反渗透水处理技术在补给水处理中的应用.pdf
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1、第 3 l卷 第8期 2 0 0 9年 8月 华 电技 术 Hua d i a n Te c h n o l o g y V0 1 3l NO 8 Au g 2 0 0 9 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1 6 1 0 4 1 ) 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
2、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 : T K 2 8 4 7 文献标志码 : B 文章编号 : 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 0 9 ) 0 8 0 0 7 20 2 1 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1 9 9 5年以来 , 反渗透膜的使用量每年平均递 增 2 0
3、。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、 苦成水淡化 、 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 ,
4、水 中的阴离子被树脂所吸附, 树脂上 的可交换阴离子 O H一 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 : K Na R S O l H + 1 c a 2 + 1 Mg + R s o ; 收稿 日期 : 2 0 0 9 04 一l 3 1 u 2一 C1 一: Hco3- HS i O3 - 阴树脂工作原理 : R N OH 一 H Ri N s o Cl 一 H C O ; HSi O- s 0 一 C 1 一 +H 2O 。 HCO3- HS i O - 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
5、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
6、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 一 溉 眦 + + H 2 r, + + 。一 2 。一 2 第 8期 李长志: 反渗透水处理技术在补给水处理中的应用 。 7 3 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
7、理一一级除 盐一混床。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l O O t h , 最大制水能 力为4 0 0t 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
8、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 : 一种为预处理一反渗 透一一级除盐一混床; 另一种为预处理 一反渗透一 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 9 8 以上, 因此
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