反渗透脱盐技术在电厂水脱盐系统中的应用
反渗透技术由于具有除盐率高(可达97%)、自控操作强等特点，在海水淡化、苦咸水脱盐、纯水制备等方面得到了广泛的应用，并产生了重大的社会和经济效益。特别是近年来，在电力行业锅炉补给水预脱盐方面应用较为广泛。
反渗透在电力行业中的应用
由于电力行业中电厂锅炉需用电导率＜0.2μS/cm(电阻率＞5MΩ.cm)，SiO2＜0.002mg/L的补给水，而二级反渗透出水电导率一般大于1μS/cm，故反渗透在电力行业一般用于锅炉补给水的预脱盐(一级脱盐)处理(见图1)。
反渗透在电力行业的应用工艺
反渗透+电去离子脱盐系统
1 反渗透分离原理
用一张半透膜将稀溶液(如纯水)与浓溶液(如盐水)隔开,稀溶液会向浓溶液渗透并保持相应的渗透压,此现象称为渗透。如果在浓溶液处施加大于渗透压的压力,则浓溶液会向稀溶液一侧渗透,此现象称为反渗透。一般反渗透膜微孔尺寸在1OA左右,操作压力为1.0-10.0MPa,切割分子量小于500,能截留盐或小分子量有机物,可使水中离子的含量降低96%-99%。反渗透的去除性能一般有
如下规律:
(1)高价离子去除率大于低价离子A13+>Fe3+>Mg2+>Ca2+>Li+
(2)去除有机物的特性受分子构造与膜亲和性影响
分子量:高分子量>低分子量
亲和性:醛类>酸类>胺类
侧链结构:第三级>异位>第二级>第一级
(3)对分子量>300的电解质、非电解质都可有效的除去,其中分子量在100-300之间的去除率为90%以上。
2 膜污染
近年来,反渗透以其操作简单、可靠性高、不产生二次污染等特点而得到了广泛的应用。然而反渗透经长期运行,在膜上浓水侧会积累胶体、金属氧化物、细菌、有机物、水垢等物质,造成膜污染,引起系统脱盐率下降,出水量降低,压差增大等问题。因此,当反渗透性能下降到一定程度时,就应对膜进行及时有效地清洗,避免造成严重膜污染而难以恢复系统是否需要清洗可根据产水量、脱盐率、压差变化来判断。
3 反渗透脱盐技术应用实践
20世纪末,反渗透水处理的市场份额以每年18%的速度增长,它与许多高科技产品一样,技术含量高,科技附加值高,易操作,使用方法易掌握。反渗透用途几乎涵盖了所有工业部门,广泛应用于电力、化工、石油、饮料、制药、电子、冶金等行业。包括水的脱盐,由苦咸水和海水制取饮用水,辅助处理过程的净化,高纯漂洗水的生产,化学制造业所接触的水,食品和饮料的生产,工业污水的净化等。不同行业所处理的水质情况不同。在反渗透的使用中,必须重视反渗透装置的长期安全经济运行,其经济可行性很大程度上取决于其能达到的最高透过速率和膜寿命。在反渗透运行过程中,当系统设计合理的情况下,并排除设备机械损坏(如O形环的损坏)等因素,由于水质千差万别,若运行控制不当,必然会导致膜的污染,严重的会导致整个反渗透装置的报废,会造成巨大的经济损失。应对不同水质的实际情况设计出合理的反渗透系统,掌握正确的反渗透操作方法和运行技术,以保证反渗透设备的安全经济运行。下面以一套用于锅炉补给水的反渗透系统的应用情况讨论。
RO技术因具有特殊的优越性而得到日益广泛的应用。为了保证反渗透膜组件良好的设计性能和长时间的安全经济运行，特别是为了保证膜的使用寿命,必须对原水进行合适的预处理，以确保反渗透组件给水质量合格；为了保证反渗透膜安全运行，高压泵一般选用不锈钢的高扬程多级离心泵，泵的进口与出口必须分别设置低水压与高水压保护；选择膜材料时应考虑透水量、脱盐率、pH值适用范围、耐氯性、机械强度、耐热温度等因素；而清洗剂的选择,是装置持续稳定运行必不可少的工艺，应根据垢的种类和膜的材料来选择清洗剂。在日常工作中,只要做好管理，严格操作，及时发现运行参数的变化并及时调整设备运行工况,就可避免系统出现严重的问题,从而保证反渗透系统长期、安全、稳定运行。
由于RO技术优良的分离性能,它的应用领域将越来越广泛。今后反渗透的主要发展方向:1、开发抗氧化性、抗酸碱性以及高透水性的新型膜材料。2、开发具有低能耗、抗污染、耐高温、高压和特种分离等性能的反渗透膜组件。3、反渗透膜组件与与超滤、微滤、纳滤、EDI等膜组件的组合应用。4、新型气体膜分离材料的研制。
反渗透脱盐装置是本系统中最主要的脱盐装置,反渗透系统利用反渗透膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分,胶体,有机物及微生物。经过预处理后合格的原水进入置于压力容器内的膜组件,水分子和极少量的小分子量有机物通过膜层,经收集管道集中后,通往产水管再注入反渗透水箱。反之不能通过的就经由另一组收集管道集中后通往浓水排放管,排入浓水收集箱。系统的进水、产水和浓水管道上都装有一系列的控制阀门,监控仪表及程控操作系统,它们将保证设备能长期保质、保量的系统化运行。本装置反渗透膜组件均采用世界上最先进的复合反渗透膜,单根膜脱盐率达99.6%。经过反渗透膜专用计算软件分析,当设计反渗透装置的回收率为85%时,每套反渗透配置36根BW30-365型膜组件,分别安装在6根FRP压力容器内,成3×2×1排列。
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