膜分离处理含油污水的研究进展

来 洋

(西南石油大学 化学化工学院，四川 成都 610500)



膜分离处理含油污水的研究进展

来 洋

(西南石油大学 化学化工学院，四川 成都 610500)

指出了工业过程中产生的大量含油污水的处理是一大难题，膜分离技术对乳化油的分离具有分离效率高、消耗能耗低、装置简单等优点，具备较好的应用前景。阐述了膜分离技术在油水分离方面的研究进展，并对膜技术的未来发展方向进行了展望。

膜技术；油水分离；抗污染

1　引言

膜分离技术对乳化油的分离具有较好的效果。相较于传统方法，膜分离技术能耗低、装置简单。然而，其在处理复杂的油田采出水时，抗污染性能较差，极易造成膜通量下降、处理效果变差。因此，高抗污染性能复合膜的研发是目前膜技术研究的重点。

2　油水分离膜研究进展

2.1疏水膜研究进展

早期研究较多的是疏水膜。膜表面对油滴起着聚结粗化，有利于实现油水分离[1,2]。

Daiminger等[3]以异十二烷作为油相，通过膜聚结器对油/水乳液进行聚结处理。结果表明：疏水膜能使乳液在通过膜聚结器后粒径变大，从而使后续的截留效果更佳。Kong等[4]利用孔径不同的疏水PVDF膜，促进疏水膜表面上油滴的吸附与聚结，实现对油滴的截留作用。

由于疏水膜对油较好的渗透性能，极易造成膜水通量下降。因此，疏水膜越来越多地被用于油包水型乳液分离的研究。

2.2亲水膜研究进展

2.2.1无机膜

无机膜具有良好亲水性和较好的机械强度，是进行油水分离的良好材料。

Cui等人[5]制备了孔径大小不同的NaA/α-Al2O3微滤膜。8 h含油废水过滤，经清洗后，纯水通量恢复率最高达到86.6%。Zhang等人[6]对改性的TiO2+Al2O3复合陶瓷膜进行大豆油乳液评价实验，改性后的陶瓷膜水通量更加稳定，抗污染性能明显增加。Zhou等人[7]将ZrO2掺杂在了Al2O3陶瓷膜上，使陶瓷膜的抗污染性能进一步得到提升。Abadi等人[8]将陶瓷膜用于某炼厂的含油污水处理。通过对操作压力、错流速度、处理温度等条件的优化其纯水通量恢复率最高可达95%。

2.2.2有机膜

由于亲水性有机膜材料的溶胀作用等原因，其使用范围不及疏水膜材料广泛，对疏水性膜材料进行亲水改性是目前研究的主要方向。

Yang等人[9]通过采用PSF/TiO2复合膜对煤油/水乳液进行处理，纯水通量较改性前高出约50%，抗污染性能明显提升。

3　目前存在的问题及展望

目前的研究主要采用模拟含油污水，而对于真实污水，往往存在更多问题。如在采油时加入的水溶性聚合物，会使处理更加困难。通过采用含有阳离子的聚丙烯酰胺的模拟采出水对纳米TiO2、Al2O3改性的PVDF膜进行研究。结果发现，对操作条件优化后，过滤污水60 min后，其通量仅为初始通量的21.51%，表明复合膜受到了聚丙烯酰胺的严重污染。

Zhang等[10]通过向模拟采出水当中加入盐溶液及聚丙烯酰胺，系统地研究了盐类及聚合物浓度对陶瓷膜污染的影响。结果表明，低于聚合物临界胶束浓度时，聚合物在膜的表面及孔道内发生强烈的吸附。

综上所述，大部分膜材料在处理真实的油田采出水时，其使用寿命仍然非常有限。因此，单纯改善表面亲水性尚不能满足要求。对文献分析结果表明，寻找一种新型改性剂，使其在膜表面具有较高的覆盖率，可能是一种有效的方法。

[1]蒋学彬. 膜分离技术在石油工业含油污水处理中的应用研究进展[J]. 油气田环境保护,2015,(05):77～80，94.

[2]吴淑平. 含油污水处理中膜分离技术的应用[J]. 科技传播,2011,(08):167，169.

[3] U. Daiminger, W. Nitsch, P. Plucinski, S. Hoffmann. Novel techniques for oil/water separation[J]. Journal of Membrane Science, 1995, 99(2):197～203.

[4]J. Kong, K. Li. Oil removal from oil-in-water emulsions using PVDF membranes[J]. Separation & Purification Technology, 1999, 16(1):83～93

[5] J. Cui, X. Zhang, H. Liu, S. Liu, K. L. Yeung. Preparation and application of zeolite/ceramic microfiltration membranes for treatment of oil contaminated water [J]. Journal of Membrane Science, 2008, 325(1):420～426.

[6] Q. Zhang, Y. Fan, N. Xu. Effect of the surface properties on filtration performance of Al 2 O 3 -TiO 2 composite membrane[J]. Separation & Purification Technology, 2009, 66(2):306～312

[7] J. Zhou, Q. Chang, Y. Wang, J. Wang, G. Meng. Separation of stable oil-water emulsion by the hydrophilic nano-sized ZrO 2 modified Al 2O 3 microfiltration membrane[J]. Separation & Purification Technology, 2010, 75(3):243～248

[8] S. R. H. Abadi, M. R. Sebzari, M. Hemati, F. Rekabdar, T. Mohammadi. Ceramic membrane performance in microfiltration of oily wastewater[J]. Desalination, 2011, 265(1-3):222～228.

[9] Y. Yang, H. Zhang, P. Wang, Q. Zheng, J. Li. The influence of nano-sized TiO 2 fillers on the morphologies and properties of PSF UF membrane[J]. Journal of Membrane Science, 2007, 288(1-2):231～238.

[10]H. Zhang, Z. Zhong, W. Xing. Application of ceramic membranes in the treatment of oilfield-produced water: Effects of polyacrylamide and inorganic salts[J]. Desalination, 2013, 309(2):84～90.

Research Progress on Membrane Technology in Separation of Oily Wastewater

Lai Yang

(ChemicalInstituteofChemicalIndustry,SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu,Sichuan610500,China)

The separation of large amount of oily wastewater produced in industrial process is a worldwide challenge. As for its high separation efficiency, low energy consumption and relatively simple operational process, membrane technology is considered the most promising method. In this short review, the recent development of advanced filtration membranes for emulsified oil/water mixture separation was presented and the future development of membrane technology was prospected.

membrane technology; oil-water separation; anti-pollution

2016-06-08

来洋(1991—)，男，西南石油大学硕士研究生。

TU992.3

A

1674-9944(2016)16-0099-02