近年来，随着我国电力工业节能、环境保护意识的增强，基于超滤（UF）膜、反渗透（RO）膜和 EDI膜（EDI）一体化膜技术的发展趋势。超滤技术能有效地除去细菌、悬浮物和胶体等杂质，从而保证出水的质量达到反渗透工艺的要求，从而保证后续装置的长时间、稳定的运行。由于其脱盐率高，适应水质范围广，自动化程度高，在地表水回用和纯水制备等方面得到了广泛的应用。本文结合一个电厂锅炉补水工程实例，探讨了一体化膜分离工艺在大型电厂水处理中的应用现状和实践意义。

1项目概况

某市热源厂热电厂是一座集供、供、供、供、用于一体的热电厂，具有57.5 MW背压机组，配有375 t/h高温高压 CFB锅炉，可提供600m2的供热面积，60 t/h的工业用水。该项目的锅炉补水处理系统的水源来自于当地的污水处理厂，它的入口压力为0.35 MPa，产量要求为40m3/h。进出水主要水质指标见表1。

表 1 系统进出水水质参数

为满足热电厂锅炉用水的要求，项目采用“超滤+反渗透+电去离子装置（EDI）”集成膜分离技术，将污水处理厂二级中水处理后回用于热电厂锅炉补给水。

2集成膜分离技术工艺

该工艺包括前处理（超滤）、中处理（反渗透）和后处理（连续电去离子 EDI）三大部分。工艺流程见图1。

图 1 工艺流程

2.1预处理系统

预处理系统由格栅式自清洗过滤器、超滤膜和反洗泵、压缩空气系统（空气清洗）、盐酸、氢氧化钠和杀菌剂的配加设备、压力表和流量计等配套仪器组成。系统进水经过自清洁滤池后，采用粗、细两级滤网对水中各类大颗粒物质进行直接拦截，达到净化水质的目的，降低系统内的污垢，藻类，腐蚀等。过滤后的出水经陶氏公司生产的外压型超滤膜，具有良好的耐污染性能和稳定的运行性能，并经气刷法净化后的流量恢复能力强。通过对热电厂的现场测试，发现该工艺的实际输出功率为80m3/h，产水电导435 s/cm，污染指数≤2，浊度≤0.20 NTU，能满足 RO的出水水质要求。

2.2中处理系统

中处理系统作为该工艺的核心，中间处理系统的目标是水质硬度、碱度、大量的阴阳离子和低分子量的有机杂质，基本上可以完全消除水中的溶解性杂质。在该工程中，采用两级反渗透技术，每个阶段分为两个阶段。该工艺装置由精密的过滤器，反渗透膜，增压泵，高压泵，反渗透泵，与之配套的泵，阻垢剂，还原剂，非氧化性杀菌剂，以及与之配套的压力表，流量计，在线水质监控等。

图 2 反渗透系统运行情况

图2是该装置投入使用后的10天内，该装置投入使用后的连续10天的数据，得到了该装置的平均产量为61.4立方米/小时，电导率为38.9 S/cm，即该装置的回收率为76.75%，该装置的脱盐率为91.06%；两级反渗透工艺的平均产量为51立方米/小时，电导率3.11 S/cm，回收率分别为83.06%和92.01%。由图2可知， RO系统运行平稳，出水电导率小于10 S/cm，说明 RO机组在运行半年以来，生产水量、脱盐率均高于正常水平。

2.3后处理系统

后处理就是除去水中残留的微量杂质，使出水达到水质标准。本课题的后处理采用 EDI，由 EDI组件，精密过滤器，增压泵组成，配合压力表，流量计，电阻率控制器等。

 EDI技术相对于常规的离子交换技术具有显著的优点，即利用直流电流对交换树脂进行持续的再生，无需使用酸、碱等化学试剂进行再生，制得的高纯度高纯水的纯度甚至超过了离子交换床。该系统采用并行的10个 EDI组件进行并行处理。

图 3 EDI 装置运行情况

图3是 EDI设备投入使用后的10天连续工作数据，得到了 EDI装置入口水中SiO2的平均质量浓度为1.1 mg/L，出水中的平均质量浓度为0.017 mg/L，并且所有测量的结果都小于0.02 mg/L，也就是硅的去除率达到了98.45%；结果表明，该工艺的产水导都小于0.2 S/cm，平均电导率为0.18 S/cm，即海水淡化率为94.21%；EDI装置的输出功率为48立方米/小时，即达到94.12%；出水硬度可达0摩尔/L，达到了高压锅炉用水的要求。

2.4化学清洗系统

在常规的超滤、反渗透和 EDI膜反应器中，存在着大量的有机物、胶体、重金属氧化物等残留物质，特别是微生物（如微生物）对膜的污染，从而降低了膜通量及性能的稳定性，降低了膜的使用寿命，提高了膜的运行成本。所以，要使各个单元具有较好的产水量和脱盐能力，就必须定期对其进行化学清洗。

超滤、反渗透及EDI膜堆的清洗频率较低，每套1～3次/年，因此化学清洗系统全部采用手动操作控制。化学清洗工艺流程见图4。

图 4 化学清洗流程

膜清洗的最佳温度为30℃左右，对配制药剂进行现场控制，通过热交换器将配制好的药剂用水加热到所需要的温度。在配置好对应的洗涤液之后，使用清洗泵到洗涤槽的回水管，进行反复搅拌，使洗涤液均匀地混合。在充分搅拌之后，依次打开各个设备上对应的冲洗阀及冲洗泵，在规定的冲洗流量下对各个部件进行循环冲洗和浸渍，使薄膜的处理能力得以恢复。

3系统经济效益分析

以本地生活污水处理厂出水代替原生活用水，一年可以节省100×24*360=864000吨。另外， EDI相对于常规的离子交换法有两个显著的优点：①不需要安装酸、碱容器，可以节约约70%的土地；本项目的 EDI回收率为94.12%，年生产的浓缩水为51×24×360×（1-94.12%)=25910t，由于这些水只有少量的含盐量，可以作为冷却水或其它的清洗用水，达到了零排放的目的。

4结论

总的来说，通过对某电厂锅炉补给水项目中超滤、反渗透、电去离子一体化膜分离技术的深入研究，我们深刻理解了这一先进技术在大型电厂水处理中的卓越表现。该技术在超滤处理阶段实现了水中大颗粒物质的直接拦截和净化，反渗透阶段高效除去了水中的溶解性杂质，而电去离子装置则在后处理中进一步提升了水质的纯净度。

通过连续的工艺流程，这一一体化膜分离技术为电厂提供了稳定、高效、低能耗的水处理方案。系统的实际运行数据表明，在处理系统的不同阶段，产水量和脱盐率均高于正常水平，证明了该技术在长期运行中的可靠性。此外，系统的高度自动化和化学清洗系统的定期维护，保障了膜分离设备的长寿命和稳定性。

经济效益方面，通过节约生活污水处理厂出水和实现零排放，该技术为资源节约和环境保护贡献了一份力量。同时，EDI技术相较于传统的离子交换法，更加节约用地，达到了土地资源的合理利用。

参考文献

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