含油乳化液膜分离技术 一、系统工艺技术介绍 含油、乳化液废水先进入含油废水调节池，在此池中进行静沉油水分离，部分浮油浮于液面，通过溢流口流出；含油、乳化液废水用泵送入管道过滤器，然后进入循环水箱；将乳化液预热到40～50℃；废乳化液进入陶瓷膜主机，料液在主机中循环；开浓缩液回流阀（开启度由回流侧压力控制），部分乳化液回流到循环水箱；开过滤侧阀门，滤出液送SBR(生化处理)系统，通过控制滤出液阀门的开度，控制清液的滤出量（使清液流量长时间稳定）；浓缩5~10倍左右时，将浓缩液用泵送入浓乳化液分解箱，进行静沉分离，对池上的浮油回收再利用，下部的油水回废水调节池。 二、设计依据 1、原水参数 2、膜面积计算 根据工程经验及上述水质参数，处理废乳化液、清洗机废水通量设计为120L/m2/h,处理时间为（3+4.5）/8/0.12=7.8 m2，处理其他含油废水通量设计为200L/m2/h则膜面积为：1.8/0.2=9 m2，总膜面积为7.8+9=16.8 m2，根据组件面积和排列方式，整套设备采用4只组件串并联组成，总面积为4.5*4=18 m2 3、出水指标 渗透水石油类含量≤10mg/l（需扣除乳化剂影响）；悬浮物SS≤10mg/l（国标SS≤70mg/l）。检测方法GB8979-1996
三、系统参数 1、超滤装置： 1.陶瓷膜超滤设备处理能力： 满足处理废乳化液3m3/8h、清洗机废水4.5 m3/8h、其他含油废水1.8 m3/h 2.陶瓷膜超滤膜面积：18m2 3.运行压力：0.3～0.4MPa, 运行温度：45～60℃或常温 4.渗透液出水水质：含油量≤10mg/l（扣除乳化剂影响）悬浮物SS≤30 mg/l 5.膜管材质：支撑体/膜Al2O3/ZrO2 6.循环泵MORET Q=120m3/h H=35m N=18kW 7超滤装置由4膜组件串并联而成，套管材质为不锈钢SS304，膜管通道孔径4mm，膜孔径50nm，总膜为19*4=76支，密封采用耐腐蚀耐温专用密封垫 2、乳化液提升泵 1）不锈钢泵：Q=10m3/h H=17m 1台 2）进出水阀和管道:蝶阀DN65 4个钢管DN65 50m 3、酸洗箱 1）容积约V=1.03SS304不锈钢制 2）加药处设不锈钢网(拦杂物) 3）介质：JS-320陶瓷膜清洗剂浓度3～5% 4)设高液位溢流口 4、碱洗箱 1）容积约V=1.03 304不锈钢制 2)设高液位溢流口
含油废水的处理 1、含油废水的定义 含油废水是石油开发利用活动中产生的一种面广量大的污染源，含油废水是指：含有脂（脂肪酸、皂类、脂肪、蜡等）及各种油类（矿物油、动植物油）的废水。含油废水的特点是COD、BOD高，有一定的气味和色度、易燃、易氧化分解，一般比水轻、难溶于水，其污染主要表现在以下几个方面：恶化水质、危害水产资源；危害人体健康；污染大气；影响农作物生产；影响自然景观；影响洁净的自然水源。鉴于含油废水的污染性，我国规定含油废水最高允许排放浓度为10mg/L。 2、油在水中的存在形式 油分主要以悬浮油、分散油、乳化油、溶解油和油一固体物等形式赋存在水体中。含油废水中的浮油一般可采用重力场分离技术予以去除，溶解油可通过水体中生物进行分解净化。而以胶体状态存在的微细分散油及乳化油，粒径较小，状态稳定而较难去除。 1)悬浮油：粒度≥100um，静置后能较快上浮，以连续相的油膜漂浮在水面上。 2)分散油：粒度为10～100um，悬浮、弥散在水相中，在足够时间静置或外力的作用，可凝聚成教大的油滴上浮到水面，也可能进一步变小，转化成乳化油。 3)乳化油：粒度为0.1～10um（极微细的油滴），由于油——水界面有表面活性剂的影响，以水包油的形式稳定地分散在水中，单纯用静置的方法很难实现油水分离。 3、目前对含油废水的处理方法 目前含油废水常用的分离技术主要有物理法、物理化学法、化学破乳法、生化法和电化学法，分离难易程度取决于油分在水体中的存在形式。其中物理法主要是： a)重力分离法：利用油和水的密度差及油水的不相溶性进行分离的方法（一级处理），处理对象是浮油和部分分散油，主要的设备是隔油池，优点是能除去粒
