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一、引言

近年来，无机陶瓷膜在各行各业的应用越来越广泛，无机膜以其高效的分离性能成为更多研究者的选择。含油废水主要来自于乳化液废水、油田采出水、清洗液、食品工业含油废水和石油化工含油废水。含油污水对生态环境造成严重的污染，对含油污水进行必要的分离对于环境整治和油品回收都是有益的。因此，越来越多的无机陶瓷膜应用在含油废水的分离中。

二、无机陶瓷膜的介绍

无机陶瓷膜一般具有非对称结构，呈管状或多通道状。陶瓷膜管壁密布微孔，在压力作用下，原料液在膜管内或膜外侧流动，小分子物质(或液体)透过膜，大分子物质(或固体颗粒、液体液滴)被膜截留从而达到固液分离、浓缩和纯化之目的。陶瓷膜主要是由Al2O3，ZrO2，TiO2和SiO2等无机材料制备的多孔膜，其孔径为2～50nm。

三、无机陶瓷膜处理含油废水

膜法处理含油废水的基本原理是利用膜的微孔对油滴的截留效应实现油水分离[1]。无机膜特别是陶瓷膜具有耐高温、耐腐蚀、拥有良好的截留能力、化学稳定性好、易净化、再生能力强、孔径大小易控制等优点，在含油废水处理中具有很大的应用潜力。目前无机膜处理含油废水主要应用领域是油田采出水处理，金属清洗液、轧钢乳化液的处理和石化、化工行业的含油废水。

(一)处理机械制造业废水

油水乳浊液在金属机械加工过程中被广泛用于工具和工件的润滑和冷却，在使用过程中易混入金属碎屑、菌体和清洗金属表面的余水，因此使用周期非常短。此类废水主要有金属切削液、金属清洗液、润滑液等。这类废水的特点是油处于乳化状态，油滴直径在1μm以下，采用一般的方法难以达到理想的处理效果。有代表性的水溶性切削油的油分浓度大约为1%～50%，粒子直径分布在1～10μm范围内，大部分是2～3μm，PH呈碱性。

1.金属切削液

金属切削油主要成分为在水中易乳化的矿物油，含表面活性剂和各种添加剂如去泡剂、灭菌剂等。切削液中的矿物油含量在1-10%(体积比)之间，油和表面活性剂的浓度很高，需要定期的处理。处理包括从水中分离油相，然后再分别处理各相。然而，超滤处理含油废水有其局限性：渗透通量低，膜污染严重。M.Belkacem等用截留分子量50000Da，平均孔径10nm的超滤膜处理切削油巨乳液，并采取了相应措施来应对超滤的局限性，在油中加入活性盐CaCl2使渗透通量提高。

2.机加工废水

机械加工厂的废冷却液中含有金属细粉和矿物油等，其中矿物油呈乳化油状态，不易分离[2]。国内通常采用的处理工艺有破乳+气浮+生化处理等，投资较高，美国西屋公司曾试用超滤法处理此类乳化液。最近，吴桢[3]等用孔径0.4μm的Al2O3微滤膜进行了试验，室温，循环过滤压力为0.06MPa，膜面流速0.85m/s，滤出液中石油类含量不超过0.5mg/L，同时过滤对冷却液的有效成分影响不大，其净化液可考虑回用。同时作者提出了较为有效的清洗方式：先用1%次氯酸钠和0.5mol/L氢氧化钠混合碱液清洗10min，再用0.1mol/L柠檬酸溶液洗10min。

(二)油田采出水处理

Jeffrey Mueller等采用0.2μm、0.8μm的α-Al2O3陶瓷膜和0.1μm的表面被修饰的PAN膜处理油田采出水。原油浓度250ppm，油滴直径1-10μm，膜压69.4KPa，40℃，0.24m/s，错流方式，最终通量值均稳定在30-40kg·m-2·h-1,渗透液中碳氢化合物含量小于2ppm。研究表明增加进料液油含量使稳定通量降低，而错流速度、膜压和温度对稳定通量的值几乎无影响。

(三)处理舱底废水

舱底水含油、燃料、脂肪酸、乳化液等，直接排放对水体污染严重。一般方法难以达到要求。采用0.2μm陶瓷膜处理可使渗透液油含量<15ppm，膜通量为50-100L·m-2·h-1。近来，A.Y.Tremblay等采用无机微滤/有机超滤膜处理了富含胶体、悬浮固体的舱底废水，此联合工艺的膜通量是用有机UF膜处理的3～8倍。

(四)处理油脂废水

油脂污水主要来自植物油精炼过程中产生的洗涤废水。毛油过滤除杂，加酸脱胶，然后皂化脱酸，用离心机分离出皂脚后，用水洗脱酸后的油，再经离心机分离出洗涤水。洗涤水中成分复杂，主要含皂脚、磷脂、蛋白质、油、色素等物质，油含量和COD值高，直接排放造成严重的污染，若采用活性污泥法或其他生物化学方法处理根本达不到环保要求。孟勇等[4]运用陶瓷超滤膜处理了油脂洗涤废水，孔径0.05μm，温度接近60℃，跨膜压差0.18MPa，膜面流速为5.4m/s。结果表明，采用无机膜分离技术，不仅可回收洗涤水中有效成分，同时，使COD大大降低，分离后的渗透液(废水)可直接进入生化池处理。

(五)处理石化行业含油废水

采用孔径为0.2～0.8μm的氧化铝膜处理烷基苯厂废水中的芳烃和石蜡油，通过加入160×10-6盐酸和160×10-6氯化铁作为预处理可获得较大的通量，0.2μm膜通量较大，膜面流速为4.6m/s左右，通量稳定在1250～1540L·m-2·h-1。对膜污染的控制采用自动反冲系统，用气顶水反冲，每3～5天对膜管进行一次清洗。试验结果表明陶瓷膜技术比传统的方法具有一定的优势。

四、展望

综上所述，陶瓷膜在油水分离领域的应用较广。因此，提高膜的制备技术，降低膜的应用成本，加强无机膜处理含油废水基础研究及膜污染机理探索，建立面向油水分离体系的处理模型是今后研究的重点。可以考虑将无机膜与其他组合方式连用，或针对具体的处理体系，对无机膜表面通过物理的、化学的方法进行改性，提高膜的表面物化性能，以利于油水分离。