電廠污水零排放，降低環(huán)境污染，節(jié)約水資源。

　　(2)工藝流程說明：來自污水管網(wǎng)的原水會先進(jìn)行較大懸浮物的去除，然后進(jìn)入污水調(diào)節(jié)池，然后經(jīng)過自清洗過濾器，然后在其中添加次氯酸鈉以及絮凝劑等，使廢水中的固體顆粒絮凝，在經(jīng)過自清洗過濾器是可以被過濾掉，此時(shí)的廢水即可進(jìn)入超濾系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。電廠的廢水溫度較高，會對絮凝劑的絮凝以及超濾膜的運(yùn)行產(chǎn)生影響，因此，在進(jìn)行超濾前應(yīng)當(dāng)對廢水進(jìn)行降溫，而降溫則使用換熱器進(jìn)行。在進(jìn)行過濾過程中大分子有機(jī)物、細(xì)菌以及懸浮物等會在超濾膜內(nèi)被截留，影響超濾膜壓差，因此需要對超濾膜進(jìn)行反洗，反洗流量一般設(shè)置為產(chǎn)水量的3～4倍。然后經(jīng)超濾處理的水會經(jīng)過反滲透供水泵提升，進(jìn)入到保安過濾器中進(jìn)行過濾，然后進(jìn)行反滲透處理，在進(jìn)水時(shí)加入阻垢劑以及還原劑，因?yàn)榉礉B透膜對于氣體分子不能進(jìn)行有效去除，從而降低反滲透水pH值，可以加入氫氧化鈉進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　二、運(yùn)行分析

　　(1)超濾運(yùn)行分析。

　　超濾膜是一種多孔膜，具有篩分分離功能，可以實(shí)現(xiàn)原液凈化、分離以及濃縮等流程，對于原液中膠體、微粒、細(xì)菌以及高分子有機(jī)物質(zhì)均可以起到有效去除作用。原水水質(zhì)、原水中高分子有機(jī)物、透水率、無機(jī)物、料液流速以及操作溫度等均有可能對超濾效果產(chǎn)生影響。膜污染以及膜孔堵塞是超濾運(yùn)作前處理的最大問題，因此，電廠在進(jìn)行水處理系統(tǒng)甚至是會首先進(jìn)行大粒徑懸浮物去除，從而使濾水質(zhì)提高，降低膜阻力。在到達(dá)絮凝池前，首先進(jìn)行聚合氯化鋁絮凝，然后進(jìn)行次氯酸鈉消毒，因?yàn)檠h(huán)水的溫度較高，其中含有微量有機(jī)物，進(jìn)而導(dǎo)致膜上極易滋生多種微生物，而添加次氯酸鈉對于生物污染的發(fā)生可以起到預(yù)防作用，進(jìn)而在進(jìn)行超濾膜處理時(shí)提高濾過速率。然后對污水進(jìn)行0.1mm過濾器進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)過一段時(shí)間的過濾后，應(yīng)當(dāng)對超濾膜進(jìn)行周期性法系，反洗用水是超濾產(chǎn)水，在第一以及高流速狀態(tài)下進(jìn)行滲透液抽取。在進(jìn)行反沖過程中，使反洗液你想穿過纖維和膜片，從而達(dá)到清除表面沉著顆粒物的目的，是超濾膜的過濾性能恢復(fù)。一般是在運(yùn)動15min后進(jìn)行一次反洗。雖然反洗可以對膜上無誤進(jìn)行清除，但是其并不能完全清除，在投運(yùn)之時(shí)開始，污物會不斷進(jìn)行積累，進(jìn)而導(dǎo)致在膜運(yùn)行過程中，超濾膜兩側(cè)壓差逐漸升高情況，進(jìn)而降低膜通量。當(dāng)出現(xiàn)污物堵塞嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用次氯酸或檸檬酸等化學(xué)清洗劑進(jìn)行有效清洗。氯清洗可以將有機(jī)物有效去除，而采用酸清洗劑可以使無機(jī)構(gòu)有效去除。超濾膜箱屬于林旭操作，一般應(yīng)當(dāng)將溫度控制在5～35℃之間，控制進(jìn)水溫度在20℃左右，若溫度抬高，會導(dǎo)致超濾膜水解速度加快，而溫度過低，會降低超濾出水的流量，因?yàn)樵谙胗脡毫ο?，溫度越高膜的流量也會越大。?jīng)過超濾的處理，肺水腫的懸浮物基本去除，同時(shí)經(jīng)過該處理環(huán)節(jié)處理的廢水以滿足反滲透處理標(biāo)準(zhǔn)，對于反滲膜可以起到保護(hù)作用，有效延長反滲膜的使用壽命。