含油废水处理 含油废水主要来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业部门。废水中油类污染物质，除重焦油的相对密度为1．1以上外，其余的相对密度都小于1。 油类物质在废水中通常以三种状态存在。 (1)浮上油，油滴粒径大于100μm，易于从废水中分离出来。油品在废水中分散的颗粒较大，粒径大于100微米,易于从废水中分离出来。在石油污水中，这种油占水中总含油量60～80％。 (2)分散油．油滴粒径介于10一100μm之间，恳浮于水中。 (3)乳化油，油滴粒径小于10μm，油品在废水中分散的粒径很小，呈乳化状态，不易从废水中分离出来。 含油废水中所含的油类物质，包括天然石油、石油产品、焦油及其分馏物，以及食用动植物油和脂肪类。从对水体的污染来说，主要是石油和焦油。不同工业部门排出的废水所含油类物质的浓度差异很大。如炼油过程中产生的废水，含油量约为150～1000毫克/升，焦化厂废水中焦油含量约为500～800毫克／升，煤气发生站排出的废水中的焦油含量可达2000～3000毫克／升。 由于不同工业部门排出的废水中含油浓度差异很大，如炼油过程中产生废水，含油量约为150一1000mg/L，焦化废水中焦油含量约为500～800mg/L，煤气发生站排出废水中的焦油含量可达2000～3000mg/L。因此，含油废水的治理应首先利用隔油池，回收浮油或重油，处理效率为60～80％，出水中含油量约为100～200mg/L；废水中的乳化油和分散油较难处理，故应防止或减轻乳化现象。方法之一，是在生产过程中注意减轻废水中油的乳化；其二，是在处理过程中，尽量减少用泵提升废水的次数、以免增加乳化程度。处理方法通常采用气浮法和破乳法。 含油废水如果不加以回收处理，会造成浪费；排入河流、湖泊或海湾,会污染水体,影响水生生物生存；用于农业灌溉，则会堵塞土壤空隙，妨碍农作物生长。 含油废水的处理应首先考虑回收油类物质，并充分利用经过处理的水资源。因此，含油废水的处理可首先利用隔油池，回收浮油或重油。隔油池适用于分离废水中颗粒较大的油品，处理效率为60～80％，出水中含油量约为100～200毫克／升。废水中的细小油珠和乳化油则很难去除。 主要处理方法 上浮法 主要用于隔油池出水的高级处理，去除细小油珠和乳化油。经过上浮处理后，出水含油量含油废水处理设施可降至30毫克／升。其方法是：将适量的空气通入含油废水中，形成许多微小气泡，在气泡作用下构成水、气、油珠三相非均一体系。在界面张力、气泡上浮力和静水压力差的作用下形成气-油珠结合体上浮而实现油水分离。上浮法按气泡产生的方法，可分为布气上浮法、溶气上浮法和电解上浮法三种。
