膜分离技术：在石油化工污水处理技术中的应用 5页

'膜分离技术：在石油化工污水处理技术中的应用1前言随着人们对环境和能源问题的口益重视，膜分离技术作为一种新型分离、净化和浓缩技术，以其过程清洁、简单、能耗低，化学药剂用量少的特点，在污水处理领域显示出独特的魅力。石汕化工生产中，会产生大量的含汕、氨、盐和酚等物质的污水［1］,排放量大，既浪费资源乂污染环境，给水体造成极人的危害。采用膜分离技术对石汕化工污水进行处理,可达标排放或回用，同时回收冇用物质，节约资源。与传统的化学淤浆法、生化降解法等污水处理方法相比，具有显苦的优势。2膜分离技术的特点膜分离是利用膜对混合物中各组分的选择渗透作用性能的差异，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的技术。它在污水处理、食品生产、医药合成和能源、化工生产等过程中发展相当迅速。尤其是近20年來，将膜分离技术应用于石油化工污水处理领域，形成了新的石油化工污水处理方法。据统计，大多数膜分离技术都可以应用于石油化工污水的处理［2］。毋庸质疑，膜分离技术和英他技术的集成技术，将逐渐冇针对性地代替传统技术，对石汕化工污水处理产生深远的影响。从材料的用度，膜可分为冇机的、无机的及冇机和无机混合的；根据膜结构，又可分为对称膜和不对称膜；按分离原理，膜分离技术分为微滤(ME).超滤(UF)、渗析(D)、电渗析(ED)、纳滤(NF)和反渗透(R0)、渗透蒸发(PV)等。尤为令人瞩目的是，膜分离与蒸发、吸附、萃取、化学反应和生物技术等相结合，形成了膜蒸係、膜分相、液膜、膜萃取和膜生物反应器等-•系列新型膜分离技术。这些膜分离技术在石汕化工污水处理中，已取得了显著的技术突破。3在石油化工污水处理中的应用 3.1含油污水据报道，我国每年产牛的含汕量在儿百到儿千mg/L的采汕废水达2〜3亿吨［1］,从经济和坏境方面考虑，回注或再利用含汕废水十分必要。目前，一般采用化学淤浆法和生化降解法进行处理，处理后回注或再利用时，大多达不到使用要求，采用膜分离技术可以解决这一问题。膜分离技术是一种极貝发展潜力的含油污水处理方法［4］。采用中空纤维UF膜对油田污水进行处理的实验表明［5］,进水含油在100mg/L以上，进口压力为0.16MPa,出口压力为0.08MPa时，膜的透水量可达15mL/(cm2・h)以上，透过液含油量小于10mg/Lo选用磺化聚矶(膜材料制成平板式及管式UF膜，对含石油类物质的炼油厂和汕山污水进行处理，原水含石汕类物质10〜80mg/L,处理截留率为石汕类物质99.04%,悬浮物99.68%,硫酸盐还原菌98.5%,腐生菌97.94%⑹。用UF膜处理胜利油田河口水站的油田含油污水,进行了1年的实验运行,处理后，水中的悬浮固体含量为0.56mg/L,含油量为0.5mg/L,透过液满足了低渗油田注水水质要求［7］。第一套用于汕HI采出水处理的人规模R0装置，建在加里福尼亚Bakers汕田附近的Mt.Pose废热电站。其水处理装査包括除汕、澄清、过滤、R0脱盐装置，用于电站锅炉给水这套处理装置成功地将含盐3000mg/L.硅63mg/L、油3.5mg/L.总有机碳(TOC)16〜23nig/L的采出水，处理到锅炉用水水质［8］。采出的石油一般要经过洗油这一步。原油经水洗、相分离后,产生大量含油和盐的废水，且汕含量较高，如果直接排掉就会造成原汕的浪费和人量的废水，用NF膜可以将其分离成富油的水相和无油的盐水相。采用硝酸纤维素或聚氟乙烯NF膜，在0.7MPa压力下，可将含汕160mg/L的废水处理到含汕小于21mg/L的可排放废水，将富汕的水相加入到新鲜的供水小重新进入洗汕工序，既 回收了原汕，乂节约了水的供应［9,10］。采用UF膜及中空纤维膜对含汕污水进行处理，效果也很好［11,12］。膜生物反应器应用于石油化工含油污水处理，对COD,B0D5,SS、浊度、石油类物质的去除率分别为76%〜98%,96%〜99%,74%〜99%,98%〜100%,87%,而且氨氮的脱除率达90%以上，出水浊度低，水质稳定，易于回用［13］。3.2含酚污水含酚污水中主要冇苯酚、邻卬酚、硝基酚、氯代酚和氨基酚等，它们毒性大，需去除后才能排放。采用中空纤维膜蒸帑技术处理含酚污水，以2%NaOh溶液为吸收液，料液流速大于4.OmL/min时，苯酚渗透率儿乎不随苯酚的浓度变化。