时间：2013-11-29 分类：水力
摘要：文章介绍了超滤技术处理含油废水机理，详细介绍了超滤技术在油田含油废水、含乳化油废水、含有害物乳状液废水及无机膜处理含油废水的应用，并指出当前含油废水处理和超滤处理技术存在的问题及发展趋势。
关键词：含油废水;超滤;膜分离
1 前言
1861年Schmidt首先提出超滤的概念， 20世纪60年代以来，超滤开始由一种实验规模的分离手段发展成为重要的工业单元操作技术。超滤对含油废水中油类物质的去除机理，可用聚合物超滤膜对油类物质的亲和能力来解释。赵峰等[1]认为超滤膜的破乳与超滤膜的亲和性及含油废水的性质有关。
2 超滤法处理含油废水概况
2.1 超滤法处理油田含油废水
油田含油废水处理是石油生产中的重要环节。油田含油废水量较大,约占油田总水量的三分之二左右,且成分复杂，含油量较高，超出各种出路要求的水质标准,故排放前必须进行除油处理。
刘忠洲[2]应用中空纤维超滤技术，在操作压力为0.1Mpa，污水温度40℃时，膜的透水速度可达60～120L/(m2·h)，可将含原油200～1000 mg/L的废水处理后达到环境排放标准。
李发永等[3][4]自制的中空管式超滤膜对胜利油田的含油污水进行处理，用超滤法处理含油污水能有效地去除石油类、机械杂质及细菌。
T.Bilstad等[5]针对欧洲海洋石油废水标准要求石油类物质小于5mg/L，悬浮物SS小于10mg/L的严格要求，进行了超滤处理北海油田含油废水的小试。结果表明，超滤出水的石油类物质可减小到2mg/L(去除率达90%)，苯类芳香族化合物(BTX)相应减少54%，重金属如Cu和Zn可减少95%。
2.2 含乳化油废水的处理
钢铁、机械等行业中产生大量的含油乳化液废水，其成分比较复杂，其中油处于乳化状态，油滴直径在1μm以下，采用常规方法难以达到理想的处理效果。
上海宝山钢铁总厂冷轧厂采用内压管式超滤膜处理乳化油废水，运行多年效果很好。
楼福乐、陆晓峰等[6]采用板框式超滤装置对钢管厂冷却用乳化油废液进行处理试验，结果表明，渗透液中油分截留率大于99%，COD截留率大于90%。
陆晓千等[7]利用自制小型超滤设备对上海拖拉机内燃机公司油嘴油泵厂的切削乳化液废水进行了试验，并将参数应用于生产设备的设计与运行，结果表明，切削乳化液废水经超滤法处理出水可用于回用。
2.3 含有害物乳状液的超滤浓缩
许多工业废水中含少量有害物质，排放时需加以去除。最难去除的物质是小有机分子，即使其含量为1ppm，也同样是有害的。同时，因其含量少而无回收效益。虽然这些有害物质能够用蒸馏法去除，但费用昂贵。研究表明，如果有害物质是疏水性小有机分子，就可通过萃取使有机分子从水相进入O/W乳状液的油相和表面活性剂微泡，并通过超滤对乳状液进行浓缩，通过加盐或降低pH值进行破乳。
2.4 无机膜在含油废水处理中的应用
无机膜是固体膜的一种，具有优良的耐酸、耐碱、耐有机溶剂、抗压、抗微生物、耐高温等特性，在环保工业中具有很大的应用潜力。用于含油废水处理的无机膜主要有氧化锆膜、氧化铝膜，不锈钢和复合陶瓷膜也有过研究报道。
谷玉洪等[8]采用从美国U.S.Filter公司引进的陶瓷膜处理油田采出水取得较好效果。处理后出水含油<3mg/L，悬浮物含量<3mg/L，固体颗粒直径<1μm，可满足低渗透油田的注水水质要求。
3 存在的问题及发展动向
3.1 存在问题