碳化硅陶瓷膜分离含油废水的应用 针对含油废水具有污染物浓度高、可生化性差、成分复杂且其所含有毒有害物质对生态系统、植物、土壤和水体有严重影响等特点，提出运用0．02um的多通道非对称碳化硅陶瓷膜对采油水进行了现场中试，陶瓷膜出水SS＜1．0mg／L，油＜10mg／L，粒径中值＜1．0um。还考察了不同条件下碳化硅陶瓷膜通量和跨膜压差的变化，以及强化混凝过滤对膜通量的影响。最终达到提高炼油废水处理效率和减小环境二次污染风险的目的，使处理出水可成为重要的回用水资源，缓解水资源紧缺状况。 一、前言 随着经济和工业的快速发展，石油化工，金属工业，机械工业，食品加工等行业也在快速发展，进而产生了大量的含油废水。据统计，世界上每年至少有500～1000 万吨油类污染物通过各种途径进入水体，它已严重影响，破坏了环境，并且危害人体健康。含油废水是一种量大面广且危害严重的工业废水，具有COD，BOD 值高，有一定的气味和色度，易燃，易氧化分解，难溶于水的特点。 近年来，膜技术作为一门新型的分离、浓缩、提纯、净化技术在各个行业得到了广泛的应用，前景十分广阔。膜材料的选择也十分重要，常用的疏水膜有聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯和聚乙烯等。亲水膜有纤维素酯、聚砜、聚醚砜、聚砜／？聚醚砜、聚酰亚胺／？聚醚酰亚胺、聚酯肪酰胺、聚炳烯腈等具有亲水基团的高分子聚合物，以及如Al2O3？，TiO2？
和ZrO2等陶瓷膜等。与传统分离技术相比，膜分离具有设备简单、操作方面、分离效率高、节能等优点，是油田含油污水处理技术的重点发展方向之一。 从此可以看出，膜分离技术在含油废水处理中的研究与应用相当广泛，但此方法大多都用于有机膜，虽处理效率高，但极易被腐蚀，且不耐高温、PH值适应范围窄、机械强度低、孔径分布宽、渗透率低、易水解、易污染、较难清洗再生等缺点［2］。以无机粒子，如Al2O3和掺杂稀土元素Ce的纳米SiO2的复合粒子，对高分子材料进行共混改性所成的混合膜，虽极大地提高膜的亲水性。从而也提高膜的抗污染能力；但膜通量比无机膜低，清洗后通量恢复率也只有85％。 二、新型无机陶瓷膜的简介 无机陶瓷膜是固态膜的一种，是以由氧化铝、氧化钛、氧化锆等无机材料经高温烧结而成具有多孔结构的精密陶瓷过滤材料，多孔支撑层、过渡层及微孔膜层呈非对称分布，过滤精度涵盖微滤、超滤甚至纳滤。 无机膜具有耐高温、耐化学腐蚀、机械强度好、抗生性能强、可清洗性强、渗透量大、使用寿命长等特点，分离效果和清洗恢复性较好；但也存在较难清洗，难再生等缺点。张国胜等采用0．2 μm氧化锆膜处理钢铁厂冷轧乳化液废水，通过对膜的选择、操作参数的考察、过程的优化，获得了满意的结果，膜通量100 L／（m2˙h）时，含油质量浓度从5000 mg ／L降至1 mg／L以下，截留率大于99 ％，透过液中油质量分数小于0．001 ％，并且该技术已实现了工业化应用。 陶瓷膜具有优异的热传导性、抗热震性、生物相容性、耐酸碱性、机械性能和化学惰性，以及低的热膨胀性，能够在必须承受高温和机械压力的腐蚀性环境中应用。因此，陶瓷膜除了具有无机膜的一般性能外，还具有许多一般无机膜所不具备的优点，被认为是一种无可取代各种无机膜的新型分离膜。 近年来，国内采用陶瓷膜处理油田采出水的报道也相应增加。张斌等［7］利用膜孔径为1nm的陶瓷膜处理高浓度聚醚废水并回收大分子聚醚多元醇。在跨膜压力为0．2MPa，温度43℃的条件下，渗透液中COD的去除率高达96％以上。 三、无机陶瓷膜的试验情况 本实验采用了XX公司CFU008实验装置。此装置带有机载传感器数据记录功能及用于工业膜过滤试验的PLC控制系统。 含浓油废水先经过预处理，去除其中的可见油、油泥及其他颗粒污染物，使预处理后的废水能够达到碳化硅陶瓷膜进料的要求。
