孫春林
（河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院）

　　工業(yè)廢水中往往含有一定量的油，雖與總量相比，其量甚小，但若這些極少量的油在水中不斷循環(huán)，很容易使其粘結(jié)在用水設(shè)備表面，產(chǎn)生“累積效應(yīng)”。常言說“冰凍三尺，非一日之寒”。天長日久，積少成多，從量變最終引起質(zhì)變。使得用水設(shè)備由于油膜的污染或隔熱作用，效率降低，能耗增加，易堵設(shè)備，甚至可造成設(shè)備報(bào)費(fèi)。因此，油的積累最終將導(dǎo)致增加運(yùn)行、維修費(fèi)用或更新設(shè)備費(fèi)用。
　　從目前較為普通的工業(yè)廢水處理實(shí)例和多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來看，有如下兩項(xiàng)原則可以遵循：
　?。?）生產(chǎn)廢水按其不同性質(zhì)、種類和濃度進(jìn)行分流排放，分別送入相應(yīng)的處理構(gòu)筑物中處理(或先進(jìn)行預(yù)處理)，以避免高濃度、小流量的污水，特別是含油污水與低濃度、大流量的工業(yè)廢水混合。這樣可為提高廢水處理的合理性，降低運(yùn)行費(fèi)用、采用先進(jìn)的處理技術(shù)和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)深度處理等方面創(chuàng)造條件。
　　（2）對(duì)于間斷排出的生產(chǎn)廢水，通過容量調(diào)節(jié)池(有些也可以起到中和水質(zhì)的作用)使之集中出現(xiàn)的短時(shí)大水量分散成小量連續(xù)處理，有利于降低工程投資，便于生產(chǎn)管理和降低運(yùn)行成本。比如設(shè)置含油廢水調(diào)節(jié)池，疏緩而連續(xù)的處理含油水，可大大減少超濾裝置的容量。
　　大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)流程中冷卻水量均占總用水量的絕大部分，含油廢水只是在個(gè)別車間中短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生。若使這少量的油混入大量的冷卻排污水中，需要將這些油從水中分離出來的話，則須建立能夠處理全部排污水量的油水分離裝置。這即增加了處理構(gòu)筑物的占地、工程量和投資；又加大了處理設(shè)備的規(guī)模和運(yùn)行費(fèi)用。好比是"十個(gè)碗中只有一個(gè)油碗，但因?yàn)榕菰诹艘粋€(gè)盆里，使得洗一個(gè)油碗的工作量增加到了洗十個(gè)碗的工作量"。事倍功半，得不償失。所以上述兩條原則對(duì)處理含油廢水具有普遍的意義。
污油按其在廢水中存在的方式可分為三類，即浮油、乳化油和溶解油。
　　這三類成份的油在水中所占的比例不是均等的，對(duì)其進(jìn)行處理的難易程度也不盡相同。一般浮油占總含油量的三分之一，使用常規(guī)的處理手段如隔油池、氣浮浮選等方法，極易將其從廢水中分離；而溶解油的含量甚微，通常不會(huì)構(gòu)成對(duì)工業(yè)冷卻水的危害。因此，本文暫不對(duì)這兩類油的處理方法再作贅述。乳化油占油類成份的絕大部分，而且乳化油在處理過程中的技術(shù)難度較大。下面就針對(duì)乳化油的處理問題，進(jìn)行初步的研究、探討。
　　乳化油與水的混合較均勻，粘度較高，一旦混于工業(yè)冷卻水中，需要用水帶出的熱量不易因水的蒸發(fā)而與空氣交換。敷著在設(shè)備上也極大的影響其熱量的傳導(dǎo)，降低工質(zhì)的冷卻效率；若作為沖洗或噴灑水，也會(huì)有長期的“累積效應(yīng)”，嚴(yán)重的還會(huì)使系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)報(bào)廢。如果隨著廢水排放，要么因?yàn)椴贿_(dá)標(biāo)而污染農(nóng)業(yè)，魚業(yè)；要么放至廢棄灰、渣堆放場(chǎng)，即堵塞灰、渣場(chǎng)的排滲系統(tǒng)，使得用大量的工程投資建造的排滲系統(tǒng)幾天之內(nèi)被堵死(已有可證明其危害的工程實(shí)例發(fā)生)。此外還會(huì)大大的減緩沖灰、渣廢水的蒸發(fā)速度，大量的含油廢水滯留在灰、渣庫中，對(duì)本應(yīng)透水的大壩因堵塞不透水后產(chǎn)生巨大的側(cè)壓力，而威脅到大壩的安全，同時(shí)對(duì)下游的村落、良田不但形成滅頂之災(zāi)，也有因水質(zhì)不佳產(chǎn)生長其危害的可能。
　　對(duì)乳化油投加破乳劑進(jìn)行破乳具有一定的表面效果。但一是要增加一筆較大的藥劑開支，不經(jīng)濟(jì)；二是這也沒有從根本上自水中分離出有害的含油物質(zhì)。從環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的角度來看問題的話，加破乳劑不是一種完善的治本方法，只能治表。
目前，對(duì)廢水中的乳化油進(jìn)行超濾，離心分離回收處理，是一項(xiàng)較先進(jìn)的新技術(shù)。為乳化油處理提供了一條新途徑。對(duì)老廠改造也具有一定的參考價(jià)值。
　　超濾法的優(yōu)點(diǎn)是破乳簡單，不需要任何化學(xué)藥劑，可回收質(zhì)量較高的廢油進(jìn)行再利用，無含油廢渣排出，管理方便。
