含油废水处理工艺简述（二）

三、含油废水（钢帘线厂）的具体处理工艺

COD(化学需氧量) ：反应水中受还原性物质（有机物）污染的程度。

膜通量：单位时间内通过单位膜面积上的流体量，由外加推力和膜阻力共同决定。

排放标准：根据《国家水污染排放标准》的二级标准，处理后指标：

1. C OD ≤500mg/L

2. 含油量≤10mg/L

3. 氨氮≤15mg/L

4. PH=6∽9

含油废水中的浮油能用传统的机械分离设备去除，不稳定的油水乳化液可通过机械或化学法破乳后，再经过滤加以分离。但是，稳定的乳化油尤其是尤其是含有溶解油的废水需要更复杂的处理方法进行处理才能达标排放。钢帘线厂乳化液废水的处理工艺大致有以下多种，各公司一般根据需要选择其中的3~5种工艺复合使用。

破乳

破乳：乳状液的分散相小液珠聚集成团，形成大液滴，最终使油水两相分层析出的过程。使用酸化法、气浮法和混合法均可达到破乳效果，目前大部分使用混合粉破乳。

硫酸铝、明矾、浓硫酸等化学物质对于钢帘线厂商电镀拉丝工艺产生的含油废水都具有较好的破乳效果。硫酸铝混凝法药剂用量相对较少，一般投放量在2g/L左右就能达到除去50%以上COD 的效果。是选择较为经济的破乳药剂。 气浮

使悬浮物附着气泡而上升到水面，从而分离水和悬浮物的水处理方法。 混凝沉淀

在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。

催化氧化

在合适有效的催化剂的催化下，利用氧化剂将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，以达到去除水中有机污染物的目的。

复合生化

乳化液废水经过前期破乳、氧化等处理后还需要经过深度处理去除水中的溶解性油剂和溶解性有机物后才能够排放。处理手段一般为生化法。

生物法利用微生物的代谢作用，使水中的有机污染物转化为稳定的无害物质，分为好氧和厌氧两大处理方式。

膜生物反应器

膜生物反应器（MBR ）是活性污泥法和超滤结合，以膜分离技术取代常规活性污泥法二沉池的污水处理新方法。生物反应器中常用的膜是杂化膜，杂化膜最大的优势在于膜的高截留率，使生物反应器内维持很高的微生物浓度，因此能够在负荷变化频繁的情况下稳定运行。是城市污水处理的重要手段之一。 膜分离

膜分离技术是利用特殊制造的多孔材料拦截水中的大分子颗粒污染物。优点是物理拦截，直接实现油水分离，无二次污染，不会影响后续处理的难度，且分离过程能耗较少，较为经济实用。在废水处理工艺中常用到的膜分离过程主要有：微滤、超滤、纳滤、反渗透等。

微滤

微滤又称微孔过滤，属于精密过滤。其基本原理属于筛网状过滤，所分离的料液组分直径为0.03~15um，在压差的作用下，大于虑孔的粒子会被留在膜上，从而实现不同组分的分类。微滤膜具有较高的渗透率，能应用于超滤难以满足的大处理量的情况。

超滤

超滤是以压力为推动力的膜分离技术，膜孔径为0.002~0.1um，主要用于截留大分子物质，所以经常用切割相对分子质量表征膜孔径的大小，其截留相对分子质量在300~500000之间。超滤膜的处理效果与膜孔径的大小直接相关，对像表面活性剂之类的小分子物质几乎没有去除效果。

超滤膜在处理铝、铁清洗液含油废水时，处理效果并不理想，COD 去除率往往很低。而对切削加工过程产生的含油废水处理效果确很好，COD 去除率能够达

到90%以上。但在实际钢帘线生产过程产生的废水处理中却应用并不广泛，主要原因是难以满足工业污水的巨大处理量。

反渗透

反渗透又称逆渗透，是指对溶液施加超过渗透压的压力，使溶液中的溶剂向纯溶剂方向移动。反渗透膜的孔径很小，能截留各类表面活性剂和其他低分子物质，对COD 的去除效果十分理想。但由于反渗透能耗很高，且反渗透膜极易遭受污染导致膜通量大幅降低，所以在大规模污水处理中也并不多见。一般用于海水和苦咸水的淡化。

纳滤

以压力差为推动力，介于反渗透和超滤之间的截留水中粒径为纳米级颗粒物的一种膜分离技术。是饮用水净化的优选技术。

微电解

微电解是指低压直流状态下的电解，可以有效除去水中的钙、镁离子从而降低水的硬度，同时电解产生可灭菌消毒的活性氢氧自由基和活性氯，且电极表面的吸附作用也能杀死细菌。特别适用于高盐、高COD 、难降解废水的预处理。

陶瓷微滤膜的主要特点是具有催化性、化学稳定性和热稳定性，使用寿命长。错流速度越大，膜通量越大。无论在任何操作条件下，只要进行反冲洗都会使膜通量有较大增幅。所以实际工艺中是过滤反冲洗交替进行的。

