膜技术在含油废水处理中的研究进展及膜组件概述.docx

膜技术在含油废水处理中的研究进度及膜组件概述摘要：指出了膜分离技术因为其占地面积小操作简单、耗能低并且膜种类多对废水适应性较强比较适合含油废水处理目前在水处理方面应用广泛。综述了膜技术的发展历程分析了不同膜材料的适用性以及可能造成的膜污染的影响因素及其注意事项。关键词：含油污水；膜技术；膜清洗；膜组件；进度1引言现行的水处理方法有很多种包括物理、化学和生物方法以及将三者或当中的两者相互结合等。物理方法有截留清淤、吸附、沉淀等主要去除污水中的无机颗粒和杂质；生物方法最传统的是活性污泥法20世纪初被研究学者发现污泥中的微生物菌群对污水的净化起着关键性作用后来衍生了多种生物处理工艺：氧化沟法、A-A-O法、生物接触氧化法、氧化塘、人工湿地等好氧处理和IC、UASB、EGSB等厌氧生物反应器。化学方法主要靠向水中投加絮凝剂、助凝剂等帮助水中的悬浮物沉淀。在生物、化学和物理这些方法中膜处理是一种新型的技术方法它不同于生物膜是利用不同的膜组件和膜材料的性能选择处理不同种类的污水。随着我国工业发展的不断进步石油开采和航海运输等也在日益壮大随之带来的是含油废水产量增加。油罐车、轮船漏油等事件也时有发生[1]。因此如何高效处理含油废水是当务之急[2]。由于石油中含有大量的难降解物质水的可生化性很差尽管生物法的运转成本相对物理和化学方法较低但是微生物很难对当中的有机物进行降解使得最终出水的各项指标不达标工艺的处理效果很差。其次废水一旦被石油污染通常属于突发状况用生物处理的方法会使得系统的冲击负荷特别大对微生物的种类和数量造成特别大影响。石油采出水是另一种含油废水处理的情况这种处理通常要求处理后的污水悬浮物含量极低而膜技术按孔径和处理效率可分为微滤膜、超滤膜、反渗透膜和电渗析膜等。按照组成成分可以分为无机膜和有机膜。由于实际工程中的水量特别大一般都是用不同的膜组合形成膜组件进行处理。根据膜的排列方式和形式的不同可以将膜组件分为多种。例如：板框式膜组件、中空纤维式膜组件、卷式膜组件和毛细管式膜组件。其中卷式膜组件应用最为广泛。膜组件的填装密度每立方米可从数百至上万个实际处理过程当中可以根据实际的处理量、进水水质和处理后的标准要求合理选择膜组件[3]。在水处理行业膜分离技术有着潜在的应用前景。2微孔过滤膜系统在石油开采过程当中常会遇到地层致密的情况地层渗透率较低且要求水中悬浮物很低（小于1mg/L）并且对粒径控制要求很高（小于1μm）。为了进一步保证水质80年代开始国外就大量使用一种折叠式微孔滤膜滤芯。在我国各大油田例如华北油田、大庆油田、胜利油田等也对类似滤芯进行了试验并得到应用[2]。但是这种滤芯需要定期进行更换处理抵抗油的能力较差应该对污水提前进行预处理操作。整体过程比较琐碎琐碎繁杂增加了处理成本并且容易造成膜污染。因此这种滤芯目前已经基本被淘汰。无机陶瓷微滤膜也常被用于含油废水处理。向废水中投加药剂经过混凝沉淀后用无机陶瓷微滤膜处理最终含油量可以降至10mg/L以下[3]。滤膜的材质为α-铝矾土孔径0.2～0.8μm厚度0.3～0.5mm。我国许多学者探究了影响无机陶瓷微滤膜性能的因素：温度、压力、废水特性、膜孔径和流速等[45]。无论是无机膜还是有机膜使用一段时间后都需要进行膜清洗。膜材料的清洁程度也是影响处理效果的重要因素。针对膜清洗有关学者研究了脉冲和预处理工艺在一定程度上延长了膜的使用期限。2022年美国墨西哥一采油现场采用微滤膜处理含油废水最终含油量小于1mg/L[6]。3超滤膜系统超滤膜是除微滤膜以外的另一种常用滤膜由各种高分子材料构成膜孔径小于0.01μm。由于其孔径比微滤膜孔径小处理的出水效果会由于微滤膜出水所含悬浮物浓度也会明显小于微滤膜。1995年石油大学王静荣教授利用微滤膜处理石油开采废水并对操作工艺和膜的清洗问题进行了深入探索[7]。2022年许成教授在国家生态研究中心使用不同材料组成的超滤膜系统进行含油废水处理[8]。筛选出了处理效果最优的膜组件最终处理后的水中所含悬浮物远远小于标准要求的含量。在处理系统前废水含油量为500～6000mg/L经过一次浓缩处理污水含油量可降至1%～3%渗透液中的含油量也在100mg/L以下可以有效拦截99%的油分。对于膜清洗的问题实验表明采用表面活性剂和异戊醇作为混合液用作清洗剂先后进行负压抽洗和反压冲洗可以使超滤膜得到有效清洗。清洗后的膜通量最终可恢复90%[9]。4除盐膜系统对于含盐量较低的废水经过普通的微滤、超滤膜处理后即可满足处理要求；而当废水中含盐量较高时需要进行更严格的处理[10]。常规处理高盐量废水的方法有：电渗析、离子交换、反渗透处理[11]。电渗析膜孔径比微孔滤膜和超滤膜更小这类膜能透过离子但是不能透过颗粒较大的胶体粒子。电渗析器是利用电渗析膜处理污水的一种装置