电厂锅炉补给水处理中全膜法水处理技术的应用分析

电厂锅炉补给水处理中全膜法水处理技术的应用分析

杨玉霞

新疆中泰金晖能源股份有限公司

摘要：在电力工业的发展过程中锅炉作为重要的热能转换设备，其运行效率和安全性直接影响着整个电力系统的稳定性和经济性，锅炉补给水的水质是影响锅炉运行效率和安全性的关键因素之一。全膜法水处理技术利用超滤、反渗透、电除盐等膜分离技术能够高效去除水中的悬浮物、微生物、溶解性盐分等污染物质，从而提高水质。基于此，本文章对电厂锅炉补给水处理中全膜法水处理技术的应用分析进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：电厂锅炉；补给水处理；全膜法水处理技术；应用

引言

随着我国能源需求的不断增长，火力发电作为主要的电力来源，其安全运行至关重要。锅炉作为火力发电的核心设备，其补给水的水质直接影响到锅炉的安全运行和发电效率。因此，对锅炉补给水进行处理，确保其水质达标具有重要意义。全膜法水处理技术作为一种高效、环保的水处理方法，在电厂锅炉补给水处理中具有广泛的应用前景。

一、全膜法水处理技术的基本原理

全膜法水处理技术的基本原理主要基于不同孔径和选择性的膜材料对水中杂质的高效分离和去除，该技术集成了超滤、反渗透、电除盐等多种膜分离技术，通过物理截留、压力驱动、电场作用等方式，实现对水中悬浮物、微生物、溶解性盐分等污染物质的去除。具体来说，超滤技术利用膜的微孔结构截留大于膜孔的物质，反渗透则在压力驱动下选择性去除水中的溶解性盐分，而电除盐则通过电场作用去除水中的离子。

二、电厂锅炉补给水处理的现状

（一）水处理成本高昂

为了去除水中的硬度、溶解性固体、有机物和微生物等杂质，电厂通常需要使用多种化学品，如除氧剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等。这些化学品的采购和使用不仅成本高昂，而且需要定期监测和调整，以确保水处理效果。化学品的使用还带来环境污染问题，需要额外的处理成本。反渗透（RO）和电去离子（EDI）等膜处理技术需要消耗大量的电力来驱动泵和维持膜的正常工作压力。特别是在处理高硬度或高盐分的水源时，能源消耗更为显著。

（二）水处理系统稳定性不足

由于水处理系统通常包括多个复杂的子系统，如预处理、软化、除盐、除氧等，任何一个环节的故障都导致整个系统的运行中断。过滤器堵塞、离子交换树脂失效、膜组件损坏等都导致水处理过程无法正常进行，从而影响锅炉补给水的质量。水源水质的变化、化学品添加量的不准确、设备性能的波动等原因，水处理效果会出现波动，导致锅炉补给水的水质不稳定。这种波动会导致锅炉结垢、腐蚀、蒸汽品质下降等问题，影响电厂的安全和经济运行。

三、电厂锅炉补给水处理中全膜法水处理技术的具体应用

（一）预处理阶段

在电厂锅炉补给水处理的预处理阶段，全膜法技术中的超滤（UF）和微滤（MF）膜组件扮演着至关重要的角色，采用物理截留的方式有效去除水中的悬浮固体、胶体、微生物和大分子有机物，为后续的深度处理提供高质量的进水。超滤膜的孔径通常在0.01至0.1微米之间，而微滤膜的孔径则在0.1至10微米之间，这使得它们能够截留大部分的悬浮物和微生物，同时保留水中的溶解性盐类和小分子有机物。采用超滤和微滤膜技术可以直接跳过繁琐的步骤，实现一步到位的预处理，减少了化学品的使用量，降低了处理成本，还减少了废水排放，减轻了对环境的影响。超滤和微滤膜的运行维护相对简单，自动化程度高，可以实现连续稳定的运行。

