反渗透技术在核电站水处理的应用分析

反渗透技术在核电站水处理的应用分析

卫国禛

福建福清核电有限公司 福建 福清 350318

摘要：随着社会的发展和技术的进步，反渗透技术正在不断发展和完善。越来越多的公司将其应用到生产中，极大地保证了生产效果，促进了行业的进步。将反渗透技术与核电厂中的水处理相结合将有助于降低生产成本并节省能源消耗。它不仅具有多种用途，而且具有明显的优势。有鉴于此，本文详细讨论了反渗透技术在核电厂水处理中的应用，旨在为行业专业人士提供有价值的参考，从而为行业的更好发展做出贡献。

关键词：反渗透技术；核电站；水处理；应用

引言

工业重金属废水中含有镉，镍，汞和锌等重金属，是对环境和人类危害最大的工业废水之一。因其无法分解和破坏，只能移动其位置并改变其物理和化学形式。反渗透技术的原理是，在高于溶液渗透压的作用下，重金属不能穿过半透膜，从而将重金属和水分排除在外。为了有效地去除水中的溶解盐，胶体，微生物，有机物，重金属等，反渗透膜的孔径仅为0.1nm左右，去除率为97%。应用反渗透技术处理重金属废水不仅可以保护环境，而且可以有效避免重金属离子的流失。它还具有能耗低，体积小，不消耗大量酸和碱，没有二次污染，以及相对较低的运行成本，操作简单，适用范围比较广。因此，研究基于反渗透技术的重金属废水处理方法具有重要意义。

1反渗透技术原理

渗透水从高密度区域流向低密度区域，即从高浓度区域流向低浓度区域。只有水可以通过半透膜，溶液的自发流动会稀释溶液的浓度。在流动中，当流体动力和压力平衡时，可以实现内部稳定性，并且稳定状态不是完全静态的。水中的溶剂浓度相同，因此两侧的分子可以自由流动，且其体积密度和水量处于相同状态。由于分子运动过程非常小，裸眼无法看到其运动轨迹，因此在人眼中看起来相对静止。如果内部和外部压力始终相等，则平衡时间将延长。渗透反过程就是所谓的反渗透。因此，应用反渗透技术时，在确保有半透膜的情况下，溶液中的渗透压必须低于外部压力。

2反渗透技术在核电厂水处理中的应用

2.1预处理超滤反渗透技术的应用研究

在污水处理过程中，需要采用超滤反渗透技术进行必要的预处理。处理的水量约为140m³/h。但是，在处理过程中，阳离子和阳离子床的渗透等问题可能会对污水处理效果产生一定的影响。因此，在整个处理过程中，有必要防止钠离子的渗透，以防止在处理过程中导电并产生必要的安全隐患，同时也要注意二氧化硅的含量。水处理系统主要采用自动化处理方式，其中PLC是整个系统的核心处理技术，CRT在污水处理装置中具有流量监控功能。预处理超滤反渗透技术的使用是将需要处理的污水源输送到处理泵，使其一起进入水质过滤器，将水和杂质通过过滤器进行初步处理。同时，使用反渗透装置以确保有机物的分离。在整个工作过程中，除了上述基本设施外，还必须配备除盐水泵，中间水箱以及使用阳极床和阳极床。具体操作过程需要经过特殊技术指导后才能完成。通过与其他设备的基础配合，可以最大程度地去除污水中的杂质和有机物，恢复原来的水质，满足使用要求。

