膜過(guò)濾技術(shù)包括微濾、超濾、納濾、反滲透等目前最為廣泛應(yīng)用的是超濾技術(shù),最早應(yīng)用于乳化液廢水的處理并工業(yè)化的是有機(jī)超濾膜,但是有機(jī)超濾膜有著很多致命的缺點(diǎn),如耐高溫及酸堿性差、孔徑分布寬、機(jī)械強(qiáng)度低、容易水解等。針對(duì)有機(jī)膜的缺點(diǎn),在80年代末90年代初,研制出了以無(wú)機(jī)陶瓷材料(氧化鋯、氧化鋁、氧化鐵等)經(jīng)高溫處理制備而成的非對(duì)稱(chēng)膜—無(wú)機(jī)陶瓷膜,陶瓷膜具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,pH耐受范圍為0～14,溫度范圍為0～300℃,操作壓力可達(dá)0.8MPa,膜管壽命為3～10年,費(fèi)用較低,一般6～10元/m2,而且清洗也較容易,但是陶瓷膜管制膜工藝復(fù)雜,特別是制備小孔徑膜困難,質(zhì)脆柔韌性差,抗沖擊性差,運(yùn)輸和運(yùn)行中易碎。目前,無(wú)機(jī)超濾膜已被廣泛應(yīng)用,我國(guó)無(wú)機(jī)膜的研究較早,始于20世紀(jì)80年代末,經(jīng)過(guò)這幾十年的大力發(fā)展,目前,我國(guó)無(wú)機(jī)膜的研究與工業(yè)化工。其中應(yīng)用于冶金行業(yè)乳化液廢水的多為微濾與超濾。作已處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

　　1.1　超濾的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)

　　超濾是通過(guò)膜的篩分作用將溶液中大于膜孔的大分子溶質(zhì)截留,使這些溶質(zhì)與溶劑及小分子組分分離的膜過(guò)程。超濾采用錯(cuò)流過(guò)濾的方式,它是一種連續(xù)過(guò)濾的方式,輸入液流與膜平行,而膜兩側(cè)的壓力差促使一部分液體垂直滲透過(guò)膜,進(jìn)料液循環(huán)流過(guò),最終達(dá)到使污染物濃縮、污水凈化的目的。膜孔的大小和形狀對(duì)分離起主要作用,一般認(rèn)為膜的物化性質(zhì)對(duì)分離性能影響不很大。將超濾法應(yīng)用于乳化液的處理中,解決了長(zhǎng)期以來(lái)乳化液廢水無(wú)法達(dá)標(biāo)排放的問(wèn)題。其有著諸多優(yōu)點(diǎn):1)運(yùn)行穩(wěn)定,出水油含量能穩(wěn)定在10mg/L以下;2)油水分離過(guò)程不需要化學(xué)藥劑,系統(tǒng)本身不產(chǎn)生污泥,可回收的廢油濃度高;3)對(duì)乳化液成分及濃度的變化適應(yīng)性強(qiáng);4)操作簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便;5)結(jié)構(gòu)緊湊、占地小。但是超濾法一次性投資較大;對(duì)溶解性的COD無(wú)法去除,使得廢水后續(xù)處理困難;而且并不是所有的乳化液廢水都適于用超濾法處理,特別是皂化度較高、分子鏈較長(zhǎng)的乳化液含油廢水,若采用超濾法工藝,皂化油或乳化液油將會(huì)堵塞超濾膜表面,使超濾無(wú)法進(jìn)行下去。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.dongaorq.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　1.2　超濾在處理冶金行業(yè)乳化液方面的應(yīng)用

　　由于超濾的種種優(yōu)點(diǎn),目前,它在乳化液廢水處理方面已被廣泛的應(yīng)用。武鋼冷軋廠(chǎng)將超濾法與氧化破乳法(即加入廢酸,然后用微小氣泡氧化將二價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵,利用氫氧化鐵破乳)進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明:超濾法在處理乳化液廢水的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)中,系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、對(duì)乳化液變化的適應(yīng)性、操作管理、處理成本等均優(yōu)于氧化法;超濾和氧化法總成本(處理能力為12.5m3/h時(shí),超濾法一次投資530萬(wàn)元,氧化法一次投資370萬(wàn)元;設(shè)備使用年限按10年計(jì)算)基本相當(dāng),超濾法每年可回收廢油266.76t(折合人民幣26.676萬(wàn)元),而氧化法無(wú)法回收廢油,產(chǎn)生的油泥對(duì)后續(xù)污泥脫水處理產(chǎn)生不利影響。隨著超濾法的不斷發(fā)展,出現(xiàn)了各種新型的超濾系統(tǒng),如Shui等 開(kāi)發(fā)了一種節(jié)能旋轉(zhuǎn)膜系統(tǒng),且其所用的超濾膜載有負(fù)電。這一膜系統(tǒng)可以有效地減緩處理污染嚴(yán)重廢水時(shí)的膜污染問(wèn)題。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)乳化液含油量為1000mg/L時(shí),在過(guò)濾壓力為276kPa、膜盤(pán)旋轉(zhuǎn)速度為1000rpm條件下,油去除率>98%;而且透過(guò)流速是傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)膜分離系統(tǒng)的132%。

　　舒莉等研究了超聲在陶瓷膜處理乳化含油廢水中的作用,超聲可使膜通量、污染物去除率大大提高,當(dāng)超聲功率為8W、超聲探針插入膜管中7cm長(zhǎng)、超聲輻射方向同水流方向相同時(shí),膜通量為210L/(m2·h)、油去除率超過(guò)99.9%;而且在超聲作用下采用化學(xué)試劑對(duì)膜進(jìn)行清洗時(shí)效果明顯好于沒(méi)有超聲時(shí)的效果,超聲作用可以提高清洗效率、縮短清洗時(shí)間。另外針對(duì)無(wú)機(jī)膜和有機(jī)膜各自的缺點(diǎn),國(guó)內(nèi)有報(bào)道將親水的無(wú)機(jī)陶瓷細(xì)粉材料摻雜到聚砜中制成復(fù)合膜,這種復(fù)合膜在制備工藝上與有機(jī)膜相同,性能上與無(wú)機(jī)膜相同,兼有兩種膜的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)避免了兩者的缺點(diǎn)。

　　綜上所述,超濾的膜污染問(wèn)題是影響超濾實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)重要原因,同時(shí)也是目前對(duì)超濾膜應(yīng)用研究的一個(gè)重要方向。另外,并不是所有乳化液廢水都可以采用超濾法工藝進(jìn)行處理,選用超濾法處理時(shí),必須根據(jù)乳化液廢水的性質(zhì),選用合適材質(zhì)和孔隙率的超濾膜,在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上合理組合工藝,才能達(dá)到滿(mǎn)意的處理效果。