陶瓷膜在冶金工业废水处理中的应用.doc

陶瓷膜在冶金工业废水处理中的应用 王沛徐南平 (南京化工大学膜科学技术研究所，南京 210009)摘要本文对无机胸瓷膜在冶金工业废水处理中的应用和研究情况进行了缘述，着 重对台油废水及含酚、氰废水曲处理作了介绍关量词陶瓷膜冶金废水域予以重点讨论 41 前 言2无机膜在含油废水处理中的应用无机膜膜分离是近几十年来发展起来的一项高新技术由于无机膜具有耐高温、耐强酸、 在冶金工业生产中舍油废水的来源撮为广 强碱和有机溶剂、耐微生物侵蚀、机械强度高、 泛，如连铸废水、冷轧乳化液废水等等．这些废 孔径分布窄等突出优点，在科学研究和工业生 水著直接排放，将严重污染环境啪由于含油废 产中日益显示出诱人的魅力，引起了国内外的 水往往具有难降解、易乳化等特点，一般的方法 广泛注意 ‘”我国的无机膜研究始于八十年代 处理难以得到理想的处理效果． 束，在国家有关部委的大力支持下．已经取得了 无机膜处理含油废水的机理主要是利用油 长是的进展，其中陶瓷微滤膜已经实现工业化 的表面张力，使得大于膜孔径的油渣键膜孔藏 生产，并在一些领域得到了应用 留 ‘“，由于过滤过程中会形成凝胶层，实际过滤冶金工业中重要的废水有三类，一是焦化 过程中往往能截留比膜孔径小的油滴．早在七 氰、酚废水，二是轧钢废水，三是高炉煤气洗涤 十年代扭期，由 Union Carbide 开发的 ZrO, 动 废水啪。

随着环境保护重要性的提高和工业废 态膜 (UCARSEP) 在废水处理中已得到了应 水排放标准的严格化，膜分离作为一项新的高 用 [“” ，用孔径为 0． 02 — 0． 1微米的 科技环保技术已越来越受到人们的重视元机 UCARSEP 超滤膜处理含油废水，透过液中台 膜主要适于处理各种舍有微粒和微滴的体系 · 极少量的抽可以直接排放或再利用，浓缩的油 尤其适于在一些苛刻的条件下的分离操作，如 可以循环或作燃料 Villarroel 等 ”3甩 Carbosep 强酸碱、高温等具体在冶金工业废水处理领 膜对古油乳化液进行了试验．结果表明温度对 域，无机膜在轧钢古油废水、金属清洗液回收及 通量是一个敏感因素，在 25"C 时膜过滤通量最 焦化废水处理中具有较大优势由于元机膜独 优，达到 1． 0m3／ m2h． MPa以上 (膜面速度 1．特的材料和结构优点，陶瓷膜处理工业废水具 2m／ s，操作压差为 0． 1MPa) ． 1998 年 Alcoa 分 有使用寿命长、运行稳定可靠、截留率高等优 离技术部的 Bhave 和 Fleming['] 对油一水分离 点，如在乳化液废水处理中，乳化油的截留率可 性能作了研究．对工艺条件如错漉速度、温度、 达99． 9％以上。

本文将介绍无机膜冶金工业废 压降作了研究，通过对植物炼油厂和润滑油厂 水处理中的应用和研究情况，并对某些重要领 废水的处理，结果认为 MembraloxR 氧化韬麒44对畲油废永的处理较为优越，浓缩后废求体积 产膜与 MembraloxR(U ． S． Filter) 的 0． 2教米 胃藏少 90％以上．采用的虞孔径为 4--200nm ， 氯化镪膜进行了比较．认为国产虞的长期稳定 用液体反冲可以保持避量的穗定，认为经过适 运行遗量高于 U． S． Filter的膜． Simmst”】 等人 当的曩处理徽滤比超滤更实用，因为徽游具有 采用了 MembraioxR 冉瓷膜对加拿大西部的 t 更高的通量．日本近年来对水溶性切削油的陶 油采出永进行了处理，其通量相对较小． 瓷腰娃理宥一些研究，并与有机虞作了比较 -结 2． 2乳化液废水 果认为膏瓷曩轻为优越c．】．材料为不锈钢的无 冶金行业生产中产生大量的含油乳化藏废 机膜 cl帕用于含油废水处理也有过研究，取得了 水，主要为冷轧乳化液废水，乳化液废水成分比 较好的结果束航等人 n”采用平板膜 (0． z凹 1) 较复杂，主要为油脂、表面活性剂、悬浮杂质和研究了徽滤度对油的截霉事和通量，透过液油 水；与此类似的废水还有金属切削液、捐滑液等 古量小于 10--30mg ／ L，他认为徽滤膜可用于 等，一般废水量不是很大，但污染源较多．此类 废水捧放不很严格。

