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电厂化学水处理工作中双膜工艺的应用
来源: 作者: 发布时间:2019-10-28

    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。

        2 当前电厂化学水处理技术的应用现状

        2. 1 水处理系统流程更加完善

        原有的电厂水处理过程涉及的多种水处理环节包括进水预处理、补给水处理、循环水处理、废水处理、汽水检测、取样控制以及加药处理等多种流程。环节比较复杂,涉及工序较多,所用的时间比较长,在实际工作过程中难免会遇到各种各样的问题及故障,从而影响水处理效率以及水处理质量。同时,水处理系统流程相关设备的存在还需要占据大量的空间,难以实现系统的整体管理及整体维修,使得水处理效率低下,成本较高。随着科学技术的不断发展以及膜处理工艺的持续进步,膜处理工艺在水处理系统中的应用越来越广泛,极大地提升了水处理效率及水处理质量,同时也可以有效减少设备的使用,减少处理流程,缩短处理环节,使得水处理系统能够更加的紧凑和完善。通过阶梯形的结构进行水资源的处理及控制,能够更方便地进行水处理活动的管理与控制,提高电厂企业的生产效益及市场价值。

        2. 2 更加重视水处理公司的环保性

        随着科学技术的不断发展以及工业水平的持续进步,人们越来越重视环境保护工作,环保意识不断加强,对环保的认识程度不断加深。在电厂水处理工作过程中,也逐渐融入了环保理念进行水处理及控制,以减少国内水资源的污染程度,提高水资源的利用效率,实现水资源的有效节约。在电厂化学水应用过程中进行水源的有效过滤,可以将能够腐蚀电厂设备的相关元素以及离子过滤出去,从而减少电厂设备的腐蚀剂,提高电厂设备的使用效率,延长设备的使用寿命,具有良好的经济价值。同时,水资源的有效处理还可以实现水源的有效节约,避免水资源的浪费,也可以防止电厂生产过程中产生的污水对周围水资源的破坏以及污染,实现水资源的循环利用。另外,膜处理工艺在电厂化学水处理过程中的有效应用还可以替代传统的化学处理方法,减少化学药剂的使用,避免化学药剂使用过程中对周围环境的破坏与污染,从而提高水资源处理的环保性。

        2. 3 化学水处理系统控制单元更加完善

        原有的电厂化学水处理过程中通常采用模拟盘的控制形式,随着科学技术的不断发展以及现代信息技术的持续进步,当前所用的水处理系统一般采取全新的模式进行控制。利用中央处理器设备在一个整体中进行单独系统的辅助操作以及分批管理,从而形成整体的流程,提高整体的工作效率,操作也更加便捷和快速。利用中央处理器技术和相关设备能够对各项单元的数据信息进行全面的分析和控制,并通过接口将数据信息传送到总系统当中,有效把控和管理化学水处理系统的生产环节以及生产流程,形成信息化和自动化的管理模式。电厂化学水处理技术种类较多,具有多元化发展的特征。由于科学技术水平的提高,当前市场中出现的水处理技术中向着多元化的方向发展,水处理技术种类繁多,方式多样,留存传统水处理技术的优势,对水质进行详细的数据分析,研发出适应社会发展趋势的新化学水处理技术、细微过滤技术和反渗透技术。

        3双膜工艺的原理与流程

        3. 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。结合河北省涿州市东仙坡京能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。本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[1]

        3. 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 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. 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[2]

        4 结果分析与实际应用

        4. 1 反渗透膜脓水会受到pH的影响

        在实验过程中,通过pH 的合理设置进行膜通量降低,分析不同浓缩倍数与pH 关系的关系,并进行合理的数据分析。通过实验结果可以发现,浓缩倍数上升以及pH 的下降会导致膜通量不断下降。浓缩倍数与膜通量呈现反比的关系。在不同pH 浓缩过程中,由于浓缩浓度的上升会造成碳酸钙难溶性物质的饱和度不断增加,当浓缩浓度小于1 时,产生固体物质会对管道进行堵塞而影响膜的通透性以及膜的流速。通过对膜装置进行观察以及处理可以发现,在膜通量下降之后,热测进口位置处出现白色粉末,随着溶液浓度的不断增加,白色粉末的数量也逐渐增加。根据检测结果表明,产生的白色粉末即为碳酸钙、碳酸镁等难溶性物质。

