电渗析技术处理火电厂废水应用与研究进展

  摘要：介绍了电渗析的原理和性能、回顾了在火电厂水处理中的应用历程、并分析了其在火电厂深度优化用水中的研究和发展趋势。对比了几类高盐废水浓缩减量技术，总结了电渗析的优点是浓缩倍率高、能耗低和操作灵活。通过列举几种新型电渗析技术，指出了其在火电厂废污水处理及资源化应用上的巨大前景。认为电渗析未来研究和发展的方向在于通过和其他技术相耦合，如与诱导结晶、电解制氯以及电吸附等技术连用，开发出更节能、更环保、更长寿命的废水零排放工艺。

  作为用水和排水大户，火电厂在节约用水、分质梯次用水、废水净化处理后回用上起到示范带头作用，意义重大。为避免火电厂废水对外界水体的污染，目前，火电厂废、污水处理正从一般治理逐步走向“零排放（ZLD）”的深度处理[1]。

  火电厂排放的废水按照含盐量的不同可分为3类：一是含盐量较少的废水，如生活垃圾污水、含油废水等，可经过相应的处理后回用；二是含盐量中等的废水，如循环水排污水等，一般都会采用软化-超滤-反渗透系统处理后回用。三是末端高盐废水，如脱硫废水、反渗透浓水等，目前常采用软化-浓缩减量-蒸发结晶的零排放处理，以脱硫废水为代表的末端高盐废污水处理难度较大，花费高昂[2]。电渗析（ED）作为一种传统的脱盐技术，具有浓缩倍率高、浓缩液量较少、能耗较低和占地面积小的优势，常用于海水制盐工业中。但近些年来，随着ED技术的持续不断的发展和零排放的不断推进，其在火电厂高盐废水的处理和资源化利用上受到慢慢的变多的研究和应用[3]。

  ED系统主要由电极、离子交换膜、隔板、辅助垫片等组成，并被液压装置压紧在机架上。含盐水经过循环泵进入ED膜堆，并通过隔板将盐水分布在各个淡水室，在两极板的强电场作用下，盐水中的阴阳离子发生定向移动，阴离子穿过阴离子交换膜迁移到浓室，继续迁移时受到阳离子交换膜的阻挡而停留在浓室，阳离子亦然。随着离子的迁移，浓水室的含盐量慢慢的变大，淡水室的含盐量越来越小，达到出水条件后在各自水箱中溢流排出[4]。

  评价ED最直观的性能在于淡水回收率、电流效率、脱盐能力和常规使用的寿命等因素。除了自然条件外，进出水流速和模式、离子含量和种类、电流密度和离子交换膜的性质等，均深深影响着ED设备的性能。