无机盐提高含油污水超滤处理效果的应用研究

无机盐提高含油污水超滤处理效果的应用研究甘小皓刘恒毅(西南石油大学化学化工学院四川成都610500)摘要：以聚醚砜为原料，采用相转移法制备平板式超滤膜。并采用氯化锂、氯化镁和氯化锌等无机盐对膜进行掺杂。将制备的膜材料用接触角测量仪进行表征．并评价膜材料对含油污水的过滤效果和抗污染性能结果表明，加入无机盐后的膜材料亲水性显著提高．表面接触角从108．9。降至41。一52。。过滤性能评价结果表明．加入无机盐后纯水和含油污水通量均大幅上升．其中氯化锂对通量提升效果最明显。经超声清洗1h后通量恢复率均大于90％，加入氯化镁的通量恢复率达97．8％。综合考虑截留率与抗污染性能，氯化镁对聚醚砜膜具有最好的改性效果。关键词：超滤；聚醚砜；无机盐；合油污水伴随石油的开采，带来了大量的含油污水亟需处理。对于含油污水处理的常用手段是添加清水剂，达到油水分离的目的llI。但清水剂的药剂费用高，而且适应性存在一定问题，当污水性质发生波动时，可能出现处理不达标的情况。因此研究其他的处理技术非常有必要。膜分离技术对于污水处理具有较好的应用前景_3'。但目前膜分离技术最大的问题在于，膜材料容易受油污染。因此如何提高膜材料抗污染性能，对于膜技术的广泛应用，具有重要意义。对于膜材料的抗污染性能的研究主要集中在对膜材料进行改性，提高其亲水性，从而改善其抗污染性能。目前常用添加亲水性的无机盐l5l、纳米氧化物颗粒同或两紊陛聚合物，如聚醚171。其中，添加无机盐是比较常见且有效的方法。常用的无机盐包括LiCFS~、MgC1及ZnCI}等。鉴于目前一部分研究是利用无机盐对聚合物分子进行截流，直接对比各种无机盐对含油污水过滤效果影响的研究较少，因此有必要对此问题进行研究。本文采用传统的相转变法用于制备聚醚砜超滤膜。并用无机氯盐对超滤膜进行掺杂，用于改善其亲水性，从而提高抗污染性能。1实验部分1．1实验药品聚醚砜(PES，6020P，BASF)；聚环氧乙烷(PE0)、乳化剂OP一10、表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(成都科隆)；N，N一二甲基甲酰胺(DMF，分析纯，成都科隆)；氯化锂、氯化镁、氯化锌(分析纯，国药集团)。1．2仪器超滤杯(上海羽令，容积300ml，有效过滤面积30．2cmz，接氩气钢瓶)；手持式测油仪(Teeh2lA，美国EnvironmentLab)；界面参数一体测量仪(DSA30，德国Kruss)1．3实验过程1．3．1超滤膜制备、将PES、PEO及无机盐溶于DMF，配比如表1所示。在水浴中搅拌加热至60℃，保持2h。将得到的铸膜液涂于玻璃板上，用刮刀刮成400m厚的膜，将其放入去离子水中凝固成型。继续浸泡24h以除去其中残留的有机溶剂。表1制膜材料配比1．3．2通量测试及抗污染性能评价用分析天平称量3．356g克拉玛依原油，加入0．2g乳化剂OP一10、0．2g表面活性剂十二烷基苯磺酸，将其加入500ml去离子水。搅拌乳化15min(5OOOrpm)配置成浓度为6712mg／L的含油污水。将超滤膜装于超滤杯中，加入去离子水，通入氩气加压至0．15MPa，保持30min，然后将压力降至0．1MPa，开始测量滤出水的体积。根据其体积和膜有效过滤面积计算通量。0．5h后，将去离子水换成含油污水，过滤1h，将膜取出，用超声清洗(200W，以6min为间隔，从6min清洗至lh)，考察不同清洗时间后纯水通量的恢复率。测定滤液的含油量，计算对原油的截留率。1．3．3超滤膜分析与表征将干燥后的超滤膜用于测试静态水接触角，用于表征其表面亲水性。2结果与讨论2．1通量测试纯水与含油污水的通量测试结果如图1所示。结果表明，在加入亲水性材料如PEO和无机盐后，膜的通量均大幅提高。其中添加LiC1的c3膜通量提升最为明显，其通量达到145L／(m~h)，而空白膜c1的纯水通量仅为64．5IJ(m2h)。在通人污水后，各样品的通量均有所下降，空白膜的通量在0．6h后降至21．9L／(m~)，而c3的通量仍然最高，为122．1L／(mh)，添加MgC12和ZnCI的c4和c5膜的通量分别为112．0L／(m~h)和82．0L／(m2h)，而添加PEO的C膜通量为72．0L／(m2h)。可见所选取的三种无机盐均能有效地提高超滤膜通量，其中LiC1的通量最高。图1各样品通量测试结果(a)纯水；(b)含油污水2．2抗污染性能和截留率评价各样品的通量恢复率如图2所示。可见空白膜通量恢复率仅《资源节约与环保》2015年第4期