四、陶瓷膜

陶瓷膜的截留作用大体分为以下几种：

①机械截留作用：是指具有截留比其孔径大或与其孔径相当的微粒等杂质的作用，即筛分作用。

②吸附截留作用：通常大家都会过分强调筛分作用。除了要考虑孔径因素之外，还要考虑其它因素的影响，其中包括吸附和电性能的影响。

③架桥作用：通过电镜可以观察到，在孔的入口处，微粒因为架桥作用也同样可被截留。

④网络型膜的网络内部截留作用：这种截留是将微粒截留在膜的内部，而不是在膜的表面。对于表面层截留而言，其过程接近于绝对过滤，易清洗，但杂质捕捉量相对于深度型较少；而对于膜内部截留（深度型）而言，杂质捕捉量较

多，但不易清洗，多属于用毕弃型。

陶瓷膜分离的过程一般经历以下几个阶段：①过滤初始阶段，比膜孔径大的粒子被截留在膜的表面，而比膜孔径小的粒子进入膜孔，其中一些粒子由于各种力的作用而被吸附于膜孔内，减小了膜孔的有效直径；②过滤中期阶段，微粒开始在膜表面形成滤饼层，膜孔内吸附逐渐趋于饱和；③过滤后期阶段，随着更多微粒在膜表面被截留，膜孔内吸附也趋于饱和，微粒开始堵塞膜孔，最终使膜通量趋于稳定继而不断下降。

陶瓷膜的过滤方式有两种：①死端过滤；②错流过滤。

死端过滤时，随着操作时间的增加，在膜面上堆积的颗粒越来越多，过滤阻力越来越大，膜的渗透速率将下降。

错流过滤是指主体流动方向平行于过滤表面的压力驱动过滤过程由于流体流动平行于过滤表面，产生的表面剪切力可以带走膜表面的沉积物，防止滤饼的不断积累，使之处于动态平衡，从而有效地改善了液体分离过程，使过滤操作可以在较长时间内连续运行；设备连续式运行，工作效率远远大于死端过滤。在许多领域基本已取代死端过滤。

五、膜污染及其防治

膜污染是指粒子、胶体、微生物、大分子、盐等在膜表面和膜孔壁上不可逆的沉积，从而导致膜通量的连续下降，而且还会进一步影响到膜的使用寿命，是膜分离过程中的一大难题。膜污染产生的原因一般有3种：膜孔堵塞、浓差极化（可导致滤饼层和凝胶层的形成）和吸附现象。

预防膜污染的主要措施是对原料液进行预处理和对污染膜进行化学清洗。反冲洗是减小膜污染、提高渗透率最为简单有效的方式。反冲洗对去除膜表面沉积层具有较好的效果，但对于膜孔堵塞造成的膜通量急剧下降的现象不起作用，此类污染只能通过化学清洗加以解决。

六、陶瓷膜的制备

陶瓷膜主要有氧化铝质、氧化钴质、氧化硅质、硅酸铝质、碳化硅质等。陶瓷膜的主要优点有：化学稳定性好，耐酸、耐碱、耐有机溶剂；机械强度高，能够承受较高的外压，并可反向冲洗；耐高温，使用温度可达800°C ；亲水性好，渗透率高；抗微生物侵蚀能力强，可用于生物工程和医学领域；无二次污染；操

作简单、能耗低；使用寿命较长等。

碳化硅膜的制备方法主要有3种：化学气相沉积法（CVD ）/化学气相渗透法（CVI ）、聚合物先驱体高温分解法（PDC ）和溶胶——凝胶法（SG ）。

化学气相沉积法（CVD ）是半导体工业中应用最为广泛的用来沉积多种材料的技术，包括大范围的绝缘材料，大多数金属材料和金属合金材料。从理论上来说，它是很简单的：两种或两种以上的气态原材料导入到一个反应室内，然后他们相互之间发生化学反应，形成一种新的材料，沉积到晶片表面上。当然，实际上， 反应室中的反应是很复杂的，有很多变量，一项新材料的制造技术壁垒还是较大的。

聚合物先驱体高温分解法（PDC ）以有机聚合物为先驱体，以金属为骨架，在惰性气体保护下经高温热分解处理，从而获得无机陶瓷材料。

溶胶--凝胶法是一种条件温和的材料制备方法。溶胶--凝胶法(S0l--Gel法，简称SG 法) 就是以无机物或金属醇盐作前驱体，在液相将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化，胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。

以上方法各有优势，也都存在一些问题。如CVD 法沉积速度较慢，沉积温度较高，成本及能耗大，难以在低成本导向的产品上实现大规模工业生产；PDC 法热处理的温度太高（通常为1200~1700oC ），能耗太大，大规模应用也受到了限制；溶胶——凝胶法的干燥过程难以控制，易产生收缩裂纹。