_膜分离技术在化工节能减排中的应用

14专题水工业市场2010年第3期膜分离技术在化工节能减排中的应用一、概述膜分离作为一项高新技术，在近几十年来迅速发展为产业化的高效节能分离过程。几十年来，膜分离技术在能源、电子、石油、化工、医药卫生、重工、轻工、食品、饮料行业和人民日常生活及环保等领域均获得广泛的应用，产生了显著的经济和社会效益。社会的需求促使膜技术发展迅速，使膜技术不断创新、进步、完善，成为单元操作，成为集成过程中的关键。近年来，各行业工业废水深度处理回用与资源化，已经引起了人们的广泛重视，不断有应用膜分离技术进行工业废水深度处理回用成功的报道。这表明我国工业废水深度处理回用已进入大规模应用阶段，石油化工、氯碱化工、造纸、钢铁、电力等行业相继建立了示范工程，并进行行业推广，工程规模已从日处理量百吨级跨入到万吨级，并将跨入十万吨级的规模。目前，在氯碱化工、农药化工、医药化工方面的产品分离精制/原料中间体的纯化得到了广泛的应用，如淡盐水精制、草甘膦母液的回收、抗生素的分离提纯等，在提高分离效率的同时，能耗大大降低。在国家大力提倡节能减排的大形势下，大力发展膜分离技术对于化工行业、乃至各行各业的节能减排工作均具有重要而深远的意义。二、膜分离技术在石油化工节能减排中的应用1、化工废水历年的回用情况以中国石油炼油企业为例，中国石油炼化企业污水回用工程投资逐年增加。从1998年开始，9年中回用工程总投资为3.38亿，2005年和2006年投资总额达2.443亿，占9年来投资额的72％。这表明，中国石油污水回用的投资力度越来越大。具体情况见表1。根据对中国石油炼化企业污水处理回用的需求调研结果，2006年至2010年的五年间，有16家炼化企业规划建设21项污水处理回用工程。其中，炼油企业共有10家计划建设13项污水回用项目；化工企业共有6家建设8项污水回用项目。这些项目的实施将大大提高中国石油炼化污水的回用率，在加大节水减排力度、炼化污水产生量维持目前水平的情况下，预计炼化污水回用率将由06年的8.4％提高到2010年的30％左右。2、各种膜技术在石油化工废水处理中的具体应用(1)微滤技术在石油废水处理中的应用王怀林等采用南京化工大学膜科学技术研究所生产的0.2um和0.8um陶瓷膜进行了陆上和海上采油平台的采出水处理研文/谢柏明(杭州水处理技术研究开发中心)表1中国石油炼化企业污水回用历年投资情况年度当年建成回用装置套数/套投资/（万元/年）占投资总额的百分比/%1998170022001213984200233500102003121007200421640520056468614200651974458合计203376410015我国工业污水处理的市场发展及前景分析水工业市场2010年第3期究，经过适当的预处理后取得了较好的效果，悬浮物含量由73-290mg/l降到1mg/l以下，油含水量由8-583mg/l降到5mg/l以下。探讨了不同温度、压差、膜面流速、孔径等参数对过滤特性的影响。针对膜处理中最为关键的清洗问题，他们设计了脉冲及预处理工艺，有效地延长了过滤周期。同时根据油田采出水对膜面的污染特征，确定了B、C两种清洗剂交替使用的清洗方案，并验证了所采用的预处理工艺、清洗工艺、脉冲工艺的可重复性和稳定性，为工业性放大试验奠定了技术基础。顾文滨等针对低渗透油田注入水而研制的新型含油污水精细过滤装置，该装置采用表层过滤技术，用陶瓷微滤膜(无机膜)作滤芯，采取交叉流过滤方式(即过滤液体平行于滤膜表面流动)对含油污水进行精细过滤，对于以小细粒(<8μm)为主的含油污水颗粒去除率达90%以上，精度可达1μm。研制的控制系统，作为无机膜含油污水处理装置的配套装置，实现了对整个过滤过程及脉冲反洗过程的全自动控制。采用絮凝剂絮凝和陶瓷膜微滤的组合工艺处理炼油厂“三泥”水相。研究结果表明:絮凝处理可明显降低水相的石油类浓度和COD，将絮凝处理与0.2μm氧化锆膜过滤处理相结合，渗透液的石油类浓度和COD可达到国家排放标准。以絮凝处理后出水的石油类浓度为基准，确定了合适的絮凝剂为3530S，并通过正交试验确定了合适的絮凝处理工艺条件:絮凝剂加入量为70mg/L，絮凝温度为40℃，搅拌时间为90min，静置时间为1.5h。同时，絮凝处理能减轻膜污染，增大膜的渗透通量.考察了操作压力和错流速率对渗透液质量和膜渗透通量的影响，确定了合适的操作条件。(2)超滤技术在石油、化工废水处理中的应用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，用超滤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，又可以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。李永发等用超滤膜对油田采油预处理过的废水进行了再处理，试验研究证明，经过超滤膜处理的废水，膜对油的截留率为97.7%以上