国内目前已有的常规处理方法,如隔油法、粗粒化法、浮选法、离心分离法等具有一定的除油效果，但都存在着明显的缺点，不易在工业上推广应用。隔油池只能去除大颗粒油滴，而不能去除水中乳化油和溶解油;气浮法要加破乳剂而使费用升高，且油品不易回收;活性炭吸附法处理成本高，活性炭再生困难;分相法网布极易堵塞;生物法用于处理含油污水中油等有机物是公认较好的方法，不会造成二次污染。但目前研究工作大多以分离筛选出能够用于处理含油废水的单一菌株为目标，单一菌种在处理含有多种组分有机物的含油废水时则受到限制[9]。另外。技术方面还存在一些不足，如目前含油废水处理所用旋流器多为静态旋流器，普遍存在压降高、小颗粒悬浮物及油的去除效率低的缺陷。
3.2 含油废水处理技术发展趋势
随着人们环境保护意识逐渐增强，及国家对环境污染治理力度的加大，含油废水处理技术研究愈来愈受到国内外研究工作者重视。今后，含油废水处理技术的发展趋势主要集中在以下几个方面[10]：
(1)改进现有技术及工艺的不足,开发新型高效的处理方法及系统设备,利用几种方法联合分级使用,以尽量避免各方法的局限性,发挥各处理单元的优势。
(2)在含油废水性质、无机盐、氯离子、可生化性等特性研究的基础上开展规模性实验,明确各组分间相互影响及作用,加强除油机理的研究,为提高含油废水处理效率及降低处理成本提供理论基础。如对新型水处理剂和复合型微生物絮凝剂的开发研制。
(3)重视清洁生产,从源头减少污染,减轻末端处理压力。
(4)随着水资源短缺和污染的加剧，含油废水处理后的回用是当前迫切需要探索、研究的课题。
#p#分页标题#e#3.3 超滤膜分离领域急待解决的问题
虽然膜分离技术具有操作方便、节能、无相变、易实现规模化等优点，但膜的性能、通量等尚存在一定的局限性。纵观目前超滤膜分离技术的应用现状及存在问题，可以看出今后其主要发展趋势为:
(1)开发研制新型、高性能膜材料，开发不污染、易清洗、寿命长的膜。
(2)适用于高温、高pH值和抗溶剂、抗氧化的膜。目前的有机膜对温度和pH值很敏感,抗溶剂和抗氧化能力差,所以不能处理某些重要的工业流体,而陶瓷膜和其他无机膜则在这方面有可能实现突破。
(3)进一步完善膜制造工艺，研制开发新型膜组件构型，提高膜过程分离能力。
(4)深入研究膜污染机理，建立适当的膜污染模型，以期为控制膜污染提供理论基础。
4 结语
在当前能源紧缺日益严峻、污水排放标准愈加严格的形势下，膜分离技术的应用越来越多的受到专家学者的广泛关注。随着膜生产技术的发展提高，超滤技术在含油废水处理领域将得到更广泛的应用。
参考文献
[1] 赵峰,余志荣,路晓千,陈绍伟.乳化油废水超滤工艺处理技术进展.净水技术,1999,17(4):33-35.
[2] 刘忠洲,续曙光,李锁定. 微滤、超滤过程中的膜污染与清洗. 水处理技术,1997,23(4):187-193.
[3] 李发永,李阳初,孙亮等. 含油废水的超滤法处理. 水处理技术,1995,21(3)：145-148.
[4] 徐英,李发永,李阳初等. 用聚砜和磺化聚砜超滤膜处理含油污水的研究. 石油大学学报(自然科学版),1997,21(2)：67-70.
[5] T. Bilstad, E. Espedal. Membrane separation of produced water. Wat. Sci. Tech.,1996,34(9):239-246.
[6] 楼福乐,,路晓峰,陈仕意,沈卫东.超滤法处理含乳化油废液.环境科学,1998,19(4):65-68.
[7] 路晓千,余志荣,路斌. 超滤法处理切削乳化液废水的研究与应用. 工业水处理,1999,19(5):28-29.
[8] 谷玉洪，薛家慧，刘凯文 陶瓷微滤膜处理油田采出水试验油气田地面工程 2001，20(1)：18-19.
[9] 金樑,谢思琴,顾宗濂,周德智.石油降解菌的分离、鉴定及其降解能力的研究.应用与环境生物学报,1999,5(10):127-129.
[10] 谢磊,胡勇有,仲海涛.含油废水处理技术进展.工业水处理,2003,23(7):4-7.