（二）深度除盐阶段

在电厂锅炉补给水处理的深度除盐阶段，反渗透技术利用半透膜的特性，在高压作用下迫使水分子通过膜孔，而盐分和其他杂质则被截留在膜的一侧。反渗透膜的孔径非常小，通常在0.0001至0.001微米之间，这使得它能够有效去除几乎所有的溶解性盐类和大部分有机物。反渗透系统通常需要较高的操作压力（通常在15至70bar之间），以克服水分子和盐分之间的渗透压差。纳滤膜技术则介于反渗透和超滤之间，它的孔径略大于反渗透膜，通常在0.001至0.01微米之间。纳滤膜可以在较低的压力下工作（通常在5至20bar之间），主要用于去除二价离子和较大分子量的有机物。纳滤膜对于单价离子的去除效率较低，因此它常被用于需要部分除盐的场合，或者作为反渗透的前处理步骤，以减轻反渗透膜的负担，延长其使用寿命。

（三）精处理阶段

在电厂锅炉补给水处理的精处理阶段，电去离子（EDI）技术作为一种高效的水处理技术，被广泛应用于提高水质。EDI系统通常设置在反渗透（RO）系统之后，作为深度除盐的最后一步。在反渗透过程中虽然大部分的溶解性盐类已经被去除，但仍会有微量离子残留。EDI技术通过电场作用，使得水中的离子在离子交换树脂和离子选择性膜之间迁移，从而实现离子的去除。在这个过程中，水分子不会被改变，因此可以得到高纯度的水质。EDI技术的核心组件包括填充有离子交换树脂的模块、离子选择性膜和电极。在操作过程中，水流经离子交换树脂，离子在电场的作用下被吸引到相应的电极上，并通过离子选择性膜排出系统。

（四）废水回用

通过反渗透（RO）和超滤（UF）等膜技术，可以将电厂排放的废水进行深度处理，去除其中的污染物，使其达到回用的水质标准。在废水回用处理中超滤技术通常作为预处理步骤，用于去除废水中的悬浮固体、胶体物质和微生物。超滤膜的孔径较小，能够有效截留这些大分子物质，为后续的反渗透处理提供清洁的进水。反渗透技术则用于去除水中的溶解性盐类、有机物和重金属离子。反渗透膜的孔径极小，能够截留几乎所有的离子和大部分有机物，从而得到高质量的回用水。废水回用处理不仅有助于减少电厂对新鲜水资源的需求，还能减少废水的排放量。这对于水资源短缺或环境敏感地区的电厂尤为重要。

（五）系统集成与优化

通过将反渗透（RO）、超滤（UF）、电去离子（EDI）等多种膜技术有机结合，可以构建一个高效、稳定的水处理系统。系统集成涉及到不同膜技术的合理配置，超滤技术可以作为预处理步骤，有效去除水中的悬浮固体、胶体物质和微生物，为反渗透系统提供清洁的进水。反渗透技术则进一步去除水中的溶解性盐类、有机物和重金属离子，为EDI系统提供适宜的进水条件。EDI技术作为精处理步骤，去除残留的微量离子，确保最终产水达到锅炉补给水的高纯度标准。在系统集成的基础上选择合适的膜材料和膜孔径，可以提高膜的抗污染能力和通量，延长膜的使用寿命。

结束语

综上所述，全膜法水处理技术在电厂锅炉补给水处理中具有显著的优势和广阔的应用前景。随着电力工业的不断发展，对锅炉补给水的水质要求将越来越高，全膜法水处理技术将在其中发挥更加重要的作用。未来，我们应进一步加强对全膜法水处理技术的研究和应用，推动其在电力工业中的广泛应用，为实现电力工业的可持续发展做出更大的贡献。

参考文献

[1]程会芹,田国良.全膜法水处理技术在电厂锅炉补给水处理中的应用[J].现代工业经济和信息化,2022,12(11):142-144.

[2]陈玉强,杨杰,陈阳,等.再生水全膜法处理工艺在热电厂锅炉补给水中的应用研究[J].给水排水,2022,58(07):70-75+81.

[3]张晶晶,吴梦怡.探讨电厂锅炉补给水处理中全膜法处理工艺的应用[J].清洗世界,2022,38(06):24-25+92.

[4]张欣.电厂锅炉补给水处理系统全膜工艺调试以及全自动控制方式[J].清洗世界,2020,36(07):4-6.

[5]冯帅.电厂锅炉补给水处理中全膜法处理工艺的应用研究[J].工业加热,2020,49(04):37-39.