含油污水處理中膜分離技術(shù)的應(yīng)用

吳淑平

廣州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)怡地工程有限公司，廣東 廣州 510530

0 引言

隨著石油工業(yè)的快速發(fā)展，大量的含油污水排入水體，由于含油污水化學(xué)耗氧量大，對環(huán)境污染嚴重，為保護環(huán)境不受污染，并回收利用有用物質(zhì)，在含油廢水排放前必須進行凈化處理。與傳統(tǒng)的生化降解法、化學(xué)淤漿法等處理方法相比，膜分離作為一種有效的、新型的污水處理技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，目前該技術(shù)在石油化工、生活污水、工業(yè)廢水等方面得到了廣泛的應(yīng)用。

膜分離技術(shù)是利用一張?zhí)厥庵圃斓?、有選擇透過性的薄膜，在外力的推動下對混合物進行分離、提純、濃縮的一種新型分離技術(shù)，是根據(jù)混合物的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)不同將其分離。膜分離技術(shù)與其它含油污水處理方法相比具有以下優(yōu)點：1）不產(chǎn)生含油污泥，濃縮液可以做焚燒處理；2）一般只需要壓力循環(huán)水泵，具有污染小、投資少、節(jié)能、高效的特點；3）透過流量和水質(zhì)都比較穩(wěn)定，不會跟隨污水中油分濃度的波動而變化；4）由于分離裝置簡單、操作方便、易維修，該技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 含油污水膜分離過程的影響因素

影響含油污水處理中膜分離技術(shù)的因素有以下幾個方面：

1）膜的材料和孔徑

在含油污水處理中，為了使污水處理的過程中分離膜的性能可靠穩(wěn)定，要根據(jù)含油污水的化學(xué)性質(zhì)選擇合適的膜材料。如果污水中的油以分散油和浮油為主，則選擇孔徑在10μm～100μm之間的微濾膜。如果污水中的油是溶解油和穩(wěn)定的乳化油，則選擇親油的超濾膜。

2）操作溫度和操作壓差

分離膜在工作時會受到膜的溫度的影響，一般情況下30℃～50℃是膜的最理想的工作溫度。用膜分離技術(shù)處理含油污水時，存在一個臨界操作壓差，當操作壓差小于臨界壓差時，滲透量隨壓差的增加而增加。當操作壓差大于臨界壓差時，滲透量隨壓差的增加反而下降。

3）料液濃度和料液流動狀態(tài)

分離膜在工作時當料液濃度較小時，膜通量和壓力成正比；當料液超過一定值后，滲透量與操作壓力無關(guān)，僅僅與膜面流速有關(guān)。由于改變料液的流動狀態(tài)有助于改善膜分離的效率，因此要根據(jù)膜分離體系中進料液的具體情況適當?shù)倪x擇合適的進料液流動狀態(tài)，這樣將會提高膜分離的效率。

4）膜污染

膜污染是指污水中的污染物與膜表面存在物理、化學(xué)或機械作用而引起的膜表面的積累與沉淀。膜污染是膜分離技術(shù)所面臨的最重要的限制因素，因此在采用膜分離技術(shù)處理含油污水時要盡量選擇較合適的膜和適宜的操作條件。

2 含油污水中膜分離技術(shù)處理工藝設(shè)計

本文針對天然氣采集過程中產(chǎn)生的含油污水設(shè)計了高效的處理工藝——采用膜分離技術(shù)進行處理。該工藝以含油污水處理為目標，對污水中的有機物和石油類物質(zhì)采用初級緩沖消毒和催化氧化，對污水中的大顆粒選用不同孔徑等級的分離膜進行一次和二次分離，最終使處理后的含油污水達到回用標準或排放標準。

2.1 含油污水的性質(zhì)分析

氣田含油污水作為一類特殊的工業(yè)廢水，具有離子組分復(fù)雜，礦化程度高，有機物質(zhì)多樣的特點。這些特點為微生物的繁殖提供了有利條件，使化學(xué)需氧量（COD）波動較大。COD作為污水排放的主要指標，其值的大小也成為膜分離技術(shù)處理含油污水時的難點和重點。

