無(wú)機膜如何應用在含油廢水處理中

　　在工業(yè)生產(chǎn)中含油廢水的來(lái)源極為廣泛,如油田采出水、金屬表面的清洗廢水、石油化工生產(chǎn)中的含油廢水、金屬切削研磨所用的潤滑劑廢水、鋼鐵廠(chǎng)冷軋乳化液廢水等.這些廢水若直接排放,將嚴重污染環(huán)境.由于含油廢水往往具有難降解、易乳化等特點(diǎn),用一般的方法處理難以得到理想的處理效果.油在水中的分散情況可以分為游離態(tài)、乳化態(tài)和溶解態(tài),無(wú)機膜可以用于處理游離態(tài)和乳化態(tài)的含油廢水.無(wú)機膜處理含油廢水具有操作穩定、出水水質(zhì)好、占地面積小、擴建方便、正常工作時(shí)不消耗化學(xué)藥劑、不產(chǎn)生新的污泥以及回收油質(zhì)量比較好等優(yōu)點(diǎn),在含油廢水處理中已日益顯示出極強的競爭力。

　　油田采出水

　　油田采出水是原油初加工過(guò)程的產(chǎn)物,全國每年大約有5億噸的油田采出水需要處理,一般這些采出水經(jīng)過(guò)處理后絕大部分用于回注油層,既解決了注水水源問(wèn)題又保護了環(huán)境.我國已開(kāi)發(fā)的陸上油田中低滲透油田約占10%,并已探明儲量中有一半以上為低滲透油田.低滲透油田對回注水有嚴格的要求,含油量要求小于5mg/L,懸浮物小于1mg/L,目前工業(yè)上對低滲透油田的回注水處理還沒(méi)有合適的方法.解決低滲透油田的采出水問(wèn)題對保持我國石油的穩產(chǎn)、高產(chǎn)具有十分重要的意義。