在料液ph"0、温度45°C条件下，浓度高达5000ug/mL的苯酚经处理可降至50ug/mL以下，去除率达95%以上［14］。采用R0膜处理含酚污水时，先将含酚污水浓缩，再进一步处理为无害物质回收。采用NF膜处理时，先用C102将酚氧化成酸，再中和成盐后，通过NF膜浓缩回收，透过液则做循环水使用。用R0或NF膜处理酚质量分数小于5.0%的污水吋，对酚的脱除率达95%以上［15］。采用蓝-113B-煤汕-NaOh液膜体系对高浓度含酚废水（浓度在5%以上）进行二级处理，除酚效率可达99%［16］。用液膜技术处理油品碱洗所产生的含酚碱洗液，试验用碱洗液含酚200〜4000mg/L,在乳液•废水的体积比为1：20,乳液复用一次的条件下，处理后废水中酚的浓度小于30mg/L［17］。对乳化液膜法提取苯酚的动力学也进行了研究［18］。3.3合成纤维污水聚酯纤维一般用强碱水解重整来提高纤维性能，水解后污水中含有一定的水解产物，可先用UF膜将悬浮固体和胶体除去，再将透过液酸化，经NF膜浓缩后重新用来生产聚酯纤维 采用上流式厌氧牛物膜工艺，处理PET聚酯生产高浓度污水的实际处理过程中，厌氧主物膜法抗冲击负荷能力较强，温度低于30°C仍有较高的去除率，进水COD为5000〜11000mg/L时，出水COD为1000〜2500mg/L［20］。用UF技术处理涤纶丝厂短丝汕剂废水，生产装置经10个月运行，性能稳定，对汕剂的截留率为91%〜92%,通量为11〜⑸/(m2-h)0处理后浓缩的汕剂回用于再纺纤维上汕，成品纤维性能良好［21］。3.4橡胶、塑料工业污水橡胶工业污水中含有大量无机盐，不宜直接回用。用R0法处理时，对TDS、硬度离子、有机物去除率一般大于90%,对无机盐则在85%左右，对可溶性Si02和碱度去除率较低，在70%以下［22］。Lahiere等人在35〜55°C下，用氧化铝陶瓷MF膜，处理氯乙烯单体(Vcm)生产中产生的含重金属离子的污水时，可使重金属离子的浓度，从废水屮的120mg/L降低至17〜20mg/L,废水过滤通量达到630〜920L/(m2・h),浓缩污泥通量达160〜230L/(m2・h)。在处理Vcm工厂废水中的1,2-二氯乙烷乳化液的中试屮，在操作温度为30〜45°C条件下，通量稳定为1290L/(m2・h)［23］。3.5含氨及胺的污水在氨肥、合成纤维、炼汕等石汕化T行业的生产过程屮，会产生大量含氨废水。利用疏水性聚内烯中空纤维膜处理含氨污水，氨的脱除率可达90%,革除了水洗工序，实现了氨的零排放，并使氨得到了很好地回收［24］。釆用肿膜实现的膜基气体吸收过程处理石汕化工含氨污水，对氨的脱除率也可以达到90%以上，MF膜生物反应器可将水中的COD,BOD,SS降低90%〜99%。据称，冇可能导致化肥生产流程的某些变革，这一技术已经产业化［25］。牛产催化剂时，会排放人量含0.8%〜1.5%高浓度季胺盐的污水，先用弱酸性离子交换树脂吸附污水中的胺，再用NF膜处理，回收冇用物质，处理后的水可以重新使用［26］。3.6其他污水 采用陶瓷MF膜处理炼油厂含焦污水［27］,焦粉去除率在95%以上，可以显著降低COD值。另外，采用陶瓷MF膜处理油田采岀水［2&29］,出水水质能满足回注水的要求。采用液膜技术还可处理含馅污水?熏处理后洛含量均降至0.5X10-6(ppm)以F，低于国家规定的排放标准［30,31］。在对含锌、铅、镉等金属离了污水的处理方面，也进行了大量研究，为膜分离技术在石油化工含金属离子污水处理中的应用打卞了基础［2］。内•烯腊废水是石油化工工业中较难处理的废水乙一。采川平板式聚乙烯中空纤维膜生物反应器处理时，进水COD为400〜750mg/L,出水COD的平均值为189mg/L,膜分离对维持良好而稳定的系统起决定性作用［32］。用氧化铝陶瓷MF膜处理烷基苯厂废水中的芳香物质和石蜡油，也获得了成功［23］。NF膜也可用于含有机溶剂废水、石油化工混合废水以及含苯二酸的废水等各种石油化工污水的处理［19］o4结论利用膜分离技术或膜法集成技术处理石汕化工污水，能达标排放，还可以实现回川，并回收有价值的副产物，技术上町行，优势明显。随着石油化工工业的发展和水的再利川以及环保的要求，膜分离作为一种有效的新型分离技术，在石汕化工污水处理屮一定有着极其广泛的应用前景。本文来口：水世界-中国城镇水网'