电厂化学水处理工作中双膜工艺的应用分析

电厂化学水处理工作中双膜工艺的应用分析

梁飞宇

大唐山西发电有限公司太原第二热电厂 山西省太原市  030008

摘要：随着科学技术的不断发展以及材料研究水平的不断提升，膜制备技术获得了新的发展。在化学水处理过程中的应用越来越广泛，极大地提升了化学水的处理效率以及处理价值。从当前电厂化学水处理过程中来看，双膜工艺的应用能够实现水资源的重复利用，保护自然资源，具有良好的经济价值和社会价值。因此，需要加强对双膜工艺的探究，合理地应用双膜工艺，提升其应用价值以及应用水平。

关键词：电厂；化学水处理；双膜工艺；应用

科学技术飞速发展，我国在材料研究方面也取得了突破性的进展，尤其是制膜技术更是取得了跨越性的发展。化学水处理是每个电厂都需要面对的问题，其不仅能够减少化学水对于环境的污染，对于提升电厂自身的经济效益也有着十分积极的意义。国内现行所使用的化学水处理方法为双膜工艺，该方法是在传统反渗透膜滤技术上发展起来的，能有效克服反渗透膜滤技术存在的产水率低问题与盐水直接排放问题，进一步优化化学水处理效果。从现阶段电厂处理化学水的流程来看，应用双膜工艺不仅达到了重复利用水资源的目标，也有效的提升了电厂的社会价值。

一、双膜工艺的原理与流程

1、双膜实验的提出膜技术的不断发展在各行各业有着十分广泛的应用，极大地提升了污水处理效率以及污水处理质量，还可以有效实现资源的有效利用和回收。当前世界各国已经认识到膜技术的重要性，并加强滤膜技术的研究，减少浓盐水的排放量以提高产水率。近年来，膜蒸馏技术备受人们的关注和青睐，双膜工艺也渐渐获得人们的重视，并逐渐应用到工业生产过程中，极大地提升了膜过滤的质量以及过滤的效率。膜蒸馏法能够有效处理浓盐水，使双膜工艺系统上的理论产水量可以达到100%，解决了传统膜过滤技术水资源损失问题，提高水资源的过滤效率及过滤价值。结合某热电厂的双膜工艺的应用情况以及应用要求进行实验的设计及规划。实验中第一次所应用的新型的输水中空纤维膜进行浓盐水的浓缩和蒸馏，对不同浓缩倍数下不溶于水的盐的饱和度进行分析预处理，确定不同浓缩温度下，可以保证膜蒸馏效果的最佳pH，从而可以在浓缩倍数不变的情况下，研究不同pH对浓盐水回收效率的影响，明确膜蒸馏浓缩过程中膜通量的影响因素以及变化规律，可以结合实验结果进行膜蒸馏技术处理回收效率的验证以及双膜工艺应用可靠性的支撑。

2、实验流程。实验过程中所采用的水源为利用最大产水率为75%的反渗透膜过滤技术方法，经过澄清和初沉淀的当地的地下水，这种水的杂质含量比较高，氯离子含量较高，pH为8.32，氢氧根浓度为零。碳酸盐的浓度为0.1mmol/L。硫酸的浓度为582.3mg，每升氯化物的浓度为278mg，每升硅酸盐的浓度为2.5mg，每升硝酸盐的浓度为17mg，硬度为13.8mmol/L，钙离子的浓度为132mg/L。总导电率为2735μS/cm。本次电厂化学水处理应用过程中所应用到的薄膜为PVDF，中空纤维膜是通过拉伸的方法进行制备，聚烯烃材料在比较高的应力的作用下通过熔融而拉成，集成中空纤维膜，然后在温度低于其熔点的情况下通过拉力产生贯穿膜的裂纹，在拉力的作用下裂纹孔能够经过进一步的处理形成微孔膜。这种材料所制成的膜丝的壁厚度为0.25mm，平均孔径为0.13μm，孔隙率为80%，膜丝数量为100根，内径为0.7nm。

