超滤膜分离技术：解决含油废水处理难题的新途径

超滤膜分离技术：解决含油废水处理难题的新途径

含油废水

我国油田每年产生废水2*109-30*109t，采用常规处理方法回注或回用时，大多达不到水质要求，急需一种操作简便、使用寿命长、过滤精度高的油田采出水废水处理设备。采用膜分离技术可以解决这一问题，特别是超滤，在除油相关研究方面取得了一定的进展，并逐渐从实验室走向实际应用阶段。

张凤东等针对低渗透油田、特低渗透油田的特点研制出PVDF管式超滤膜，开展了室内基础研究，并在江苏泰兴油田进行了中试和大规模现场试验，处理后水质标准达到油田回注水A1类标准（SY/T5329-1994），满足低渗透油田、特低渗透油田的注入要求。 采用改性纳米Al2O3-PVDF管式膜装置处理含油废水，出水油质量浓度为0.2 mg·L-1，SS质量浓度为0.2 mg·L-1，TOC去除率达98.86%，COD和浊度去除率均在90%以上，中位粒径小于2μm。改性膜处理含油废水出水指标均高于未改性膜，达到油田同等注水标准。

印染废水

印染废水处理的难点在于COD高、可生化性差、色度高、成分复杂、脱色困难。特别是印染行业大量使用新型助剂、染料、整理剂等难生物降解的有机物，导致印染废水COD升高、BOD/COD降低。采用传统的印染废水处理工艺，其出水指标难以达到排放标准。采用膜技术处理印染废水可以取得更好的效果，并降低运行成本。

邱涛等采用一体化膜生物反应器处理印染废水进行预处理。试验选用外压式聚偏氟乙烯中空纤维微滤膜，膜孔径0.4μm、壁厚100μm，稳定态产水量为10L·h-1·m-2。系统稳定运行过程中，废水COD去除率t>70%，出水SS质量浓度为0，出水无臭味。王文朗等采用水解酸化+MBR工艺处理印染废水。膜组件采用上海应用物理研究所生产的改性PVDF平板膜，有效膜面积为0.6m2。系统浊度去除率几乎达到100%，COD和色度去除率分别为90%和82%。丛利泽等采用混凝沉淀预处理、膜生物反应器与反渗透膜系统组合工艺处理印染废水取得了良好的效果，当原水COD高达2500 mg·L-1、色度高达10000倍时，经该工艺处理后，COD降至30 mg·L-1，NH3．N质量浓度降至8 mg·L-1，色度为0，达到了废水回用标准。

重金属废水

防治水体重金属污染是水污染控制的重要内容，目前重金属离子的去除采用的工艺技术有化学沉淀法、膜分离法、离子交换法、吸附法等，其中膜分离技术具有分离效率高、无相变、节能、操作简便等特点。

宋来洲等以丙烯酸(AA)和PVDF为主要材料，研制了一种具有离子交换性能的新型聚偏氟乙烯共混改性微滤膜。PVDF膜对Zn(Ⅱ)具有优异的吸附性能，经过4次吸附/解吸循环后，改性膜对水中Zn(Ⅱ)的吸附量大于0.005mg·cm-2，解吸率超过95%，具有良好的重复利用性。同时分析了PVDF改性膜对水溶液中Cu2+的吸附性能，经过4次吸附/解吸循环后，PVDF膜对模拟废水中Cu2+和城市污水中Cu2+的吸附量分别大于0.025mg·cm-2和0.015mg·cm-2，解吸率超过95%。杜军等采用自制PVDF膜和商品膜进行真空膜蒸馏处理Cr3+水溶液的实验研究，膜通量可达40kg·m-2·h-1，商品膜的截留率大于90%，自制膜的截留率也在50%以上。其中平均孔径为0.05μm的膜的截留率高达80%，显示了该方法的潜在应用价值。有重金属废水需要处理的单位也可以到废水宝项目服务平台咨询有类似废水处理经验的企业。

焦化废水

焦化废水是指煤在高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中产生的废水。废水中除含有大量的挥发酚、COD、氰化物、硫化物外，还含有高浓度的氨氮和许多难以降解的多环芳烃和杂环化合物，如吲哚、萘、喹啉等，对环境影响很大，通常具有致癌性。传统的活性污泥法处理焦化废水已不能满足废水排放要求，其中COD和NH3-N两项指标难以达标排放。膜生物反应器是高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合，与传统生物处理工艺相比，具有出水水质好、占地面积小、设备集中化、模块化、升级改造潜力大等优点，是一种极具发展前景的工艺。

李小欢等研究了膜生物反应器处理焦化废水。试验采用PVDF中空纤维微滤膜作为膜组件，采用缺氧-好氧-缺氧工艺运行，该系统COD去除率为79.8%～88.7%，平均为83.4%。反应器内存在NO2--N积累现象，NO2--N的存在明显影响反应器出水中的COD。NH3-N去除率为93.7%～99.0%，平均为96.2%。好氧阶段存在同步硝化/反硝化（SND）过程，TN去除率为72.3%～81.6%，平均为77.5%。

含酚废水

酚类化合物是重要的化工原料，可用于树脂、染料、药物、杀菌剂、炸药等，在相关化工废水中也常见。另外，焦化厂、煤气厂含酚废水排放严重。酚类化合物对环境和人体健康危害很大。含酚废水常用的处理方法有物理化学法、化学处理法、生化处理法等。膜法处理含酚废水属于物理化学法，由于其占地小、操作简单、不产生二次污染等优点，受到了人们的重视。

周晓霞等采用PVDF微孔膜作为分离膜，采用真空膜蒸馏工艺处理含酚废水，当进料温度为50℃时，具有最高的分离效率（苯酚去除率）和离子保留率。同时，在研究的温度范围内（40～80℃），苯酚去除率高于70%；离子保留率高于99%。实验中进料电导率约为2.7x103μS·cm-1，馏出液电导率为10～20μS·cm-1；进料pH接近12.0，馏出液pH为8.2～9.5。这说明含酚废水经处理后，馏出液中的苯酚可大大降低，废水中的苯酚含量将得到富集，富集后的含酚废水可进行综合利用，表明该工艺具有潜在的应用研究价值。李建生等采用中空纤维膜萃取技术处理废水中高浓度挥发性酚。采用PVDF中空纤维膜，以50%体积分数的煤油+50%体积分数的磷酸三丁酯（TBP）为萃取剂，对含酚废水进行膜萃取实验。废水中苯酚的质量浓度可由1223 mg·L-1降低至45 mg·L-1，去除率在96%以上。中空纤维膜萃取是一种处理含酚废水比较有效的方法。