        4. 2 难溶性盐离子的影响

        结合实验结果,在双膜工艺的应用过程中,随着浓缩倍数的不断提升,水中含量较高的镁离子和钙离子更加容易形成碳酸钙以及碳酸镁等难溶性盐物质。难溶性盐物质的形成在双膜工艺的实际应用过程中会对蒸馏流程产生极大的干扰,双膜盐溶液蒸馏技术的应用是在低压环境下进行的,与传统的依靠压力差为驱动力的过滤技术有着极大的区别,所以这证明浓度的提升难溶盐浓度也不断提升,逐渐造成难溶盐析出以及结晶现象,浑浊度也不断增加。通过对蒸馏技术热侧硫化钙、碳酸钙、碳酸镁等盐溶液的分析和观察可以发现,随着温度不断下降,难溶盐的数量会逐渐减少。难溶性盐难以在膜丝表面形成晶体,这是由于反过滤水的成分相对比较复杂,水中存在着较多的天然有机物,可以与难溶性物质结合形成水垢。因此,在具体的双膜工艺蒸馏运行过程中,需要对热测难溶性盐的饱和指数进行严格的控制,通过合理的措施减少难溶性盐的浓度以及比例,提高电厂化学水处理工作效率及处理质量。

        4. 3 反渗透膜滤技术以及膜蒸馏浓缩技术的实验结果

        要首先对溶液进行膜蒸馏,浓缩的浓盐水进行pH 有效调节,然后对盐水进行脱气处理,再进行进一步的浓缩。在具体的实验过程中,需要明确不同pH 影响下,膜通量下降时pH 的变化情况以及浓盐水的浓缩倍数,并对相互之间的关系及干扰进行系统的分析,得到对应的结论。当浓缩倍数以及pH 发生变化时,会造成膜通量改变,pH 越高,膜通量就会高,浓缩倍数会降低,但pH 升高或者浓缩倍数降低会造成膜通量的整体升高。pH 下降或者浓缩倍数上升时,膜通量也会随之下降,工作人员需要结合不同pH下膜通量的实际特点进行合理的pH 设计以及水的浓缩。不同pH 浓盐水浓缩过程中,浓缩倍数的提升会造成难溶于水的溶夜中的盐的饱和度也会相应升高,当浓缩倍数大于1 时,会在浓缩水中形成一种白色的结晶物质,对流通量产生阻碍,堵塞流道而造成膜通量的降低。在该实验结束之后,对电厂化学水处理工作中的双膜系统进行系统的定期的检查发现,膜通量降低时系统装置出现白色粉末状物质的堆积,当膜通量升高时,白色粉状物就会越多,对流速的影响会越大,相应的阻碍效果越明显。通过检测表明,白色粉状物是难溶于水的硫酸钙以及碳酸钙等难溶性物质。

        4. 4 双膜工艺产水率分析

        根据实验结果可以发现,双膜工艺下的产水率能够达到100%,与对应的传统的渗透膜技术的产水率相比,产水率获得极大的提升。在实际实验过程中。如果反渗透方法下产水率不断升高,能够将其从原有的75%升高到80%,而双膜工艺的有效应用可以使得产水率持续增加,将其增加到97%以上。在实验过程中,通过对实验现象的有效分析,能够总结归纳出实验结果,随着膜蒸馏浓缩倍数的不断提升,电厂化学水在进行双膜工艺的应用以及处理之后,可以不断增加处理的产水量,而且随着时间的延长,产水量的增加趋势会逐渐变得平稳。由此可见,应用双膜工艺进行电厂化学水处理工作是具有十分重要的应用价值,膜蒸馏系统的浓缩倍数越低,产水率便会越好,产水效果也会更佳。

        5 结语

        综上所述,本文主要针对电厂化学水处理工作中双膜工艺的应用流程、实验方法、应用结果和应用分析进行探究,指出双膜工艺在电厂化学水处理工作中的具体运用实践,可以实现电厂化学水资源的有效控制,提高水资源的使用效率以及使用价值。在实际电厂操作过程中,双膜工艺的有效应用能够合理地提高水资源的处理效率,大幅提升电厂产水率以及产水质量,使得电厂的发展能够更加适应市场经济发展的需求,促进电厂单位的可持续发展。(转自乾来环保)


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