　　(2)反滲透運(yùn)行分析。

　　反滲透是指在一定壓力作用下經(jīng)反滲透膜將溶液中的溶劑分離出來，因?yàn)槠渑c自然滲透剛好相反，因此被稱為反滲透。根據(jù)各物料的滲透壓不同，可以使用大于其滲透壓的翻身有法進(jìn)行分離、提取以及純化、濃縮的目的。反滲透屬于膜法液體分離技術(shù)，對于所有溶解性鹽均可以起到阻擋作用，而且對于大于100μm的有機(jī)物同樣可以起到阻擋作用，但是水分子可以順利通過。采用部分濃水回流方式，在進(jìn)水中加入阻垢劑、殺菌劑以及還原劑等，阻垢劑可以有效降低溶液中的過飽和度，對于繼續(xù)濃縮分離階段的結(jié)垢可以起到預(yù)防作用，降低有機(jī)雜質(zhì)以及膠體雜質(zhì)的產(chǎn)生。在反滲透處理前適當(dāng)加入硫酸氫鈉，可以有效防止氧化劑對反滲透膜造成的破壞，對于厭氧菌的繁殖同樣可以起到抑制作用。供水溫度對于所有反滲透設(shè)備的滲透液流量均會產(chǎn)生影響，溫度過低，水黏度增加，每降低10℃，滲透流量大約會降低25%左右，一般反滲透操作時(shí)溫度應(yīng)當(dāng)控制在15～40℃之間，進(jìn)而保證正常滲透液流量。反滲透元件內(nèi)的膜片會受到微生物、無機(jī)鹽垢、不溶性有機(jī)物質(zhì)以及膠體顆粒的影響，這些污染物會在膜表面沉積，降低標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)水量以及系統(tǒng)脫鹽率，對產(chǎn)水質(zhì)量產(chǎn)生影響。而且膜表面的沉積物可能會對膜產(chǎn)生化學(xué)性損傷，進(jìn)而降低反滲透膜的使用壽命。當(dāng)發(fā)現(xiàn)脫鹽率以產(chǎn)水量明顯降低時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行清洗，每次清洗時(shí)間在2～4h左右。

　　三、超濾反滲透水處理運(yùn)行結(jié)果分析

　　在進(jìn)行循環(huán)排污水處理時(shí)，將超濾作為預(yù)處理環(huán)節(jié)，可以使廢水完全達(dá)到反滲透進(jìn)入的標(biāo)準(zhǔn)。在電廠中冷卻水的用量，占總用水量的90%以上，若直接對其進(jìn)行排放會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且也是對水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。但是通過超濾反滲透工藝對電廠廢水的處理，可以有效實(shí)現(xiàn)循環(huán)冷卻水的重復(fù)利用，做到電廠廢水零排放。通過上文分析可以看出，在對廢水進(jìn)行超濾處理時(shí)，可以將廢水中的有機(jī)物、微生物等物質(zhì)水平降到最低，然后再采用反滲透處理，從而有效實(shí)現(xiàn)廢水的再次利用，使其達(dá)到回收用水的標(biāo)準(zhǔn)。曾有學(xué)者在研究中指出，采用超濾工藝處理的電廠廢水，完全可以達(dá)到反滲透處理的要求，進(jìn)而對反滲透膜產(chǎn)生保護(hù)作用，延長反滲透膜的使用壽命，節(jié)約廢水處理成本。

　　四、結(jié)語

　　生物能源是目前全世界范圍內(nèi)的關(guān)注熱點(diǎn)，這也進(jìn)一步證實(shí)了生物質(zhì)能源的重要性。但是在發(fā)展生物質(zhì)能源的前提下，有效解決廢水污染問題非常關(guān)鍵。在電廠中，廢水主要為冷卻水，且用量非常高，因此如何有效利用冷卻水，使其變?yōu)榭梢匝h(huán)利用的水資源非常重要，而超濾反滲透工藝就可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。超濾反滲透工藝將膜分離技術(shù)作為核心，具有工藝簡單、節(jié)能以及高效等特點(diǎn)，從而有效實(shí)現(xiàn)水資源的回收利用。從目前超濾反滲透工藝在電廠中的運(yùn)行結(jié)果來看，超濾反滲透工藝可以有效解決電廠的廢水處理問題，而且可以有效實(shí)現(xiàn)廢水再利用，促進(jìn)電廠水資源循環(huán)利用，做到廢水零排放，很大程度的降低電廠對于環(huán)境的污染，且未電廠運(yùn)作節(jié)約成本。(來源：華電國際電力股份有限公司萊城發(fā)電廠)