或对循环使用的水质要求 废水的特点是油处于乳化状态，油满直径在 1 不太高的条件下．油在水中的分傲情况可以分 微米以下，采用一般的方法难以得蓟理想的处 为游离态．乳化态和溶解态，无机膜适于处理游 理效果．膏态和乳化态的古油废水，游离态的油漓较大． 张目胜等人 o‘3采用 0． 2舯的氯化话膜处通量较大乳化态静相对通量较小无机膜处理 理武钢冷轧乳化液废水，比较了孔径，膜材质等 禽油废水具有操作稳定、出水水质好、占地面积 对过滤通 t的影响，详细考察优化了操作过程， 小、扩建方便、正常工作对不消耗化学药剂、也 其结果见表 1他们还采用添加措流促进器来 不产生新的污泥以及回收油质量比较好等优 降低循环置和能耗，仅为正常操作的 20％且 点，在吉油废水处理中已日益显示出极强的竞 前，采用氧化话陶瓷微滤膜处理冷轧乳化液废 争力．下面根据不同的含油废水种类分别介绍 水已经在我国实现了工业化应用，取得了良好2． 1含游膏油废水 的社会和经济效益． 冶金行韭在连铸和轧钢工段均会产生大量 2． 3盒属清洗液废水的亩油废水．这些废水油含量一般在几十到数 在钢材加工过程中，一般在轧制后金属裘 百 ppm Z间，随着环保排放标准的进一步提 面要立即涂台油保护层，而进一步加工前必须 高，传统的处理方法往往难以满足排放要求，而 用清洗液将其洗净．在此过程中会产生大量的 且废水中较高的油含量对后续生化处理有较大 古油清洗液废水。

此类废水与乳化液废水性质的影响，晦瓷膜处理此类舍油废水具有膜通量 类似，但一般古有大量的碱直接排放不仅污染高，出水水质高，可满足回用要求等优点，具有 了环境，而且浪费了资潭，采用陶瓷膜处理可同 较大的技术优势． 时回收废水中的油和碱液，经济效益十分明显． 类似的雷辨离油废水还有石化舍油废水， Superior Planting ． inc． MN．为美匿中西部 油田采出水等陶瓷膜处理油田采出水方面 最大的金屠加工厂之一，推出了一种结构非常 Chemc”1 及 HumpheryE 脚等人．采用 紧凑的陶瓷膜金属清洗渣回收系统，其经挤效Membralox8 冉瓷膜进行了陆上和海上采油平 益十分显著 [1” 乳化液经陶瓷膜过滤后被破 台的采出水处理研究，经过适当的预处理后取 乳浮油从贮槽上部刮去．悬浮固体定期从槽底 得了较好的结果，一般膜通量在 10001 ／ mz． h以 移去，废水经冉瓷膜过滤后油含量从 448mg ／ L 上，出水油含量小于 lmg／ 1．王怀林等人 c“1 将日 降至 19mg ／ L，去油率为 96％．每周膜管用强酸45清洗一次。

术可提高处理效率，尤其是提高氨氯的处理效 Chen等人 m“““1 经过比较采用了孔径为 率，同时可降低占地面积．0． 05 徽米的氧化锆膜处理金属清洗液．通过过 陶瓷瑛生钮反应器技术具有嗣藏分育效率 滤除去废水中的油和杂质，滤过水补充适当的 商，占地小．处理水质好 (可直接回用 )，活性 {霉 表面括性剂即可重新使用，其结果见表 l 泥损失少，固体截流时间长，系统稳定性好等优点，特别适合各种大型公共建筑生括樗水和一3焦化含酚、氰废水些难处理的工业废水的处理，其突出的优点是焦化古酚、氰废水对环境危害极大，目前的 占地少和处理后水能够回用． Trouve 和 处理方法一般是气浮除油，稀释均质后人曝气 Manem 等人 o” 报道了采用陶瓷膜生物反应纛 池生化处理，存在的问题一是由于气浮除油效 处理生括污水的半工业性中试结果，汪诚文 ∞3 率不高，残余的油影响活性污泥的活性造成生 也开展过类似的研究目前清华大学环境工程 化处理效果不稳定，二是传统的二沉池分离效 系正在开展陶瓷膜生物反应器处理亩酚废水的 率不高．一方面造成出水水质低，另一方面影响 研究．陶瓷膜生物反应器处理舍酚、氰废水的优 了氨氟的处理效果．三是稀释水量大，污泥浓度 点在于可完全截留细菌，大大提高污泥浓度和 低，辱气池体积过大。

采用无机膜过滤技术，首 马|《化度，尤其是硝化细菌浓度，从而提高处理装 先可以大大降低废水中的油含量，提高生化处 置的耐冲击负荷能力和脱氨氮能力． 理效率，其次，采用先进的陶瓷膜生物反应器技表 l 陶瓷膜处理金属清洗液和冷轧乳化液结果一览表文献 1丽竽％磊 —丽 —堕蔷否 r通 文献 悬浮物 油含量悬浮物 i由古量 通量 操作 MF压 a力警絮 ” 一／．里型 ! 122 墨 !堡 !! !墼璺[18．19．20]so～1600 496^ ． 12648 5422 12^ ． 36 514 L70t ／ m2， h

就ConcentratiOn 1)olsrization ， Membrane fouling and莸国目前这方面的现状而言，首先要进一步完cleaning in uhrafiltration of soluble oil． J．善已开发成功的技术，如含油废水处理技术．降 Membrane Sci ． (19) ： 23—28低处理成本，提高处理效率．并加大推广力度； [5]Bransai 1 R． 1975 ， Ultrafihration ot oily wastes 女其次．应大力发展元机膜集成处理技术．开发新 from jndustries ． AICHE Syrup ． Sser ． 71process的技术，如陶瓷膜生物反应器技术等 (151) ． 93—97[6]Bansal I R． 1976 ． Concentration of oiIy and latex参考文献wastewaters using ultra ／ ihration inorganic[1]棘南平， 1995．无机骥研究进展，化工进展 (1)： 45～ membranes Ind．Water Engr ． 13(5)16--1148。

[7]Vjllarroei L R，s Elmaleh N Ghaffor ． 1995 ． Cross46一 fin-ultra 自 dtesuon of hydrocⅡbon emulsion． J． in the appliestion of menbrane technology tO theMembrane Sei．102-55—6t treatment of produced water in Canada ， Ware ： 。