超濾在鍋爐補(bǔ)給水處理中的應(yīng)用研究

1、超濾在鍋爐補(bǔ)給水處理中的應(yīng)用研究超濾在鍋爐補(bǔ)給水處理中的應(yīng)用研究2004年09月23日河北電力技術(shù)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(xué)院，遼寧大連116011）摘要：為實(shí)現(xiàn)用反滲透代替一級復(fù)床系統(tǒng)制取鍋爐補(bǔ)給水，試驗(yàn)采用超濾進(jìn)行預(yù)處理。結(jié)果證明，超濾比傳統(tǒng)的預(yù)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(yùn)行條件及清洗方式的試驗(yàn)研究，得到令人滿意的結(jié)果。關(guān)鍵詞：超濾；反

2、滲透；預(yù)處理；鍋爐中圖分類號：T1Q0288文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B文章編號：1DDl—9898(2000)—0018—03目前，隨著能源緊張、原材料價(jià)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(shù)以其能耗低、無污染、適應(yīng)性強(qiáng)、便于操作、運(yùn)行費(fèi)用低等顯著特點(diǎn)，在鍋爐補(bǔ)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(yù)處理就成為一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的預(yù)處理工藝一般是：工業(yè)水—活性炭過濾器—細(xì)砂過濾器(同時(shí)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(fù)雜、繁瑣，占地面積大，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用都較高，也不易達(dá)到反滲透進(jìn)水水質(zhì)要求，在很大程度上妨礙了反滲透的推廣應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)用反滲透代替一級復(fù)床除鹽的目的，試驗(yàn)采用的預(yù)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(jìn)行了預(yù)處理系統(tǒng)的現(xiàn)場測試，結(jié)果表明，其較傳統(tǒng)的預(yù)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(dòng)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(zhì)，而水和小的溶質(zhì)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(zhì)。當(dāng)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(shí)，水分子和分子量小于300

5、—500的溶質(zhì)透過膜，而試驗(yàn)表明，濃水流量過低時(shí)，透水量的衰減明顯加劇。這是因?yàn)闈馑髁窟^低時(shí)，由于水流狀態(tài)趨向?qū)恿?，造成膜表面凝膠層增厚，濃差極化現(xiàn)象更加嚴(yán)重，使水分子和低分子量物質(zhì)透過膜的阻力增大，組件導(dǎo)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(shí)現(xiàn)。213運(yùn)行水溫試驗(yàn)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(yùn)動(dòng)，使水分子和低分子量物質(zhì)更易透過膜。隨著水溫的升高，透水量隨時(shí)間的衰減趨勢也逐漸平緩。在25℃時(shí)，可保持在一個(gè)相對穩(wěn)定的水平上，即該條件下凝膠層基本處于動(dòng)態(tài)平衡，因而在膜的許可溫度范圍內(nèi)宜盡可能提高運(yùn)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(zhì)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(yīng)等于0。此外，超濾對各種有機(jī)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(yàn)情況，除工業(yè)水外

7、還對大連第一發(fā)電廠循環(huán)水進(jìn)行了超濾試驗(yàn)，均顯示出良好的分離性能結(jié)果見表3。23清洗在超濾過程中，除了科學(xué)地設(shè)定運(yùn)行條件以控制濃差極化帶來的不利因素外，適當(dāng)?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(yùn)行時(shí)，定時(shí)短暫的反沖洗可使凝膠層在尚未達(dá)到一定的厚度時(shí)被去除，可以保證透水量的相對穩(wěn)定。在超濾組件間斷運(yùn)行時(shí)，每次開機(jī)先進(jìn)行反沖洗，可使透水量恢復(fù)到100％。這是因?yàn)槟z層經(jīng)浸泡后由于自身擴(kuò)散而變得疏松，傳質(zhì)推動(dòng)力得以恢復(fù)，施以