2.2 膜材料和膜孔徑的選擇

膜材料作為影響膜分離技術(shù)中的一個關(guān)鍵影響因素，一定要根據(jù)含油污水中的化學(xué)性質(zhì)選擇，例如微濾膜選擇中空纖維膜，材料采用無機陶瓷；超濾膜和納濾膜選擇高分子材料的聚偏氟乙烯膜。在含油污水的處理中，出水達標的指標主要有COD、PH值、硫化物、石油類、懸浮物等。本分離系統(tǒng)在各個處理進程中根據(jù)不同顆粒大小的污染物選擇不同孔徑的分離膜，以使濾過液達到無污染排放。

2.3 含油污水中污染物的去除過程

本文對含油污水中污染物的去除主要包括以下5個過程：

1）含油污水的預(yù)處理——緩沖消毒。對含油污水的預(yù)處理采用緩沖消毒，通過臭氧發(fā)生器產(chǎn)生無二次污染的臭氧，然后將臭氧通入到含油污水原液中，通過臭氧殺滅含油污水中的微生物，同時臭氧還能隔絕可燃氣體進入后端工藝設(shè)備之內(nèi)。漂浮油將隨著臭氧氣體的上升形成油層或油膜，這種油的油滴直徑一般大于100um。在靜置原液時分散油懸浮分散于水中，經(jīng)過靜止一段時間后會聚集成較大的油珠變成漂浮油，油滴直徑一般在10μm～100μm ；

2）含油污水的一次分離。在膜分離技術(shù)中微濾膜具有濾速快、無介質(zhì)脫落和吸附少等優(yōu)點，因此其應(yīng)用最廣，經(jīng)濟價值也最大。微濾膜主要分離含油污水中0.02μm～10μm的微生物和微離子，石油類中的乳化油也在一次分離過程中被分離。微濾膜由于通量大，一般作為超濾膜和納濾膜的預(yù)處理。超濾膜的透過物的大小一般在2nm～20nm，可以分離蛋白質(zhì)、病毒、膠體等大分子物質(zhì)，在此分離過程中主要去除以分子狀態(tài)存在的溶解油；

3）含油污水的催化氧化。催化氧化也是采用臭氧進行高強度氧化，當臭氧和碳氫化合物充分反應(yīng)后，含油污水中小分子COD類物質(zhì)和臭氧生成無二次污染的二氧化碳和水；

4）含油污水的二次分離。二次分離主要采用納米膜，其目的是濃縮除鹽。二次分離在前端分離出的水達不到排放標準時才使用，此流程是前端流程的附加流程，主要是針對污染嚴重，污水中雜質(zhì)較多的情況。納米膜的膜平均孔徑1nm～2nm，分離性能介于超濾和反滲透之間，主要用于分離抗生素、無機鹽、允許水、小分子有機物等低分子物質(zhì)；

5）定期排泥除油。采用膜分離技術(shù)整個工藝的產(chǎn)泥量極少，一般2月～3個月進行集中排泥除油一次即可。

3 結(jié)論

綜上所述，采用膜分離技術(shù)作為一種有效的分離手段，對含油污水進行處理可以達標排放、節(jié)約能源、同時還可以回收有用物質(zhì)，應(yīng)用前景十分誘人。但是我們也應(yīng)該清醒的認識到單一的膜分離技術(shù)還難以解決含油污水處理中形形色色的問題，在具體應(yīng)用中還應(yīng)該將膜分離技術(shù)和其它處理技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮各個技術(shù)的優(yōu)點，以得到最優(yōu)的處理效果和最佳的經(jīng)濟效果。

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[2]戴軍，袁惠新，俞建峰.膜技術(shù)用于工業(yè)廢水處理的現(xiàn)狀及進展[J].過濾與分離，2001(3).