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含油污水处理膜分离技术

发布时间:2021-4-9 8:57:41  中国污水处理工程网

  当前,我国油田的开采主要还是通过注水开采的方式,而随着油田的不断开采,含水量不断增加,采出的水量也在不断的增加,而油田出水中必定是含有油污的,而在石油加工过程中,也不可避免的会产生含油污水,直接排放会对环境造成污染。因此如何对其进行有效的处理,对于保护环境,节约资源,以及促进油田的可持续发展都有重要的意义。随着膜分离技术的不断发展,其已经被应用于含油污水的处理之中,这种技术相较于传统的含油污水处理技术,不仅设备更加简单,而且操作也方便,节能效果好,而且分离效率也更高,因此当前膜分离技术已经成为含油污水处理的重要发展方向。

  一、膜分离技术用于工业生产废水处理

  石油工业中最早应用膜分离技术是在20世纪初期,随后1950年。膜分离技术还被应用于气体分离。1993年,膜分离技术已经被广泛的应用于全球各大炼油厂中,目前,随着膜分离技术的不断发展,取得了很多突破性的进展,应用也愈加广泛。在含油工业废水的处理中,膜分离技术的研究也取了很多进展,如MF膜、UF膜、RO膜和NF膜等。

  (1)MF膜。

  MF膜技术在含油废水中应用的研究已经取得了很多进展,2010年,Ebrahimi等通过使用0.1mm的三氧化二铝MF膜进行污水处理,实现结果显示,这一膜能够将将废水中的油含量降低61.4%。我国科学家在MF膜上也做了很多研究,王生春等使用用聚丙烯中空纤维MF膜,对油田的含油废水进行了处理,使水中的油含量降至了1mg/L以下,处理后的水能够达到油田注水的标准,但是存在一些问题,就是膜容易污染,导致需要频繁的进行膜清洗。总的来说,MF膜分离技术在石油工业废水中,具有较大的应用潜力。

  (2)UF膜。

  当前研究人员对不同类型的UF膜在工业含有废水处理中的应用进行研究。Salahi等利用聚丙烯材质的亲水20kDaUF膜-PAN350,来对工业含油废水经处理,结果表明其对油和TSS的去除率能够达到99%。李发永使用外压管式聚砜UF膜,对进过预处理过的含油污水进行处理,发现其对于去除含有污水中的石油、腐生菌和其它杂质都有良好的效果,能够达到97%的截留率。研究人员还通过化学修饰的方式,来提升UF膜的性能,从而提高其污水处理的能力。

  (3)RO膜。

  RO膜已经被应用于含油污水的处理之中。早在2004年,合成沸石RO膜就获得了应用,其被用于石油开采生产的污水盐分去除。Mondal等采用RO膜-BW30对含油污水进行处理,取得了不错的效果,污水中原本含油136.4mg/LTOC和2090mg/LTDS,在处理完成之后,二者的值分别下降为45.2mg/L和1090mg/L。

  (4)NF膜。

  NF膜在石油化工行业中,主要用于含有较高浓度盐的废水,以及酸性废水的处理。石油工业产生的废水中,含酚的废水具有加到的毒性,因此必须在进行脱酚处理之后,才能够进行排放,通过应用纳滤技术进行含酚污水的处理,酚的去除率可以超过95%。Ebrahimi等的研究显示,通过应用TiO2/TiO2(1000Da)和TiO2/Al2O3(750Da)的陶瓷NF膜,在低温下对于含油工业废水进行处理,能够完全去除掉污水中的油污,同时TOC的含量也可以显著降低。

  二、膜分离技术在石油工业含油污水处理中的应用潜力

  膜分离技术在石油工业的废水处理中具有很大的应用潜力,但是同样也面临着一些问题,如通过膜分离技术进行含油污水的处理时,如果污水中的油浓度达到200mg/L,或者是COD含量超过5000mg/L,那么膜就非常容易被污染物堵塞,从而造成膜的寿命被缩短,因此为了进一步发挥膜分离技术在工业含油废水中的应用,一方面可以通过对膜材料进行研究,提高其性能,另一方面则可以通过和其它工艺进行配合,先通过其它工艺来将污水中油浓度降低,然后再由膜分离技术进行完全的分离。

  膜分离技术可以被应用于采油过程中,相关实验结果表明,在电泵上组装疏水性的MF膜,能够实现井底的油和水的分离,如果这一技术得到广泛的应用,那么能够实现残油的分离,这种方式具有可观的经济价值,而且不需要使用化学添加剂,不仅经济而且环保,因此膜分离技术有望取代传统的处理方式,来进行才有废水中溶解性污染物的处理。

  膜分离技术在炼油厂中也有很大的应用潜力,炼油厂的废水处理包括场内水源控制、预处理和终端处理等步骤,而膜分离技术在前两个步骤中可以发挥出较大的作用,可以实现炼油过程中产生的废水的高效处理,在处理完成之后,废水和可以再次进行应用,提高了水资源的利用效率。

  膜技术应用过程中最主要的问题就是膜污染,虽然在使用该过程中可以选择最佳的运行条件,以及最适合的膜,但是经过长时间运行之后,膜的透水通量还是会下降,出现膜污染问题。研究表明,对膜污染进行有效控制应注意保证温度、pH、溶质浓度、压力以及物料流速处于最适条件,并且膜材料、孔径和模组件的选用也应适宜,只有这样才能够实现膜污染的有效控制,从而使膜分离技术在工业含油污水中有更广泛的应用。(来源:中海石油环保服务(天津)有限公司)

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