國外在60年代末，就開始將超濾裝置用于工業(yè)系統(tǒng)。70年代我國也開始進(jìn)行研究。但無論國外或國內(nèi)，用于廢水處理工程的超濾裝置仍然不很普遍，可能與該裝置的設(shè)備費(fèi)用相對(duì)地昂貴，技術(shù)比較復(fù)雜有一定的關(guān)系。但它的低壓、常溫、無相態(tài)變化，可全自動(dòng)控制的優(yōu)越性已被社會(huì)所公認(rèn)。
　　超過濾法與常規(guī)過濾法的不同點(diǎn)為：常規(guī)過濾法料液與過濾介質(zhì)(如濾布)處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，過濾介質(zhì)極易堵塞，隨著過濾時(shí)間的增長，過濾速度將迅速下降至零。而超過濾裝置則采用交叉流動(dòng)的方式，它的濾液與過濾介質(zhì)處于相對(duì)流動(dòng)狀態(tài)。由于濾液始終保持湍流狀態(tài)，因此過濾速度趨于常數(shù)。
　　超過濾與反滲透的不同點(diǎn)為：過濾膜的孔徑介于微過濾器與反滲透之間，它的分離作用系根據(jù)濾液中介質(zhì)的分子大小而有所差異。
　　反滲透裝置因?yàn)樾枰诒环蛛x的溶液上增加抵抗?jié)B透壓的外加壓力，所以其進(jìn)料壓力比超濾高得多。兩種過濾裝置的工作原理不甚相同。
　　滲透是滲透膜兩側(cè)的溶液依靠其濃度差所進(jìn)行的溶液之間的交換現(xiàn)象。滲透作用的動(dòng)力是滲透壓。如果在濃溶液的一側(cè)外加一與滲透壓相同的壓力，滲透就處于平衡狀態(tài)。一旦外加壓力大于滲透壓，濃溶液的水就會(huì)向相反方向滲透，這就是反滲透。
　　反滲透只分離溶液中的離子及低分子物質(zhì)，而超濾主要分離高分子及微粒子(特殊超濾膜除外)。因高分子的滲透壓相對(duì)低分子要小得多，因此超濾裝置不需要克服滲透壓。因此，它的壓力只要在1.5～5.0×105Pa，就可以保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　現(xiàn)代的超濾裝置，關(guān)鍵在于超濾膜材質(zhì)及鑄膜技術(shù)。它的適用范圍現(xiàn)在已經(jīng)超出了60年代時(shí)超濾技術(shù)的基本概念，國內(nèi)外已研制成的特殊荷電型超濾膜，尤其是添加螯合劑的超濾膜，膜的本身可以從溶液中獲取離子，使其達(dá)到電平衡，從而也能截取某些極性化合物及低分子物質(zhì)。人們將更新對(duì)超濾技術(shù)及其使用范圍的概念。
　　一般的超濾裝置，簡單地可以認(rèn)為是分子級(jí)過濾器，能被超濾膜截留的粒子尺寸約在1.5毫微米以上的范圍，相當(dāng)于分子量1000以上。其工作上限為1～10微米。
　　處理乳化油的膜材質(zhì)，比較理想的應(yīng)該是荷電型磺化聚砜膜，聚編氟乙烯膜等。這些荷電型超濾膜表面帶有負(fù)電荷基因，它能夠適當(dāng)?shù)亟亓裟承o機(jī)離子，具有良好的抗污染能力。國內(nèi)已有不少單位研制成功。
　　影響超濾性能的因素主要是流速、壓力、溫度與含油濃度。
　　在壓力，流速和溫度等可控條件穩(wěn)定的情況下，影響超濾工作最主要的是進(jìn)水的含油濃度及由于膜面污染而引起的阻抗。通常乳化油中含油濃度變化不會(huì)太大，廢水中可引起含油量變化的情況往往是由于其他廢油--如機(jī)油，液壓油等的混入，以及預(yù)處理裝置的失控。因此膜的污染問題需要格外引起重視。膜的污染引起的濃差極化現(xiàn)象將會(huì)嚴(yán)重地改變膜的截留率。為此，在設(shè)計(jì)超濾裝置時(shí)必須考慮及時(shí)清洗。某廠采用了帶電接點(diǎn)的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，滲出流量過大時(shí)，有可能由于膜的破損造成短路，此時(shí)，流量計(jì)的訊號(hào)指示超濾裝置停止運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)流量太小時(shí)則說明膜的表面污染阻抗太大。此時(shí)應(yīng)停止進(jìn)料，施行循環(huán)清洗。清洗劑一般均采用碳酸鈉，表面活性劑及磷酸鹽等的混合制劑。在正常的情況下，每1～2星期清洗1次。
　　用于廢水處理的超濾膜均是用直接鑄膜法，使膜與支承層緊密結(jié)合，可防止由于突然停車引起的膜脫落。
　　此外，溶液的溫度越高，滲透通量越大。但溫度高、耗能大，且對(duì)管路強(qiáng)度有一定影響。因此最佳溫度宜控制在50℃左右。
　　對(duì)于超過濾的種種理論與鑄膜技術(shù)，近幾年國內(nèi)外的專論已不鮮見。作為應(yīng)用工程技術(shù)人員不準(zhǔn)備對(duì)些多加討論。
　　我們認(rèn)為乳化油處理技術(shù)中，膜分離技術(shù)不但能夠使用于“破乳”，而且還可以分離表面活性劑。預(yù)計(jì)在不太長的時(shí)間里，不但能從廢水中回收油分，而且還能夠回收表面活性劑。
　　此外，一個(gè)完備的除油技術(shù)，還應(yīng)該包括預(yù)處理和后續(xù)處理，這樣才能使廢水的水質(zhì)達(dá)到所規(guī)定的回用標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

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