2.2反渗透（RO）膜法水处理技术在核电厂除盐水中的应用

生水经过双滤料过滤器后SDI<5,流量为120m³/h/台，压力大于1.5MPa。反渗透根据原水条件，采用了一级两段的排列方式，回收率达到75％，提高了整个系统水的利用率，减少了水资源损失。反渗透脱盐部分为母管制，两套反渗透装置并联运行，为24小时连续运行，每套反渗透装置的产水量为120 m³/h，正常情况下一套反渗透装置运行。首先经过保安过滤器，保安过滤器的正常出力为160 m³/h/台，设计压力为0.6MPa，然后经过高压泵，把压力提高到1.5MPa，每台水泵设置变频装置，保证了水泵出水流量恒定，并提供反渗透装置出水流量测量装置，以实现变频流量控制。原水经加压进入膜压力容器后，进水在压力作用下从反渗透半透膜上众多的孔透过，而这些孔与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜，从而与透过反渗透膜的水相分离。在水中众多种杂质中,溶解性盐类是最难清除的，因此，经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果。清水经膜元件中心集水管道经过除碳器汇集至清水箱，浓水则由浓水管道进入反洗水箱。为了减少膜结垢和污染，在原水进入反渗透装置前还加入了还原剂和阻垢剂。最后，反渗透装置的产水流量为120 m³/h /台，回收率为75％，总脱盐率一年内≥98%，三年内≥95%。

2.3反渗透膜法水处理装置运用的注意事项

在利用反渗透系统时，需要做好原水预处理，消除水中的悬浮物，进而降低水的浑浊度，避免反渗透系统被杂物堵塞。同时需要做好杀菌处理，避免微生物滋生。反渗透系统对原水的要求较高，因此需要对水质进行检测，看其污染指数情况，进入反渗透系统的原水，其污染指数NTU＜5，最好控制在NTU＜3以下。除此之外在进行预处理的过程中，需要考虑进水的pH值。要按照不同渗透膜的材质，来控制运行pH值，合理调节进水的pH值。在进行预处理的过程中，还需要控制进水的温度，通常情况下透水量的增加是随着水的温度变化，有机膜温度尽量控制在20℃～40℃范围内，复合膜温度尽量控制在5℃～45℃范围内。为了能够确保反渗透装置正常运行，则需要做好定期的检修与养护管理，做好装置工作区域内的清洁工作，对于损坏的设备，则需要做好修复工作，定期润滑装置的阀门与泵。在操作膜组件前，要明确操作流程，并且了解注意事项，做好安全防护措施，避免受到伤害，引发过敏问题。当设备故障后，则需要停止运行进行故障检修。

3反渗透水处理技术的未来应用趋势

反渗透水处理技术具有能耗低，效率高等突出优点，是目前应用最广泛的分离技术之一。反渗透膜的性能是影响反渗透过程效率的决定性因素。反渗透膜的发展一直是国内外膜领域的研究热点。特别是近年来，石墨烯，碳纳米管等新材料表现出优异的水转移性能，已成为新型反渗透膜材料的研究热点。自上世纪60年代以来，反渗透膜在废水处理和海水淡化中起着重要作用。随着近年来我国在水污染控制方面的不断加强，反渗透水处理技术和新的反渗透膜研究与开发领域将迎来新的发展机遇。反渗透水处理技术的应用正在朝着低能耗，高效过滤水，抗污染，适用于更广泛的水质发展。反渗透水处理技术的广泛应用是现代社会对水环境和生态环境的关注的结果。随着时代的发展，反渗透水处理技术的创新必将加速。目前我国的反渗透水处理水平与国外技术相比有一定差距。随着我国对水污染预防和控制的关注，相关行业积极开展反渗透水的研究和实验工作，开展膜反应机理和膜性能调节，连续膜形成条件控制和膜结构关系，膜产品应用性能评价等研究。多种反渗透膜研究的方向，将有助于反渗透水处理技术的发展。

结论

电能是人类生活中最基本的可再生资源。电能的安全生产不仅关系到核电厂的生产效率，而且关系到未来人类的生活质量。核电厂的水质问题一直是困扰有关部门的重要问题。因此，在核电厂的水处理过程中，基本的膜处理技术不仅可以保证核电厂的安全生产，保证水质，而且在一定程度上也可以提高水资源利用效率，促进经济发展，同时为生态文明建设提供基本保证。

参考文献

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