膜技术在含油废水处理中的应用及研究现状_吴爱兵

收稿日期:2003-06-23作者简介:吴爱兵(1976-),男,江西丰城人,硕士研究生,主要从事给水处理理论、技术与装备的研究与设计。膜技术在含油废水处理中的应用及研究现状吴爱兵1孔繁钰1胡海修1胡云1肖勇21.400016重庆,后勤工程学院;2.408000涪陵,涪陵区自来水公司摘要:膜技术是一种高效、低能耗和易操作的液体分离技术,在废水处理领域的应用范围和规模日益扩大。文章介绍了含油废水的来源与危害及其一般的处理方法,概述了膜技术在含油废水处理领域的应用研究现状,认为膜技术是21世纪水处理领域的优选技术。关键词:含油废水处理;膜分离技术;研究现状膜分离是通过膜对混合物中各组分的选择渗透作用的差异,以外界能量或化学位为推动力,对双组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的方法。目前,已经投入应用的膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、渗析和气体膜分离等。这些膜技术在医疗、食品、冶金、石油、化工、仪器和水处理等方面得到广泛的应用。膜技术在含油废水处理中的研究和应用也已相当广泛,主要是采用不同材质的超滤膜和微滤膜来处理。1含油废水的来源与危害含油废水的来源很广,凡是直接与油接触的用水都含有油类,如石油采出水、钢铁厂冷轧乳化液废水、石油化工生产中的含油废水、金属切削研磨用润滑剂废水、金属表面的清洗废水、油轮压舱水和洗舱水等。这些废水如不进行处理而直接排放,将对环境产生严重污染。世界上每年有上千万吨油类通过各种途径进入水体,危害人体健康和水产资源。油在水面会形成单分子层油膜,使水体因与空气隔绝而缺氧,产生恶臭,并使水生物不能正常生长甚至死亡。油类及其分解产物中的一些有毒物质(如苯并芘及其它多环芳烃)对各种生物的致死浓度较低。一方面,这些有毒物质对生物发生直接毒害作用;另一方面,低于致死浓度的含有微量油的水用于养殖或灌溉时,被生物吸收而富集,然后通过食物链进入人体,危害人体健康。为了保护水资源和水产资源,保护生态平衡和人类健康,促进经济发展,积极开展含油废水的处理研究是十分必要和具有深远意义的。2含油废水处理的一般方法含油废水的处理方法很多。常见的物理处理方法有自然浮上法(各种隔油池)、机械分离法、离心分离法、过滤法、膜分离法,化学物理处理法有浮选法、粗粒化法(聚结过滤法)、吸附法,化学破乳法有凝聚法、盐析法、酸化法,或几种方法的联合处理。生物处理方法按照微生物对氧的需求可分为好氧生化法和厌氧发酵法2个大类。好氧处理过程又可以分为3种:悬浊微生物絮系(活性污泥法、生物流化床等)、固定微生物膜系(生物滤池法、接触氧化法、生物转盘法等)、氧化塘法。电化学法有:电解法、电解吸附分离法、电火化法。此外,还有湿式氧化法、浓缩焚烧法、加热法、超声波分离法。各种方法都有其适用范围和优缺点[1]。由于含油废水的种类繁多,成份较复杂,油含量及油在水中的形式各不相同,在实际生产中,根据客观条件常常使用几种方法的合理组合,来达到所需的处理要求。3含油废水的膜处理3.1油田含油废水的处理油田含油污水量较大,大约占油田总污水量的三分之一,且成分复杂。用UF和MF技术处理油田含油废水,既可以避免对环境和水体产生污染,又可提供高质量的油田回注用水,国内外都有此方面的研究报道。李永发[2]等用超滤膜处理胜利油田东辛采油厂预处理过的废水,处理后油截留率为97.7%,能达到低渗透油田回注水标准。梁立军[3]等用中空纤维超滤器对大庆油田的注水站的回注水进行了试验,开发的膜组件在通量上比常规的中空纤维组件大3～4倍,在0.08MPa的压差下,其通量最大。温建志[4]等采用中空纤维超滤膜对油田含油废水进行了处理,研究表明,总悬浮固体质量浓度由6.69mg/L下降为0.56mg/L,油质量浓度由127.09mg/L下降为0.5mg/L,达到满意的效果。王怀林[5]等采用南京化工大学膜科学技术研究所生产的0.2μm和0.8μm陶瓷微滤膜对江苏真武油田的采出水进行处理,效果很好。Humphery等人采用Membralox陶瓷膜进行了陆上和海上采油平台的采出水处理研究,经过适当的预处理后取得了较好的效果,悬浮物含量·35·重庆石油高等专科学校学报2003年第5卷第4期由73～290mg/L降低到1mg/L以下,油含量由8～583mg/L降低到5mg/L以下。Simms等人采用高分子膜和Membralox陶瓷膜对加拿大西部的重油采出水进行了处理,悬浮物含量由150～2290mg/L降低到1mg/L以下,油含量由125～1640mg/L降低到20mg/L以下[6]。美国在1991前后研究了一种陶瓷超滤膜处理采出水用于油田回注,在美国路易斯安那、墨西哥湾的海上和陆上油田进行了小规模生产实验。采出水先进行投加化学药剂和沉降分离常规处理后,出水含油为27～583mg