超滤反渗透工艺在电厂废水零排放中的应用

　　有选择性地将水溶液中的有机物、颗粒进行过滤即为反渗透，进而发挥分离、净化的作用。超滤的驱动力是超滤膜两边的压力差，过滤介质为超滤膜，将小分子物质、水以及无机盐通过。对于超滤技术的发展，反渗透膜发展起到关键的带动作用，在废水处理以及废料中超滤被广泛应用。

　　一、污水特征及其处理工艺

　　污水水质特征。电厂的污水具有瞬间的悬浮物浓度高、含盐量高、温度高以及微生物含量高等，而且电厂肺水肿含有大量硅酸化合物、细菌以及有机物，而且在进行循环水处理时会加入多种化学品。当然，电厂废水中不仅含有以上成分，还包含水循环过程中产生的微生物膜以及藻类等，从而对膜处理设备造成较强的污染性。在电厂废水中含有碳酸钙等低溶解度盐，在水循环过程中极易发生沉淀情况。因此，电厂循环水系统排污水处理具有非常大的难度，具有非常复杂的处理系统，而且处理成本相当高。

　　超滤反渗透工艺的废水处理流程。

　　(1)系统流程：超滤分渗透工艺顾名思义，包含超滤装置以及反渗透装置，采用一套可编程逻辑控制器控制装置对絮凝过滤、超滤以及反渗透装置进行控制，与传统水处理方式相比，以超滤处理方式作为反渗透预处理系统工艺的设计优点，具有污染指数值低、出水水质稳定等特点，从而使反渗透膜的透水通量明显提高，使反渗透膜的使用寿命延长。反渗透技术是使水溶液中的某些成分在外加压力的作用下选择性通过，从而达到净化、淡化以及浓缩分离的目的。而且反渗透水处理可以根据出水水质要求以及水质特点进行调整，使污水可以达到回用水标准，实现电厂污水零排放，降低环境污染，节约水资源。

　　(2)工艺流程说明：来自污水管网的原水会先进行较大悬浮物的去除，然后进入污水调节池，然后经过自清洗过滤器，然后在其中添加次氯酸钠以及絮凝剂等，使废水中的固体颗粒絮凝，在经过自清洗过滤器是可以被过滤掉，此时的废水即可进入超滤系统进行进一步处理。电厂的废水温度较高，会对絮凝剂的絮凝以及超滤膜的运行产生影响，因此，在进行超滤前应当对废水进行降温，而降温则使用换热器进行。在进行过滤过程中大分子有机物、细菌以及悬浮物等会在超滤膜内被截留，影响超滤膜压差，因此需要对超滤膜进行反洗，反洗流量一般设置为产水量的3～4倍。然后经超滤处理的水会经过反渗透供水泵提升，进入到保安过滤器中进行过滤，然后进行反渗透处理，在进水时加入阻垢剂以及还原剂，因为反渗透膜对于气体分子不能进行有效去除，从而降低反渗透水pH值，可以加入氢氧化钠进行调节。

　　二、运行分析

　　(1)超滤运行分析。

　　超滤膜是一种多孔膜，具有筛分分离功能，可以实现原液净化、分离以及浓缩等流程，对于原液中胶体、微粒、细菌以及高分子有机物质均可以起到有效去除作用。原水水质、原水中高分子有机物、透水率、无机物、料液流速以及操作温度等均有可能对超滤效果产生影响。膜污染以及膜孔堵塞是超滤运作前处理的最大问题，因此，电厂在进行水处理系统甚至是会首先进行大粒径悬浮物去除，从而使滤水质提高，降低膜阻力。在到达絮凝池前，首先进行聚合氯化铝絮凝，然后进行次氯酸钠消毒，因为循环水的温度较高，其中含有微量有机物，进而导致膜上极易滋生多种微生物，而添加次氯酸钠对于生物污染的发生可以起到预防作用，进而在进行超滤膜处理时提高滤过速率。然后对污水进行0.1mm过滤器进行预处理，经过一段时间的过滤后，应当对超滤膜进行周期性法系，反洗用水是超滤产水，在第一以及高流速状态下进行渗透液抽取。在进行反冲过程中，使反洗液你想穿过纤维和膜片，从而达到清除表面沉着颗粒物的目的，是超滤膜的过滤性能恢复。一般是在运动15min后进行一次反洗。虽然反洗可以对膜上无误进行清除，但是其并不能完全清除，在投运之时开始，污物会不断进行积累，进而导致在膜运行过程中，超滤膜两侧压差逐渐升高情况，进而降低膜通量。当出现污物堵塞严重时，应当采用次氯酸或柠檬酸等化学清洗剂进行有效清洗。氯清洗可以将有机物有效去除，而采用酸清洗剂可以使无机构有效去除。超滤膜箱属于林旭操作，一般应当将温度控制在5～35℃之间，控制进水温度在20℃左右，若温度抬高，会导致超滤膜水解速度加快，而温度过低，会降低超滤出水的流量，因为在想用压力下，温度越高膜的流量也会越大。经过超滤的处理，肺水肿的悬浮物基本去除，同时经过该处理环节处理的废水以满足反渗透处理标准，对于反渗膜可以起到保护作用，有效延长反渗膜的使用寿命。

