无机膜在工业废水处理中的应用与展望.pdf

第20卷第3期膜科学与技术Vo1.20No.3
2000年6月MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLOGYJun.2000

无机膜在工业废水处理中的应用与展望

徐南平邢卫红王沛

(南京化工大学膜科学技术研究所,南京210009)

摘要对无机膜在工业废水处理领域的技术进展和应用现状进行了较全面的综述.由于材
料特性所决定,无机膜将在苛刻条件下的废水处理领域中发挥重要的作用,无机膜集成技术的
应用也将受到重视.
关键词无机膜废水处理陶瓷膜
分类号TQ028.8

无机膜具有耐高温、耐强酸强碱和有机溶剂、耐染环境.由于含油废水往往具有难降解、易乳化等特
微生物侵蚀、机械强度高、孔径分布窄等突出优点,点,用一般的方法处理难以得到理想的处理效果.
发展十分迅速,已占膜市场的10%,并以年增长油在水中的分散情况可以分为游离态、乳化态
35%的速度发展着,现已在化学与石油化工、食品、和溶解态,无机膜可以用于处理游离态和乳化态的
生物和医药等领域获得成功的应用.不仅如此,无机含油废水.无机膜处理含油废水具有操作稳定、出水
膜将在人类面临的能源、资源、环境和健康等重要领水质好、占地面积小、扩建方便、正常工作时不消耗
域发挥关键作用,引起了国内外的广泛关注[1].化学药剂、不产生新的污泥以及回收油质量比较好
就人类面临的水资源而言,无机膜同样能够发等优点,在含油废水处理中已日益显示出极强的竞
挥重要作用.陶瓷微滤膜和陶瓷超滤膜处理地表水争力.
制备饮用水已在欧洲应用多年,采用陶瓷膜与吸附111油田采出水
技术的集成净水技术已在我国应用3年,陶瓷膜制油田采出水是原油初加工过程的产物,全国每
备的集团式的净水器和家用净水器可以采用加热的年大约有5亿吨的油田采出水需要处理,一般这些
方法进行消毒处理,具有广阔的发展前景.采出水经过处理后绝大部分用于回注油层,既解决
从材料特点考虑,无机膜在水处理领域应用的了注水水源问题又保护了环境.我国已开发的陆上
主要方向是废水处理.无机膜可以在苛刻的条件下油田中低渗透油田约占10%,并已探明储量中有一
进行长期稳定的分离操作,特别适合工业废水的处半以上为低渗透油田.低渗透油田对回注水有严格
理.目前无机膜在废水处理方面主要涉及含油废水的要求,含油量要求小于5mg/L,悬浮物小于1mg/
处理、化工及石化废水处理、纺织废水处理、生活污L,目前工业上对低渗透油田的回注水处理还没有
水处理、放射性废水处理等领域.合适的方法[2].解决低渗透油田的采出水问题对保
持我国石油的稳产、高产具有十分重要的意义.
1无机膜在含油废水处理中的应用
由于采出水中油滴粒径较大,一般处于游离态,
在工业生产中含油废水的来源极为广泛,如油因此无机膜在处理油田采出水方面具有突出的优
田采出水、金属表面的清洗废水、石油化工生产中的势,表现在通量高,使用寿命长,且可采用相对孔径
含油废水、金属切削研磨所用的润滑剂废水、钢铁厂较大的膜.Chen[3]及Humphery[4]等人采用Mem2
冷轧乳化液废水等.这些废水若直接排放,将严重污braloxÒ陶瓷膜进行了陆上和海上采油平台的采出

收稿日期:1999-06-20
第一作者:男,1961年生,工学博士,教授,博士生导师,主要从事无机膜的制备、表征、应用和膜催化反应研究
·24·膜科学与技术第20卷

水处理研究,经过适当的预处理后取得了较好的结质均能满足回注水的要求.国外对这一研究工作已
果;王怀林等人[5]采用南京化工大学膜科学技术研进行了10年,国内也开展了3年的研究,目前尚处
究所研制的018μm氧化铝膜和012μm氧化锆膜对于工业性试验阶段,难以大规模工业应用的原因在
江苏石油勘探局真武油田真二站三相分离器出口水于:其一是成本问题,必须降低装置的一次性投资,
进行了处理,并将国产膜与MembraloxÒ(U.S.Fil2并通过工艺条件的优化设计,强化传质过程,降低操
ter)的012μm氧化铝膜进行了比较,认为两种国产作成本;其二是膜的清洗再生方法,由于各油田的水
膜的长期稳定运行通量高于U.S.Filter的膜.质情况差别很大,必须针对具体对象开发合适的清洗
Simms等人[6]采用了高分子膜和MembraloxÒ陶瓷方法;其三是如何能够长时间维持膜通量的稳定性,
膜对加拿大西部的重油采出水进行了处理,其通量减少清洗次数.根据目前陶瓷膜的发展趋势和研究工
相对较小.表1是以上研究工作主要结果,从中可以作进展,采用陶瓷膜处理油田采出水的工业应用是可
看出,采用陶瓷膜处理油田采出水是可行的,出水水能的,但必须进行大量的基础和工程研究工作.
表1陶瓷膜处理油田采出水结果一览表
原水出水
通量/操作压力/温度/膜面流速/
文献悬浮物/油含量/悬浮物/油含量/
(L·m-