3、实验方法。本次所运用到的实验设备为膜蒸馏装置，该装置通过直接接触待处理的水源发挥作用，在实验的过程中要先将盐浓度比较高的水进行水浴加热，然后将其注入膜丝内测，再用自来水进行膜丝外侧的冷却，利用磁力泵进行膜蒸馏系统的循环，对膜组件发挥作用过程中所对应的温度变化情况进行记录。在实验操作的过程中，需要首先开启膜蒸馏装置，控制内测的水温开关，等到水温升到与预定温度差不多一致的时候，在进行循环泵的开启，提高膜蒸馏冷热测进出口的温度。每隔一定的时间需要记录装置导电率情况以及膜通量情况，并结合相关公式以及计算方法进行数据的计算，完成膜蒸馏操作。在实验过程中，有些难溶于水的镁离子和钙离子的饱和度随着膜循环浓缩倍数的升高而升高，从而会出现结构的问题。在实验过程中，通常采用氯化钠溶液进行pH的调配以减少沉淀的产生，调节难溶于水的离子的饱和度。在溶液经过中和之后会增加水中二氧化碳的含量，导致冷测恒温槽纯水导电率升高而产生pH的下降情况，难以满足锅炉对高纯水的使用要求。因此，需要应用负压膜对溶液酸化之后的溶液进行脱气处理，排出二氧化碳，保证冷侧槽的出水质量。

二、电厂化学水处理工作中双膜工艺的应用结果

1、pH值会影响反渗透膜脓水。实验中，pH值的变化也会影响膜通量的变化，以此为基础，可以分析pH值与浓缩倍数之间的关系，在此基础上，采取合理的方式对数据进行分析。研究发现，pH值下降，浓缩倍数上升，两个条件满足任何一个膜通量都会下降。其中，膜通量和浓缩倍数之间呈现出反比关系，当浓缩浓度提升的时候，溶液中碳酸钙难溶性物质的饱和度也会相应提升，在浓缩浓度不大于1的情况下，膜的流速、膜的通透性都会相应的受到影响，在此基础上，出现管道堵塞的问题。在处理以及观察膜装置的过程中，可以发现这样的问题，膜通量下降的过程中，研究人员发现在热测进口的位置会出现大量白色粉末，溶液浓度越高，白色粉末的数量也越多，检测结果显示，所出现的白色粉末就是碳酸镁、碳酸钙粉末。

2、产生难溶性盐离子。从研究结果来看，使用双膜工艺的过程中，浓缩倍数越高，水源中的钙离子和镁离子形成碳酸镁以及碳酸钙等难溶性盐离子的概率也更高，在使用双膜工艺的过程中出现大量的难溶性物质，会严重影响蒸馏流程。由于在对双膜盐溶液进行蒸馏的过程中，多数情况下需要在低压的环境中展开，和以往电厂在对化学水进行处理的过程中所采用的依靠压力差驱动的过滤方式具有较大差别，这也间接证明难溶盐浓度的提升与溶液浓度的提升有着十分密切的关联，当难溶盐浓度达到一定程度的时候，就会出现结晶以及难溶盐析出的问题，进而导致水源的浑浊度提升。在对溶液进行观察的过程中，我们还发现了这样的问题，在温度越低的情况下，难溶盐的数量也会相应的减少，在膜丝表面，很少出现难溶盐结晶的问题，其主要原因是反过滤水中的天然有机物相对丰富，成分相对于普通水源也更加复杂，这些有机物就会与难溶盐物质结合到一起，进而导致出现水垢。

3、能够有效提升产水率。研究显示，采用双膜工艺对电厂化学水进行处理，处理得当的情况下能够达到产水率100％的目标，与传统的电厂化学水处理方式相比，含水率得到了大幅度的提升。实际研究中，在使用反渗透方法的情况下，如果产水率得到了有效提升，在使用双膜工艺的情况下，产水率也能得到持续提升，实验过程中，通过充分分析实验现象，根据实际情况合理归纳实验结果，在膜蒸馏浓缩倍数持续提高的情况下，使用双膜工艺对化学水进行处理以及应用，产水量也会持续增加，时间越长，产水量的变化趋势也越平稳，由此可见，在对电厂化学水进行处理的过程中，双膜工艺的应用具有十分积极的价值，通过有效降低膜蒸馏系统的浓缩倍数，提升产水率，在此基础上，保证产水效果。

总之，环保问题是我国目前社会发展的主流课题，要想使国家能够达到可持续发展，就必须对各个方面进行环境污染的防御和处理。在对双膜工艺进行大范围投入使用之前，要找到与其合适的热源，并利用温度的变化来掌握水的质量，从而达到水质量的纯度标准。虽然，双膜工艺技术在实际应用中还存在一定的问题，但是可以通过有效的方式进行解决，提高电厂整体工作效率，增加电厂的产水率，保证产水质量，从而使双模工艺能够在电厂得到广泛的应用，使电厂的发展适应市场经济发展要求。

参考文献：

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[2]都琳.电厂化学水处理工作中双膜工艺技术的应用实践浅析[J].科技与企业,2019(22):102+104.

[3]赵冰.电厂化学水处理工作中双膜工艺的应用[J].黑龙江科技信息,2018(20):59.