浅谈膜技术在含油废水中的应用及概况论文

时间:2020-09-27 14:24:08 其他类论文 我要投稿

浅谈膜技术在含油废水中的应用及概况论文

  随着人们生活水平不断地提高,石油、采矿等工业的不断发展,但部分含油废水被排放到水体中。由于含油废水由于含有烃类、固体颗粒、无机离子、细菌等物质。因此,含油废水高于废水的排放标准而且不易被处理。传统的物理、化学以无法有效地降解含油废水中的有机物,如果投加药品则会造成经济的大量损失。生物方法虽然能够对废水中的有机物进行降解,但生物方法受外界因素影响较大。而膜处理技术利用膜的选择透过性将废水中的有机物甚至细菌截留下来从而将废水净化[。与传统物、化,生物方法相比,膜处理技术具有⑴操作简便、分离效率高、应用范围广;⑵维修方便、占地面积小;⑶无需投加药品,节省投资费用;⑷不改变出水的物理化学性质;⑸不受外界因素影响等优点。因此,膜技术在处理含油废水方面受到国内外学者的广泛关注。

浅谈膜技术在含油废水中的应用及概况论文

  1 影响因素

  膜处理含油废水可以有效地避免传统方法的弊端,但是膜被含油废水长期浸泡后会受到污染,降低膜处理性能,如果频繁的换膜会造成经济的损失以及能耗的浪费。因此,如何恢复膜活性成为广大学者研究的内容之一。而膜通量是影响膜性能的直接因素,因此如何改善膜通量是恢复膜性能的关键。

  1.1 曝气方式及强度对膜的影响

  有学者认为,可以通过曝气吹脱的方式对膜进行清理,从而使膜恢复活性。但具体曝气方式及强度仍需探讨。付宛宜等[4]采用陶瓷平板膜,在水温为17~25 ℃、pH为7.8左右、进水浊度为10.1~20.5NTU的条件下进行试验。通过实验研究发现,采用不同的曝气方式对临界通量值的影响不同,随着曝气强度的增大,临界通量值不断提高。当间歇曝气强度为100 L/h时,临界通量值提高百分数最大能够达到28.3%。而采用连续曝气时,当曝气强度为50L/h时的临界通量值就超过了间歇曝气强度最大值时的临界通量值,当曝气强度达到100 L/h时,临界通量值百分数高达55.4%几乎是间歇曝气强度的2倍。付宛宜等认为连续曝气由于间歇曝气的原因是,连续曝气可以不停的冲击陶瓷平板膜,使平板膜上的污泥以及油脂脱落。但由于曝气会增加动力费用,因此采用连续曝气强度为75 L/h用以恢复陶瓷平板膜的活性是较为合适的。

  1.2 膜比通量对膜的影响

  研究表明,长期浸泡在含油废水中的膜会挂上有机物等杂质,会增加膜的阻力降低膜的通透性。膜比通量的定义是单位膜面积、单位压力下的膜出水流量,因此可以通过测试膜出水流量间接测量反映膜阻力的变化。但不同工况条件下对膜比通量的影响程度有所差别,因此膜的活性恢复程度也有所不同。魏春海等采用两组相同的膜组件,通过不同的冲洗方式考察了膜通量的变化以及膜的通透性。试验结果显示,经清水冲洗后覆盖在膜表面的有机物未得到有效去除。而经过化学冲洗则可以有效地去除膜表面的有机物恢复膜的通透性。但魏春海等认为虽然化学冲洗可以有效的恢复膜的活性但是过量的化学试剂不仅造成经济的损失而且容易损坏膜的结构,因此魏春海等[5]认为先清水冲洗后化学清洗的方式比较利于膜活性的恢复。付宛宜等通过试验研究发现,纯水对膜进行清洗,膜比通量几乎没有变化。而经过连续曝气及投加混凝剂对膜进行清洗,膜比通量的衰减速率明显下降。而且付宛宜等[4]认为当反应时间控制在出水2 h、清水反洗8 min时的周期恒通量运行12 h可以有效降低膜比通量的衰减速率,恢复膜通透性较好。张萍,Fane等也通过试验提出了相似的'理论,张萍认为,当膜通量控制在2/5~4/5 临界通量时,膜污染增长的速度比较缓慢;只有当膜通量低于2/5 临界通量时,膜污染才能达到长期运行不增长。通过以上学者的研究可以发现,如果只通过清水清洗是无法恢复膜的通透性,通过添加混凝剂或者化学冲洗能够较好地恢复膜活性,但混凝剂的具体投加量以及化学清洗时间仍有待进一步的确定。