油水分离膜的制备与应用综述 摘要: 油水分离膜分为有机膜、无机膜、复合膜，本综述分别就工业中常用的有机膜（纤维素膜）、复合膜（不同种膜材料混合制成）、无机膜（煤基管状碳分离膜）的制备方法以及应用做了一些简要介绍和概括。 关键词：膜污染纤维素膜聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜表面改性共混 IPN结构聚醚砜和聚丙烯晴相转化法（sol-gel）碳膜油水分离 1 引言 油污染作为一种常见的污染，对环境保护和生态平衡危害极大,无论是环境治理、类回收及水的再利用都要求对含油污水进行有效分离。含油污水中油的存在形态可分为4类：油的粒径大于150 μm，称为浮油；油的粒径在20～150μm之间，称为分散油；油的粒径小于20μm，称为乳化油；油的粒径小于几微米时则为溶解油 [1] 。 膜分离技术主要用于分离稳定的乳化油，是对含油污水进行深度处理的可行而有效的方法[2]。以往研究较多的是疏水膜。常用的疏水性膜由聚乙烯，聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯等聚烯烃类聚合物组成[3]，去除油中少量水杂质的效果良好,但是容易使膜被严重污染。另外，油分子容易在疏水膜内聚结而阻止水通过，使水通量急剧下降。 为使油能快速离开膜表面、防止膜污染、保持水通量，膜的表面化学性质应是亲水的。亲水性膜水通量高，抗污染能力强，已渐成为含油污水除油作业的主要膜材[3]。亲水性的强弱可通过添加适当的亲水基团来控制。常用的亲水膜材料有聚醚砜，纤维素酯，聚酰亚胺/聚醚酰亚胺，聚脂肪酰胺和聚丙烯腈等具有亲水基团的高分子聚合物。增大膜的亲水性有利于水通量的提高，可大大降低膜的污染，但亲水性过高时膜易溶胀，丧失机械强度。另外，亲水性膜较疏水性膜耗费能源多，且易受表面活性剂影响。 无机陶瓷膜也属于亲水膜，氧化铝膜使用最为广泛，近来的新研究则注重二氧化钛膜、二氧化硅膜、二氧化锆膜及其复合膜。陶瓷膜的优点很多：能承受高温、高压，抗化学药剂能力强，机械强度高，受pH 值影响小，抗污染，寿命长等但陶瓷膜制备成本高，膜孔不易小孔径化，可选用的材料种类较有机膜少得多。 对膜分离技术所面临的最重要的限制因素——膜污染问题，可以使用膜表面改性技术增强膜表面的亲水性以减小污染。通过表面改性技术可制出适当的油水分离膜，既具有足够的机械强度，又能有效地降低膜污染。膜表面改性技术主要有有机物接枝膜改性，等离子聚合法，有机物嵌段共聚膜改性，溶剂化，离子移变凝胶膜和共混复合改性等，其中共混复合改性方面的研究越来越引起人们的重视。该方法在溶剂中加入改善性能的助溶剂，使两种膜材料的相容性(互溶性)得到改善，诱导一种膜材料在另一种膜材料表面成膜，使界面高分子互相贯穿成网络结构，即互穿聚合物网络(IPN)。[1] 2 油水分离膜的制备与应用 常用溶剂，很难直接加以利用。环胺氧化物溶剂体系是目前研究最为广泛、应用最为成功的一类纤维素溶剂，典型代表为N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)。介兴明等以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMM0) 为溶剂物理溶解纤维素，制备出了新型纤维素膜。[4]所制备的新型纤维素中空膜在3个方面表现出较好的应用潜力：①湿态下纤维素膜对CO2具有较高的渗透性能，同时对CH4、N2甚至H2都具有较高的分离系数；②该膜油水分离性能优异，同时耐污染能力较强，在油水分离过程中通量稳定，清洗周期长，通量极易恢复，表现出了良好的应用前景；③该膜采用NaOH水溶液作为吸收剂膜法脱除硫醇，基本无油分损失．可用于炼油工业大规模脱硫