　　(2)反渗透运行分析。

　　反渗透是指在一定压力作用下经反渗透膜将溶液中的溶剂分离出来，因为其与自然渗透刚好相反，因此被称为反渗透。根据各物料的渗透压不同，可以使用大于其渗透压的翻身有法进行分离、提取以及纯化、浓缩的目的。反渗透属于膜法液体分离技术，对于所有溶解性盐均可以起到阻挡作用，而且对于大于100μm的有机物同样可以起到阻挡作用，但是水分子可以顺利通过。采用部分浓水回流方式，在进水中加入阻垢剂、杀菌剂以及还原剂等，阻垢剂可以有效降低溶液中的过饱和度，对于继续浓缩分离阶段的结垢可以起到预防作用，降低有机杂质以及胶体杂质的产生。在反渗透处理前适当加入硫酸氢钠，可以有效防止氧化剂对反渗透膜造成的破坏，对于厌氧菌的繁殖同样可以起到抑制作用。供水温度对于所有反渗透设备的渗透液流量均会产生影响，温度过低，水黏度增加，每降低10℃，渗透流量大约会降低25%左右，一般反渗透操作时温度应当控制在15～40℃之间，进而保证正常渗透液流量。反渗透元件内的膜片会受到微生物、无机盐垢、不溶性有机物质以及胶体颗粒的影响，这些污染物会在膜表面沉积，降低标准化产水量以及系统脱盐率，对产水质量产生影响。而且膜表面的沉积物可能会对膜产生化学性损伤，进而降低反渗透膜的使用寿命。当发现脱盐率以产水量明显降低时，应当及时进行清洗，每次清洗时间在2～4h左右。

　　三、超滤反渗透水处理运行结果分析

　　在进行循环排污水处理时，将超滤作为预处理环节，可以使废水完全达到反渗透进入的标准。在电厂中冷却水的用量，占总用水量的90%以上，若直接对其进行排放会对环境造成严重污染，而且也是对水资源的严重浪费。但是通过超滤反渗透工艺对电厂废水的处理，可以有效实现循环冷却水的重复利用，做到电厂废水零排放。通过上文分析可以看出，在对废水进行超滤处理时，可以将废水中的有机物、微生物等物质水平降到最低，然后再采用反渗透处理，从而有效实现废水的再次利用，使其达到回收用水的标准。曾有学者在研究中指出，采用超滤工艺处理的电厂废水，完全可以达到反渗透处理的要求，进而对反渗透膜产生保护作用，延长反渗透膜的使用寿命，节约废水处理成本。

　　四、结语

　　生物能源是目前全世界范围内的关注热点，这也进一步证实了生物质能源的重要性。但是在发展生物质能源的前提下，有效解决废水污染问题非常关键。在电厂中，废水主要为冷却水，且用量非常高，因此如何有效利用冷却水，使其变为可以循环利用的水资源非常重要，而超滤反渗透工艺就可以实现这一点。超滤反渗透工艺将膜分离技术作为核心，具有工艺简单、节能以及高效等特点，从而有效实现水资源的回收利用。从目前超滤反渗透工艺在电厂中的运行结果来看，超滤反渗透工艺可以有效解决电厂的废水处理问题，而且可以有效实现废水再利用，促进电厂水资源循环利用，做到废水零排放，很大程度的降低电厂对于环境的污染，且未电厂运作节约成本。(来源：华电国际电力股份有限公司莱城发电厂)