　　由于采出水中油滴粒徑較大,一般處于游離態(tài),因此無(wú)機膜在處理油田采出水方面具有突出的優(yōu)勢,表現在通量高,使用壽命長(cháng),且可采用相對孔徑較大的膜.Chen及Humphery等人采用Mem-bralox®陶瓷膜進(jìn)行了陸上和海上采油平臺的采出水處理研究,經(jīng)過(guò)適當的預處理后取得了較好的結果;王懷林等人采用南京化工大學(xué)膜科學(xué)技術(shù)研究所研制的0.8μm氧化鋁膜和0.2μm氧化鋯膜對江蘇石油勘探局真武油田真二站三相分離器出口水進(jìn)行了處理,并將國產(chǎn)膜與Membralox®(U.S.Fil-ter)的0.2μm氧化鋁膜進(jìn)行了比較,認為兩種國產(chǎn)膜的長(cháng)期穩定運行通量高于U.S.Filter的膜.Simms等人采用了高分子膜和Membralox®陶瓷膜對加拿大西部的重油采出水進(jìn)行了處理,其通量相對較小.看出,采用陶瓷膜處理油田采出水是可行的,出水水質(zhì)均能滿(mǎn)足回注水的要求.國外對這一研究工作已進(jìn)行了10年,國內也開(kāi)展了3年的研究,目前尚處于工業(yè)性試驗階段,難以大規模工業(yè)應用的原因在于:其一是成本問(wèn)題,必須降低裝置的一次性投資,并通過(guò)工藝條件的優(yōu)化設計,強化傳質(zhì)過(guò)程,降低操作成本;其二是膜的清洗再生方法,由于各油田的水質(zhì)情況差別很大,必須針對具體對象開(kāi)發(fā)合適的清洗方法;其三是如何能夠長(cháng)時(shí)間維持膜通量的穩定性,減少清洗次數.根據目前陶瓷膜的發(fā)展趨勢和研究工作進(jìn)展,采用陶瓷膜處理油田采出水的工業(yè)應用是可能的,但必須進(jìn)行大量的基礎和工程研究工作。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　金屬清洗液、乳化液和冷軋乳化液廢水金屬清洗液是機械加工行業(yè)的主要廢水之一,這類(lèi)廢水往往成分比較復雜,主要為油脂、表面活性劑、懸浮雜質(zhì),一般廢水量不大,但污染源較多,且處理困難;與此類(lèi)似的廢水還有金屬切削液、潤滑液等等.此類(lèi)廢水的特點(diǎn)是油處于乳化狀態(tài),油滴直徑在1μm以下,采用一般的方法難以得到理想的處理效果.早在70年代初期,由UnionCarbide開(kāi)發(fā)的ZrO2動(dòng)態(tài)膜(UCARSEP)在廢水處理中已得到了應用，用孔徑為0.02～0.1μm的UCARSEP超濾膜處理含油廢水,透過(guò)液中含極少量的油,可以直接排放或再利用,濃縮的油可以循環(huán)或作燃料.1988年Alcoa分離技術(shù)部的Bhave和Fleming對陶瓷膜處理含油廢水的工藝條件如錯流速度、溫度、壓降作了研究,通過(guò)對植物煉油廠(chǎng)和潤滑油廠(chǎng)廢水的處理,認為Membralox®氧化鋁膜對含油廢水的處理是合適的,濃縮后廢水體積可減少90%以上.采用的膜孔徑為4～200nm,的穩定,研究結果表明,經(jīng)過(guò)適當的預處理,微濾比超濾更實(shí)用,因為微濾具有更高的通量.日本近年來(lái)對水溶性切削油的陶瓷膜處理有一些研究,并與有機膜作了比較,結果認為陶瓷膜較為優(yōu)越.Supe-riorPlantingInc.MN.為美國中西部最大的金屬加工廠(chǎng)之一,它推出了一種結構非常緊湊的陶瓷膜金屬清洗液回收系統,其經(jīng)濟效益十分顯著(zhù);乳化液經(jīng)過(guò)陶瓷膜過(guò)濾后被破乳,浮油從貯槽上部刮去,懸浮固體定期從槽底移去,廢水經(jīng)陶瓷膜過(guò)濾后油含量從448mg/L降至19mg/L,去油率為96%,每周膜管用強酸清洗一次.Chen等人經(jīng)過(guò)比較采用孔徑為0.05μm的氧化鋯膜處理金屬清洗液,通過(guò)過(guò)濾除去廢水中的油和雜質(zhì),濾過(guò)水補充適當的表面活性劑即可重新使用,其結果見(jiàn)表2.冷軋乳化液是軋鋼行業(yè)產(chǎn)生的一種廢水,水中主要含有1%～3%的礦物油、乳化劑,與金屬清洗液比較類(lèi)似,常規的方法處理效果不好,且處理費用高,目前冷軋乳化液處理是困擾我國軋鋼行業(yè)的一大技術(shù)難題.張國勝采用0.2μm的氧化鋯膜處理武鋼冷軋乳化液廢水,比較了孔徑、膜材質(zhì)等對過(guò)濾通量的影響,優(yōu)化了操作過(guò)程.目前,采用氧化鋯微濾膜處理冷軋乳化液廢水已經(jīng)在我國開(kāi)始工業(yè)化應用,必將推動(dòng)這一領(lǐng)域的科技進(jìn)步。

　　石化含油廢水

　　石化含油廢水中呈游離態(tài)、乳化態(tài)和溶解態(tài)的油往往都有,且成分較為復雜,其中溶解油需要同其它技術(shù)集成處理.Lahiere和Goodboy研究了用孔徑為0.2～0.8μm的氧化鋁膜處理烷基苯廠(chǎng)廢水中的芳香和石蠟油,其含量為15～500mg/L,通過(guò)加入160mg/L鹽酸和160mg/L氯化鐵作為預處理可獲得較大的通量,孔徑為0.2μm的膜通量較大,膜面流速為4.6m/s左右,穩定的通量為1250～1540L/(m2·h).對膜污染的控制采用氣頂水自動(dòng)反沖系統,每3～5d對膜管進(jìn)行一次清洗.邢衛紅等人研究了采用孔徑為0.2μm的陶瓷膜處理煉油廠(chǎng)含焦廢水,通量為300L/(m2·h),焦粉去除率在95%以上,可顯著(zhù)降低COD值,膜清洗效果較好且穩定。