超濾在鍋爐補給水處理中的應用研究

1、超濾在鍋爐補給水處理中的應用研究超濾在鍋爐補給水處理中的應用研究2004年09月23日河北電力技術2000年第5期第19卷張欣，孫詠紅（石家莊熱電廠，河北石家莊050041；大連鐵道學院，遼寧大連116011）摘要：為實現(xiàn)用反滲透代替一級復床系統(tǒng)制取鍋爐補給水，試驗采用超濾進行預處理。結果證明，超濾比傳統(tǒng)的預處理工藝具有明顯的優(yōu)勢。針對超濾過程中存在的濃差極化問題，通過對運行條件及清洗方式的試驗研究，得到令人滿意的結果。關鍵詞：超濾；反

2、滲透；預處理；鍋爐中圖分類號：T1Q0288文獻標識碼：B文章編號：1DDl—9898(2000)—0018—03目前，隨著能源緊張、原材料價格大幅度提高、水資源匱乏等問題的日益突出，反滲透脫鹽技術以其能耗低、無污染、適應性強、便于操作、運行費用低等顯著特點，在鍋爐補給水方面占據(jù)愈來愈重要的地位。但由于反滲透膜極易被污染，要充分發(fā)揮其優(yōu)勢，預處理就成為一個至關重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的預處理工藝一般是：工業(yè)水—活性炭過濾器—細砂過濾器(同時需加

3、入鹽酸和六偏磷酸鈉)—5μm保安過濾器—反滲透。該系統(tǒng)一般可以濾除2μm以上的固體顆粒，而淡水中存在的小于2μm的大量金屬氧化物、粘泥等，常以穩(wěn)定的膠體形式存在，因此還需投加絮凝劑使之聚合，提高濾他的截污率；且該系統(tǒng)操作過程復雜、繁瑣，占地面積大，設備投資和運行費用都較高，也不易達到反滲透進水水質要求，在很大程度上妨礙了反滲透的推廣應用。為實現(xiàn)用反滲透代替一級復床除鹽的目的，試驗采用的預處理系統(tǒng)為：工業(yè)水—205μm濾芯過濾器—超濾(U

4、F)(加鹽酸)—反滲透(RO)。在大連第一發(fā)電廠進行了預處理系統(tǒng)的現(xiàn)場測試，結果表明，其較傳統(tǒng)的預處理工藝具有明顯的優(yōu)越性。1原理及工藝流程11超濾原理超濾是利用一種壓力活性膜，在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質，而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程(原理見圖1)。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3X104—1x104的物質。當被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時，水分子和分子量小于300

5、—500的溶質透過膜，而試驗表明，濃水流量過低時，透水量的衰減明顯加劇。這是因為濃水流量過低時，由于水流狀態(tài)趨向層流，造成膜表面凝膠層增厚，濃差極化現(xiàn)象更加嚴重，使水分子和低分子量物質透過膜的阻力增大，組件導致透水量明顯下降。因而濃水流量不宜過低，要提高水的利用率可以通過濃水回流來實現(xiàn)。213運行水溫試驗表明，溫度是影響超濾透水量的主要因素，透水量對濕度的變化非常敏感，如圖5所示。這說明水溫升高一方面降低了料液的粘度，使水流狀態(tài)得到改善

6、，另一方面加速了分子的運動，使水分子和低分子量物質更易透過膜。隨著水溫的升高，透水量隨時間的衰減趨勢也逐漸平緩。在25℃時，可保持在一個相對穩(wěn)定的水平上，即該條件下凝膠層基本處于動態(tài)平衡，因而在膜的許可溫度范圍內宜盡可能提高運行水溫。22分離性能超濾是以具有一定孔徑的膜節(jié)流水中的溶質及固體顆粒，因此，從理論上講，經(jīng)超濾的水其污染指數(shù)SDI應等于0。此外，超濾對各種有機物及肢體均有良好的去除效果。為考察超濾對不同水源的試驗情況，除工業(yè)水外

7、還對大連第一發(fā)電廠循環(huán)水進行了超濾試驗，均顯示出良好的分離性能結果見表3。23清洗在超濾過程中，除了科學地設定運行條件以控制濃差極化帶來的不利因素外，適當?shù)那逑匆彩蔷S持超濾性能長期穩(wěn)定的有效途徑。在超濾組件連續(xù)運行時，定時短暫的反沖洗可使凝膠層在尚未達到一定的厚度時被去除，可以保證透水量的相對穩(wěn)定。在超濾組件間斷運行時，每次開機先進行反沖洗，可使透水量恢復到100％。這是因為凝膠層經(jīng)浸泡后由于自身擴散而變得疏松，傳質推動力得以恢復，施以