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含油污水處理膜分離技術(shù)

  當前,我國油田的開采主要還是通過注水開采的方式,而隨著油田的不斷開采,含水量不斷增加,采出的水量也在不斷的增加,而油田出水中必定是含有油污的,而在石油加工過程中,也不可避免的會產(chǎn)生含油污水,直接排放會對環(huán)境造成污染。因此如何對其進行有效的處理,對于保護環(huán)境,節(jié)約資源,以及促進油田的可持續(xù)發(fā)展都有重要的意義。隨著膜分離技術(shù)的不斷發(fā)展,其已經(jīng)被應(yīng)用于含油污水的處理之中,這種技術(shù)相較于傳統(tǒng)的含油污水處理技術(shù),不僅設(shè)備更加簡單,而且操作也方便,節(jié)能效果好,而且分離效率也更高,因此當前膜分離技術(shù)已經(jīng)成為含油污水處理的重要發(fā)展方向。

  一、膜分離技術(shù)用于工業(yè)生產(chǎn)廢水處理

  石油工業(yè)中最早應(yīng)用膜分離技術(shù)是在20世紀初期,隨后1950年。膜分離技術(shù)還被應(yīng)用于氣體分離。1993年,膜分離技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于全球各大煉油廠中,目前,隨著膜分離技術(shù)的不斷發(fā)展,取得了很多突破性的進展,應(yīng)用也愈加廣泛。在含油工業(yè)廢水的處理中,膜分離技術(shù)的研究也取了很多進展,如MF膜、UF膜、RO膜和NF膜等。

  (1)MF膜。

  MF膜技術(shù)在含油廢水中應(yīng)用的研究已經(jīng)取得了很多進展,2010年,Ebrahimi等通過使用0.1mm的三氧化二鋁MF膜進行污水處理,實現(xiàn)結(jié)果顯示,這一膜能夠?qū)U水中的油含量降低61.4%。我國科學(xué)家在MF膜上也做了很多研究,王生春等使用用聚丙烯中空纖維MF膜,對油田的含油廢水進行了處理,使水中的油含量降至了1mg/L以下,處理后的水能夠達到油田注水的標準,但是存在一些問題,就是膜容易污染,導(dǎo)致需要頻繁的進行膜清洗??偟膩碚f,MF膜分離技術(shù)在石油工業(yè)廢水中,具有較大的應(yīng)用潛力。

  (2)UF膜。

  當前研究人員對不同類型的UF膜在工業(yè)含有廢水處理中的應(yīng)用進行研究。Salahi等利用聚丙烯材質(zhì)的親水20kDaUF膜-PAN350,來對工業(yè)含油廢水經(jīng)處理,結(jié)果表明其對油和TSS的去除率能夠達到99%。李發(fā)永使用外壓管式聚砜UF膜,對進過預(yù)處理過的含油污水進行處理,發(fā)現(xiàn)其對于去除含有污水中的石油、腐生菌和其它雜質(zhì)都有良好的效果,能夠達到97%的截留率。研究人員還通過化學(xué)修飾的方式,來提升UF膜的性能,從而提高其污水處理的能力。

  (3)RO膜。

  RO膜已經(jīng)被應(yīng)用于含油污水的處理之中。早在2004年,合成沸石RO膜就獲得了應(yīng)用,其被用于石油開采生產(chǎn)的污水鹽分去除。Mondal等采用RO膜-BW30對含油污水進行處理,取得了不錯的效果,污水中原本含油136.4mg/LTOC和2090mg/LTDS,在處理完成之后,二者的值分別下降為45.2mg/L和1090mg/L。

  (4)NF膜。

  NF膜在石油化工行業(yè)中,主要用于含有較高濃度鹽的廢水,以及酸性廢水的處理。石油工業(yè)產(chǎn)生的廢水中,含酚的廢水具有加到的毒性,因此必須在進行脫酚處理之后,才能夠進行排放,通過應(yīng)用納濾技術(shù)進行含酚污水的處理,酚的去除率可以超過95%。Ebrahimi等的研究顯示,通過應(yīng)用TiO2/TiO2(1000Da)和TiO2/Al2O3(750Da)的陶瓷NF膜,在低溫下對于含油工業(yè)廢水進行處理,能夠完全去除掉污水中的油污,同時TOC的含量也可以顯著降低。

  二、膜分離技術(shù)在石油工業(yè)含油污水處理中的應(yīng)用潛力

  膜分離技術(shù)在石油工業(yè)的廢水處理中具有很大的應(yīng)用潛力,但是同樣也面臨著一些問題,如通過膜分離技術(shù)進行含油污水的處理時,如果污水中的油濃度達到200mg/L,或者是COD含量超過5000mg/L,那么膜就非常容易被污染物堵塞,從而造成膜的壽命被縮短,因此為了進一步發(fā)揮膜分離技術(shù)在工業(yè)含油廢水中的應(yīng)用,一方面可以通過對膜材料進行研究,提高其性能,另一方面則可以通過和其它工藝進行配合,先通過其它工藝來將污水中油濃度降低,然后再由膜分離技術(shù)進行完全的分離。

  膜分離技術(shù)可以被應(yīng)用于采油過程中,相關(guān)實驗結(jié)果表明,在電泵上組裝疏水性的MF膜,能夠?qū)崿F(xiàn)井底的油和水的分離,如果這一技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用,那么能夠?qū)崿F(xiàn)殘油的分離,這種方式具有可觀的經(jīng)濟價值,而且不需要使用化學(xué)添加劑,不僅經(jīng)濟而且環(huán)保,因此膜分離技術(shù)有望取代傳統(tǒng)的處理方式,來進行才有廢水中溶解性污染物的處理。

  膜分離技術(shù)在煉油廠中也有很大的應(yīng)用潛力,煉油廠的廢水處理包括場內(nèi)水源控制、預(yù)處理和終端處理等步驟,而膜分離技術(shù)在前兩個步驟中可以發(fā)揮出較大的作用,可以實現(xiàn)煉油過程中產(chǎn)生的廢水的高效處理,在處理完成之后,廢水和可以再次進行應(yīng)用,提高了水資源的利用效率。

  膜技術(shù)應(yīng)用過程中最主要的問題就是膜污染,雖然在使用該過程中可以選擇最佳的運行條件,以及最適合的膜,但是經(jīng)過長時間運行之后,膜的透水通量還是會下降,出現(xiàn)膜污染問題。研究表明,對膜污染進行有效控制應(yīng)注意保證溫度、pH、溶質(zhì)濃度、壓力以及物料流速處于最適條件,并且膜材料、孔徑和模組件的選用也應(yīng)適宜,只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)膜污染的有效控制,從而使膜分離技術(shù)在工業(yè)含油污水中有更廣泛的應(yīng)用。( >

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