膜分離處理含油污水的研究進(jìn)展

來(lái) 洋

(西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，四川 成都 610500)

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膜分離處理含油污水的研究進(jìn)展

來(lái) 洋

(西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，四川 成都 610500)

指出了工業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的大量含油污水的處理是一大難題，膜分離技術(shù)對(duì)乳化油的分離具有分離效率高、消耗能耗低、裝置簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，具備較好的應(yīng)用前景。闡述了膜分離技術(shù)在油水分離方面的研究進(jìn)展，并對(duì)膜技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

膜技術(shù)；油水分離；抗污染

1　引言

膜分離技術(shù)對(duì)乳化油的分離具有較好的效果。相較于傳統(tǒng)方法，膜分離技術(shù)能耗低、裝置簡(jiǎn)單。然而，其在處理復(fù)雜的油田采出水時(shí)，抗污染性能較差，極易造成膜通量下降、處理效果變差。因此，高抗污染性能復(fù)合膜的研發(fā)是目前膜技術(shù)研究的重點(diǎn)。

2　油水分離膜研究進(jìn)展

2.1疏水膜研究進(jìn)展

早期研究較多的是疏水膜。膜表面對(duì)油滴起著聚結(jié)粗化，有利于實(shí)現(xiàn)油水分離[1,2]。

Daiminger等[3]以異十二烷作為油相，通過(guò)膜聚結(jié)器對(duì)油/水乳液進(jìn)行聚結(jié)處理。結(jié)果表明：疏水膜能使乳液在通過(guò)膜聚結(jié)器后粒徑變大，從而使后續(xù)的截留效果更佳。Kong等[4]利用孔徑不同的疏水PVDF膜，促進(jìn)疏水膜表面上油滴的吸附與聚結(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油滴的截留作用。

由于疏水膜對(duì)油較好的滲透性能，極易造成膜水通量下降。因此，疏水膜越來(lái)越多地被用于油包水型乳液分離的研究。

2.2親水膜研究進(jìn)展

2.2.1無(wú)機(jī)膜

無(wú)機(jī)膜具有良好親水性和較好的機(jī)械強(qiáng)度，是進(jìn)行油水分離的良好材料。

Cui等人[5]制備了孔徑大小不同的NaA/α-Al2O3微濾膜。8 h含油廢水過(guò)濾，經(jīng)清洗后，純水通量恢復(fù)率最高達(dá)到86.6%。Zhang等人[6]對(duì)改性的TiO2+Al2O3復(fù)合陶瓷膜進(jìn)行大豆油乳液評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，改性后的陶瓷膜水通量更加穩(wěn)定，抗污染性能明顯增加。Zhou等人[7]將ZrO2摻雜在了Al2O3陶瓷膜上，使陶瓷膜的抗污染性能進(jìn)一步得到提升。Abadi等人[8]將陶瓷膜用于某煉廠的含油污水處理。通過(guò)對(duì)操作壓力、錯(cuò)流速度、處理溫度等條件的優(yōu)化其純水通量恢復(fù)率最高可達(dá)95%。

2.2.2有機(jī)膜

由于親水性有機(jī)膜材料的溶脹作用等原因，其使用范圍不及疏水膜材料廣泛，對(duì)疏水性膜材料進(jìn)行親水改性是目前研究的主要方向。

Yang等人[9]通過(guò)采用PSF/TiO2復(fù)合膜對(duì)煤油/水乳液進(jìn)行處理，純水通量較改性前高出約50%，抗污染性能明顯提升。

3　目前存在的問(wèn)題及展望

目前的研究主要采用模擬含油污水，而對(duì)于真實(shí)污水，往往存在更多問(wèn)題。如在采油時(shí)加入的水溶性聚合物，會(huì)使處理更加困難。通過(guò)采用含有陽(yáng)離子的聚丙烯酰胺的模擬采出水對(duì)納米TiO2、Al2O3改性的PVDF膜進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)操作條件優(yōu)化后，過(guò)濾污水60 min后，其通量?jī)H為初始通量的21.51%，表明復(fù)合膜受到了聚丙烯酰胺的嚴(yán)重污染。

Zhang等[10]通過(guò)向模擬采出水當(dāng)中加入鹽溶液及聚丙烯酰胺，系統(tǒng)地研究了鹽類及聚合物濃度對(duì)陶瓷膜污染的影響。結(jié)果表明，低于聚合物臨界膠束濃度時(shí)，聚合物在膜的表面及孔道內(nèi)發(fā)生強(qiáng)烈的吸附。

綜上所述，大部分膜材料在處理真實(shí)的油田采出水時(shí)，其使用壽命仍然非常有限。因此，單純改善表面親水性尚不能滿足要求。對(duì)文獻(xiàn)分析結(jié)果表明，尋找一種新型改性劑，使其在膜表面具有較高的覆蓋率，可能是一種有效的方法。

[1]蔣學(xué)彬. 膜分離技術(shù)在石油工業(yè)含油污水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 油氣田環(huán)境保護(hù),2015,(05):77～80，94.

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Research Progress on Membrane Technology in Separation of Oily Wastewater

Lai Yang

(ChemicalInstituteofChemicalIndustry,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu,Sichuan610500,China)

The separation of large amount of oily wastewater produced in industrial process is a worldwide challenge. As for its high separation efficiency, low energy consumption and relatively simple operational process, membrane technology is considered the most promising method. In this short review, the recent development of advanced filtration membranes for emulsified oil/water mixture separation was presented and the future development of membrane technology was prospected.

membrane technology; oil-water separation; anti-pollution

2016-06-08

來(lái)洋(1991—)，男，西南石油大學(xué)碩士研究生。

TU992.3

A

1674-9944(2016)16-0099-02