油水分离工艺的方法简介 1、离心分离法 离心分离法是使装有含油废水的容器高速旋转,形成离心力场,因固体颗粒、油珠与废水的密度不同,受到的离心力也不同,达到从废水中去除固体颗粒、油珠的方法。常用的设备是水力旋流分离器。 2、浮选法 浮选法,又称气浮法,是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理技术。该法是在水中通入空气或其他气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫层) ,然后使用适当的撇油器将油撇去。该法主要用于处理隔油池处理后残留于水中粒经为10～60μm的分散油、乳化油及细小的悬浮固体物,出水的含油质量浓度可降至20～30mg/L 。根据产生气泡的方式不同,气浮法又分为加压气浮、鼓气气浮、电解气浮等,其中应用最多的是加压溶气气浮法。 3、生物氧化法 生物氧化法是利用微生物的生物化学作用使废水得到净化的一种方法。油类是一种烃类有机物,可以利用微生物的新陈代谢等生命活动将其分解为二氧化碳和水。含油废水中的有机物多以溶解态和乳化态,BOD5 较高,利于生物的氧化作用。对于含油质量浓度在30～50mg/L以下、同时还含有其他可生物降解的有害物质的废水,常用生化法处理,主要用于去除废水中的溶解油。含油废水常见的生化处理法有活性污泥法、生物过滤法、生物转盘法等。活性污泥法处理效果好,主要用于处理要求高而水质稳定的废水。生物膜法与活性污泥法相比,生物膜附着于填料载体表面,使繁殖速度慢的微生物也能存在,从而构成了稳定的生态系统。但是,由于附着在载体表面的微生物量较难控制,因而在运转操作
上灵活性差,而且容积负荷有限。 4、重力分离法 重力分离法是典型的初级处理方法,是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性,在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水分离。分散在水中的油珠在浮力作用下缓慢上浮、分层,油珠上浮速度取决于油珠颗粒的大小,油与水的密度差,流动状态及流体的粘度。 5、过滤法 过滤法是将废水通过设有孔眼的装置或通过由某种颗粒介质组成的滤层,利用其截留、筛分、惯性碰撞等作用使废水中的悬浮物和油分等有害物质得以去除。常用的过滤方法有3 种：分层过滤、隔膜过滤和纤维介质过滤。膜过滤法又称为膜分离法[5] ,是利用微孔膜将油珠和表面活性剂截留,主要用于除去乳化油和某些溶解油。滤膜包括超滤膜、反渗透膜和混合滤膜等。膜材料包括有机膜和无机膜两种,常见的有机膜有醋酸纤维膜、聚砜膜、聚丙烯膜等,常用的无机膜有陶瓷膜、氧化铝、氧化钴、氧化钛等。乳化油处于稳定状态,用物理方法或者化学方法很难将其分离。随着膜科学的飞速发展,膜过程处理乳化油污水已逐步被人们接受并在工业中应用。 6、化学法 化学法又称药剂法,是投加药剂由化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化的一种方法。常用的化学方法有中和、沉淀、混凝、氧化还原等。对含油废水主要用混凝法。混凝法是向含油废水中加入一定比例的絮凝剂,在水中水解后形成带正电荷的胶团与带负电荷的乳化油产生电中和,油粒聚集,粒径变大,同时生成絮状物吸附细小油滴,然后通过沉降或气浮的方法实现油水分离。常见的絮凝剂有聚合氯化铝(PAC) 、三氯化铁、硫酸铝、硫
