全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用程晋堂

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关键词:膜分离技术;水处理;应用

引言

电厂生产的电能主要来自于燃料燃烧的热能转化,这种能量的转化主要是靠水来辅助实现的。在电厂的日常运转中,水作为重要的媒介在很多生产环节中起着重要的作用。而且电厂设备的运行效率和生产设备的使用寿命与水的质量息息相关,主要是因为电厂使用的水蒸发后的水蒸气含有污染性的化学物质造成。为了防止含有腐蚀性的水渗入电厂的设备造成损害,需要科学有效的方式进行水处理。全膜分离技术是一种比传统水处理更有效的技术,它具有设备要求低、运行方便、环保、水质净化率高等特点,得到了广大企业的青睐,应用范围广泛。

1膜分离技术的分类

目前常见的几种膜分离技术主要包括微滤技术、纳滤技术、超滤技术和渗透汽化技术。其中微滤技术主要适用于操作压力小于0.2MPa的污水处理过程,能够实现对小颗粒污水的过滤,主要是运用筛网进行物理性过滤。微滤技术在饮用水的处理过程中并不需很大的操作面积,对液体的处理效果比较好,可以应用于连续性的污水处理工作。纳滤技术是一种分子膜分离技术,是20世纪80年代发展起来的一种新式分子膜分离技术,是一个压力驱动的分离过程,具有离子选择性特征,能够有效去除二价离子,广泛应用于化合物比较多的废水处理过程,需要复杂的预处理。超滤技术的动力来源为压力驱动膜,本质上是一种筛分过程,主要用于分离液体中的悬浮物以及固体颗粒物等大分子物质,具有可观的经济效益。但是超滤膜的时效性和耐用性比较差,通常需要进行频繁地膜替换。超滤技术的应用相对来说仍然存在一定的局限性。渗透汽化技术是利用膜对液体混合物中组分的溶解扩散性能的不同来实现分离,又被称为浸透蒸腾技术。渗透汽化技术在应用过程中需要消耗热能,不会对环境产生二次污染,主要应用于航空航天、化工以及食品工业生产领域。

2全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用

2.1超滤膜技术分析

在电厂化学水处理中应用超滤膜技术主要是为了能够科学有效地将水中的离子、颗粒等截住,从而使得待处理的水分离、浓缩和进化。超滤膜技术工作时,主要是靠外力改变膜两边的压力来使水得到净化。在合适的压力进行作用下,液体中蕴含的溶剂和一些颗粒比较小的溶质穿过膜壁上的小孔进行分离,从而将溶液中不同大小的组成物质分离。在电厂化学水处理的应用中主要使用的是中空纤维超滤膜,这种膜的工作过程中,筛孔分离只需要较低的压差作为推动力就可以实现。溶液中的大分子物质、蛋白、胶体和微粒的分离浓缩都可以通过中空纤维超滤膜实现。这道工序的分离结束后一边剩余的具体物质为溶剂、无机盐和低分子物质,另一边则为截留的胶体、蛋白和大分子物质。这种膜的分离机理有3种:1)溶质吸附在微孔内部和膜表面。2)颗粒直径略小于膜孔的溶质可能会停留在微孔内部造成堵塞。3)颗粒直径大于膜孔的则被筛分在膜的表面。其中第三种是中空纤维超滤膜的主要工作机理。

