含油废水油类浓缩

  • 2020-12-31 09:13:00

世界上水资源最缺乏的国家之一是中国。2017年中国的用水量为28675亿吨,人均用水量只有2059.2吨,只有世界平均水平的三分之一。水污染是导致水短缺的主要原因之一,水污染导致水短缺进一步加剧,形成恶性循环,危害生态环境,影响人们的身体健康,制约工农业发展。当前,缺水已经成为制约社会经济发展的一个重要因素。而含油废水是水污染中的一个重要污染源,含油废水中的油类物质主要为烷烃、芳烃和环烷烃。它的分散性受含油量、水体性质、水中表面活性剂及电解液等物质的影响而不同。

大量的含油废水不仅存在于工业生产中,而且存在于日常生活中,如果不及时处理,将会对水资源造成破坏,污染土壤,直接威胁人类健康。为此,分离含油废水,尤其是乳化油水面临全球性挑战。油水分离技术目前主要有化学法、生物法、物理法等。这些方法中化学方法包括凝絮法、氧化法、酸化法、盐析法;生物法包括活性污泥法与生物膜法;物理法有粗粒化法、浮选法、吸附法、膜分离法。但是这些方法都有各自的缺点,如凝絮法和氧化法会引入新的杂质,酸化法会腐蚀设备,盐析处理油水效率低,活性污泥法和生物膜法对污水的种类要求高,浮选和吸附法能耗高,成本高。这些方法均不能有效地分离乳化油水混合物,尤其是当乳化油滴粒径小于20微米时,需要施加电场或添加化学脱乳,会消耗能量并引起二次污染。

与以上方法相比,膜分离技术不需引入第三相,操作条件温和,分离效率高,可根据需要调整膜孔尺寸,达到精确分离的目的,是一种有效的油水分离方法,具有较高的实用价值。从1993年到2019年,中国膜业取得了长足的发展,膜技术在我国水资源、能源、传统产业技术改造等方面都有很大的需求。2017年,中国膜业总产值已由1993年的2亿元增加到2000亿元以上。膜材是膜技术的核心,目前已研制出各种类型的油水分离膜,主要有有机聚合物膜和无机膜两大类。在油水混合物中,有机聚合物膜往往具有亲油性,油水混合物中的有机相对有机膜表面会发生溶胀,或有机膜表面的微纳结构易在流体剪切、压力或化学腐蚀下被破坏,使得膜性能受到影响,易使油滴聚集在膜孔内,造成膜通量下降。

而无机陶瓷膜大多具有良好的化学稳定性、热稳定性和机械稳定性,可在腐蚀性和高温等恶劣环境中工作。与此同时,陶瓷膜也常常具有更高的物理强度,有利于高强度的反洗。另外,大多数无机陶瓷膜具有亲水性,可以减少油滴在膜孔上的聚集,并在一定程度上减少膜污染。虽然无机膜膜分离技术具有上述优点,但膜污染问题仍然制约着它在各种工业领域中的应用。如表面活性剂吸附于膜表面,或油滴堵塞膜孔洞等,同样会引起膜污染,导致膜通量和截流率严重下降。

苏州五颗星星型特种超滤膜虽然是有机聚合物膜,但其表面功能和结构特殊,它包含了亲水、疏水和疏油三部分,同时具有超亲水性(水接触角<50°)和超疏油性(油接触角>160°)。不像市场上其它抗低浓度油的超滤膜,五颗星星型特种超滤膜极不容易被油脂和其它有机物质污染而堵塞,能直接过滤出每升含油十几万毫克的废水,并长期保持通量稳定,是市场上极为罕见的能稳定处理高含油水的超滤膜系统。

使用无机陶瓷膜作为油水分离膜的基础,主要原因是陶瓷膜物理强度高,在化学清洗中出现油污堵塞时,可用强酸或强碱进行处理,同时耐压程度较高。与陶瓷膜相比,有机聚合物膜的物理强度较低,但具有较大的经济优势。苏州五颗星星型特种超滤膜由于本身具有极强的疏油性能,油污不会进入膜孔造成堵塞,无需经常进行化学清洗,因此完全避免了传统中空纤维膜在结构强度上的劣势,具有强大的经济竞争力。

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