反渗透水处理技术在补给水处理中的应用_李长志

第31卷第8期华电技术Vol.31No.82009年8月HuadianTechnologyAug.2009反渗透水处理技术在补给水处理中的应用李长志(中国华电集团富拉尔基发电总厂,黑龙江齐齐哈尔161041)摘要:反渗透水处理技术是当今先进、节能、环保的分离技术,其原理是在高于溶液渗透压的压力作用下,借助于只允许水透过而不允许其他物质透过的半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分离。利用反渗透膜的分离特性,可以有效地去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌、微生物等杂质,具有能耗低、无污染、工艺先进、操作维护简便等优点。通过对引入反渗透水处理技术在中国华电集团富拉尔基发电总厂锅炉补给水处理中的应用与传统的离子交换除盐水处理系统的经济性的对比,阐述了反渗透水处理技术的原理及应用优势。关键词:水处理技术;反渗透;半透膜;离子交换除盐;工业废水中图分类号:TK284.7文献标志码:B文章编号:1674-1951(2009)08-0072-02收稿日期:2009-04-131反渗透膜水处理技术1.1反渗透膜水处理技术的应用现状自1995年以来,反渗透膜的使用量每年平均递增20%。国内反渗透膜工业应用的最大领域仍为大型锅炉补给水,各种工业纯水、饮用水的市场规模次之,电子、制药、食品等行业反渗透膜的应用也都形成了一定规模。有潜力的应用领域有发电厂冷却循环水的排污水处理、大型海水淡化、苦咸水淡化、大型市政及工业废水处理等。1.2反渗透膜与传统离子交换除盐水处理技术原理1.2.1离子交换除盐水处理技术原理离子交换除盐水处理的基本原理:清水经过交换树脂层后,水中阳离子被阳树脂吸附,树脂上的可交换阳离子被置换到水中,与水中的阴离子组成相应的无机酸。除二氧化碳后,含有无机酸的水再通过阴离子交换树脂时,水中的阴离子被树脂所吸附,树脂上的可交换阴离子OH-被置换到水中,与水中的阳离子H+结合成水,从而达到水质净化的目的。阳树脂工作原理:阴树脂工作原理:1.2.2反渗透膜水处理技术原理用不允许溶质通过只允许水通过的半透膜,将盐水与淡水隔开。由于淡水中的化学位比盐水中的化学位高,所以从热力学观点看,水分子会自动地从化学位高的淡水室通过半透膜向化学位低的盐水室转移,这种现象称为渗透现象。盐水侧液位升高,产生一定的静压力,阻止水分子向盐水侧移动,当盐水室的液面与淡水室液面差达到一定高度时,通过半透膜进入盐水室与通过半透膜离开盐水室的水量相等,即达到动态平衡状态,平衡时淡水室与盐水室之间的液面差所产生的静压力称为渗透压。如果在盐水室侧外加一个比渗透压更高的压力,则可以将盐水中的纯水挤出来,即变成盐水室中的水向纯水中渗透,即其渗透方向与自然渗透方向相反,可以使盐水得到有效分离,达到水质净化的目的,这就是反渗透水处理的工作原理。2锅炉补给水水处理现状目前,随着国内一些新建电厂的相继建成投产,反渗透水处理技术也广泛应用于电力生产锅炉补给第8期李长志:反渗透水处理技术在补给水处理中的应用·73·水的净化处理中,从而替代或与传统离子交换除盐水处理技术联合应用,大大提高了锅炉补给水的制水经济性,减少了各种废酸、碱液的排放,降低了环境污染。中国华电集团富拉尔基发电总厂(以下简称富电总厂)目前的锅炉补水处理工艺为:预处理→一级除盐→混床。水处理设备分为4套一级除盐设备和5台混床。单套设备水处理能力为100t/h,最大制水能力为400t/h。每年用于再生用的酸、碱量各有近千吨,排放的再生废酸、碱液多达6～7万t,车间每年用于酸、碱上的费用占整个车间生产维护费用的1/3以上。同时,制水设备运行周期相对较短、失效频繁,运行人员劳动强度大。面对上述不足,解决的办法是引进先进的水处理技术———反渗透膜水处理技术,改善现有的化学水处理工况。目前,黑龙江省内投产的各电厂锅炉补给水处理工艺均为传统的离子交换除盐工艺,故可以参考借鉴的成功经验不多。下面就传统的离子交换和新兴的反渗透膜水处理技术进行对比分析,探讨反渗透水处理技术在富电总厂锅炉补给水处理中应用的可行性。3反渗透水处理技术应用的可行性分析3.1反渗透与一级除盐离子交换系统性能对比反渗透与一级除盐离子交换系统性能对比见表1。3.2应用反渗透水处理技术前后的经济性比较分析应用反渗透技术在富电总厂锅炉补给水处理系统后,可以采取2种运行方式:一种为预处理→反渗透→一级除盐→混床;另一种为预处理→反渗透→混床。鉴于富电总厂目前的实际情况,宜采用第1种运行方式。反渗透水处理工艺的除盐率可达98%以上,因此,采用反渗透水处理工艺前后的除盐系统的运行周期理论上可以延长50倍左右,相应的酸、碱耗量就可以减少50倍左右,实际运行中运行周期可以延长20～30倍。采用反渗透水处理工艺前后除盐系统的运行情况见表2。由表2可知,采用反渗透水处理工艺后,除盐系统每年