2.2海水淡化处理

在现阶段海水淡化处理过程中,相关技术人员选取对应的膜分离技术,主要是发挥出反渗透、膜分离、电渗析等综合性处理方式。反渗透技术在早期应用阶段,应用作用主要是对海水实施淡化处理,从膜分离技术应用于海水淡化处理实践中能得出,处理之后的水质较好,由于常用的自来水水质。当前在海水淡化处理领域中膜分离技术应用较为完善,比如我国在沙漠干旱地区中苦咸水淡化处理中主要是发挥出膜分离技术电渗析作用,近些年RO技术整体发展势头较好,此项技术反渗透能耗较低,使得原有的电渗析技术应用被替代。在海水淡化处理过程中,技术人员要结合处理要求合理选取对应的纳滤膜材料,促使处理水质得到深度软化,对溶解固体浓度进行调控,及时处理水体色度与含量较高的有机物。在低压状态中纳滤膜存有较高通量,能对一、二价离子进行合理区分,在处理水源中能保存更多可用性水分,其产生能耗以及应用消耗成本要低于反渗透膜。从海水淡化处理实践中能得出,膜分离技术应用可以全面强化海水基本脱盐效率,从数据统计中能得出,实际脱盐效率能达到99.60%。近年来反渗透技术应用,促使海水淡化消耗成本不断降低,通过反渗透技术合理应用能实现海水直接处理转为饮用水源。在蒸馏膜技术发展影响下,促使小型海水淡化成效全面提升,其中小型海水中各类离子与胶体中含有诸多难以挥发的组成成分,其中诸多成分不能穿透膜,截留效率100%。

2.3工业废水的处理

随着科学技术的不断发展以及人们生活水平的提高,人们对水资源的要求越来越高,长期以来工业产生的大量污水严重威胁人们的生存环境,也不利于社会经济的可持续发展,因此,必须要加强对工业废水的控制以及处理,减少工业废水对周围生态环境造成的破坏。工业排放的污水和废水不仅会严重影响河流、湖泊等水资源,而且还会破坏水生物的生存环境,污水中含有的重金属物质以及化学物质等有害物质也会对人体健康产生威胁。膜分离技术在工业废水处理中的合理应用可以科学地处理和控制废水中的污染物质和有害物质。工作人员需要根据工业废水中主要污染物质的种类以及特征合理地选择膜分离技术,提高工业用水的水质。

2.4电除盐技术分析

电除盐技术是近些年发展起来的一项全新的水处理技术,电场在水中将一些离子进行去除。同时,电除盐技术也是全膜分离技术中最为复杂的水处理技术。主要原理是利用了电场的特性将水分解从而实现离子的内部交换。在电场的作用下,水中的阴阳离子由于电场力的作用进行快速移动,最后进行中和消去了分离子的效果,达到降低水体导电率的目的。这项技术处理过的水能够更好地满足锅炉补给水中电阻、硬度的需求。这项技术还能够实现离子交换和电渗析技术相结合,缓解了部分离子无法互换的情况,解决了传统电渗析技术中不能进一步深入脱盐的情况,补充了水中酸碱再生问题的途径。电除盐技术在电厂化学水处理中能有效地整合现有的技术联合处理,是一种非常科学高效的水处理技术。

2.5食品加工业废水处理

从各类食品加工业生产的废水污染元素组成中能看出,废水中含有大量有机物。针对食品加工业废水处理主要是确保废水中含有的大量有机物能得到综合应用。比如通过纳滤膜与微滤膜对黄姜废水进行处理,从废水中提取纯度在85%至90%的葡萄糖溶液,对其采取生化处理措施,保障废水处理成效有效提升。废水中较多物质能被反渗透膜进行截取,通过纳滤膜基于一价盐,能将食品加工业中废水中的有机物与盐分进行全面分离。

结语

膜分离技术是当前一种高效、环保的分离工艺,在污水处理中应用该技术,不仅有利于提高水质,达到排放标准,还能够对污水中的有用物质进行再回收。但是,在实际操作过程中,还是存在诸多问题,单一的膜分离技术对于含油污水的处理效果不佳,必须要与其他处理技术有效结合起来,还需要在实践中进一步研究。

餐参考文献

[1]王水明.膜分离技术在水处理环境工程中的有效利用[J].环境与发展,2018(5):12-13.

[2]王翦.膜分离技术在环境工程中的应用现状及发展前景[J].农村经济与科技,2017,28(2):7.

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