  2 膜处理的实际应用

  与传统的物、化处理含油废水相比,膜处理技术不需要投加药品节省大量的运行费用。而且膜处理技术不同于生物处理方法,膜处理技术不受温度的影响、不需要培养特定的微生物,并且膜处理前后不会改变污染物的物理化学性质。因此,在处理含油废水中膜处理技术体现出巨大的应用价值。研究显示,不同的膜应用于还有废水中对废水的处理效果不尽相同。

  2.1 陶瓷膜在含油废水中的应用

  陶瓷膜由于具有抗酸、碱冲击负荷强、活性稳定性能好、耐有机物腐蚀、使用寿命较长、易再生、综合利用率高优点而备受广大学者关注,目前已被广泛应用于实际工程中。刘福琼等曾采用中空纤维膜对含油污水进行处理,并且能够将污水中的油含量满足国家的排放标准, 罗杨等采用0.1 um的陶瓷膜处理二级沉降污水,试验结果表明,经陶瓷膜处理后含油废水的组成得到极大改善, 悬浮物含量由初始28.1 mg·L-1下降到0.77 mg·L-1,最低时可以达到0.11 mg·L-1 而罗杨等也证实曝气过滤的效果要好于密闭方式。徐晓东等通过试验研究发现,不同孔径的陶瓷膜对含油废水的处理效果不同。当膜的孔径为0.1 um时,出水中悬浮物含量平均值为0.417 mg·L-1,而经0.2 μm膜过滤后出水中悬浮物含量平均值与0.1μm 相比增加0.153 mg·L-1,而且粒径中值增加了0.5μm。研究表明,不同的膜组合工艺对含油废水的处理效果也有所差别,Ebrahimi等通过控制温度为60 ℃、膜面流速稳定在0.6~1.3m·s -1、调控过滤速度为3.1~3 300 L·m-2·h-1的条件下,采用两级处理的陶瓷微滤膜与纳滤膜的组合工艺处理油田采出水。处理后油田采出水TOC 去除率可以达到39%,原油去除率达99%。而当采用陶瓷膜微滤、超滤和纳滤膜组合的多级处理工艺进行含油废水的降解,出水的效果强于两级处理的出水效果。经多级处理后的出水TOC去除率能够升高到49%,原油去除率也能达到99.5%。

  2.2 MBR膜在含油废水中的应用

  MBR膜具有高效的截留作用可以有效地截留含油废水中的有机物,出水中几乎不含悬浮物。而且MBR膜在废水处理中易于操控,能够快速地应用于工程实际。朱翠侠采用MBR平板膜进行污水处理,结果显示经MBR膜处理后污水处理费用可降低3.51万元,每年中水会用可节约用水4.38万吨。常户星等通过控制pH在5.05~7.90,水力停留时间为120 h条件下,采用CMBR平板膜处理模拟含油废水,模拟含油废水中COD初始浓度为300 mg/L随着试验进行COD浓度不断增加。试验结果表明,CMBR平板膜可以有效地降解高浓度含油废水中的有机物,当进水COD浓度低于4750 mg/L时,经CMBR平板膜处理后的出水COD浓度为74.5~99.4 mg/L,低于一级排放标准。当进水COD浓度在4 750~6 359 mg/L变动时,出水COD浓度增加到119.2~140 mg/L,COD去除率仍能稳定在97%左右,低于二级排放标准。

  3 结 语

  膜处理技术在含油废水处理中占有重要地位,膜处理技术具有无需投加药剂、较强抵抗外界因素影响、高效截留废水中的有机物等优点,可以有效处理含油废水。但是不同因素对膜处理技术的影响程度不同,不同的组合膜工艺以及不同类型膜对含油废水的处理效果也不同。在今后的试验研究中,可以针对不同的膜组合工艺处理含油废水进行探讨。因此,探究不同因素对膜处理技术的影响作用以及膜处理技术在含油废水中的应用具有实际意义。

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