膜過濾技術包括微濾、超濾、納濾、反滲透等目前最為廣泛應用的是超濾技術,最早應用于乳化液廢水的處理并工業化的是有機超濾膜,但是有機超濾膜有著很多致命的缺點,如耐高溫及酸堿性差、孔徑分布寬、機械強度低、容易水解等。針對有機膜的缺點,在80年代末90年代初,研制出了以無機陶瓷材料(氧化鋯、氧化鋁、氧化鐵等)經高溫處理制備而成的非對稱膜—無機陶瓷膜,陶瓷膜具有良好的化學穩定性,pH耐受范圍為0～14,溫度范圍為0～300℃,操作壓力可達0.8MPa,膜管壽命為3～10年,費用較低,一般6～10元/m2,而且清洗也較容易,但是陶瓷膜管制膜工藝復雜,特別是制備小孔徑膜困難,質脆柔韌性差,抗沖擊性差,運輸和運行中易碎。目前,無機超濾膜已被廣泛應用,我國無機膜的研究較早,始于20世紀80年代末,經過這幾十年的大力發展,目前,我國無機膜的研究與工業化工。其中應用于冶金行業乳化液廢水的多為微濾與超濾。作已處于國際領先水平。

　　1.1　超濾的原理及其優缺點

　　超濾是通過膜的篩分作用將溶液中大于膜孔的大分子溶質截留,使這些溶質與溶劑及小分子組分分離的膜過程。超濾采用錯流過濾的方式,它是一種連續過濾的方式,輸入液流與膜平行,而膜兩側的壓力差促使一部分液體垂直滲透過膜,進料液循環流過,最終達到使污染物濃縮、污水凈化的目的。膜孔的大小和形狀對分離起主要作用,一般認為膜的物化性質對分離性能影響不很大。將超濾法應用于乳化液的處理中,解決了長期以來乳化液廢水無法達標排放的問題。其有著諸多優點:1)運行穩定,出水油含量能穩定在10mg/L以下;2)油水分離過程不需要化學藥劑,系統本身不產生污泥,可回收的廢油濃度高;3)對乳化液成分及濃度的變化適應性強;4)操作簡單、維護管理方便;5)結構緊湊、占地小。但是超濾法一次性投資較大;對溶解性的COD無法去除,使得廢水后續處理困難;而且并不是所有的乳化液廢水都適于用超濾法處理,特別是皂化度較高、分子鏈較長的乳化液含油廢水,若采用超濾法工藝,皂化油或乳化液油將會堵塞超濾膜表面,使超濾無法進行下去。具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

　　1.2　超濾在處理冶金行業乳化液方面的應用

　　由于超濾的種種優點,目前,它在乳化液廢水處理方面已被廣泛的應用。武鋼冷軋廠將超濾法與氧化破乳法(即加入廢酸,然后用微小氣泡氧化將二價鐵轉化為三價鐵,利用氫氧化鐵破乳)進行了對比,結果表明:超濾法在處理乳化液廢水的各項監測指標中,系統運行的穩定性、對乳化液變化的適應性、操作管理、處理成本等均優于氧化法;超濾和氧化法總成本(處理能力為12.5m3/h時,超濾法一次投資530萬元,氧化法一次投資370萬元;設備使用年限按10年計算)基本相當,超濾法每年可回收廢油266.76t(折合人民幣26.676萬元),而氧化法無法回收廢油,產生的油泥對后續污泥脫水處理產生不利影響。隨著超濾法的不斷發展,出現了各種新型的超濾系統,如Shui等 開發了一種節能旋轉膜系統,且其所用的超濾膜載有負電。這一膜系統可以有效地減緩處理污染嚴重廢水時的膜污染問題。經實驗證明:當乳化液含油量為1000mg/L時,在過濾壓力為276kPa、膜盤旋轉速度為1000rpm條件下,油去除率>98%;而且透過流速是傳統旋轉膜分離系統的132%。

　　舒莉等研究了超聲在陶瓷膜處理乳化含油廢水中的作用,超聲可使膜通量、污染物去除率大大提高,當超聲功率為8W、超聲探針插入膜管中7cm長、超聲輻射方向同水流方向相同時,膜通量為210L/(m2·h)、油去除率超過99.9%;而且在超聲作用下采用化學試劑對膜進行清洗時效果明顯好于沒有超聲時的效果,超聲作用可以提高清洗效率、縮短清洗時間。另外針對無機膜和有機膜各自的缺點,國內有報道將親水的無機陶瓷細粉材料摻雜到聚砜中制成復合膜,這種復合膜在制備工藝上與有機膜相同,性能上與無機膜相同,兼有兩種膜的優點,同時避免了兩者的缺點。

　　綜上所述,超濾的膜污染問題是影響超濾實際應用的一個重要原因,同時也是目前對超濾膜應用研究的一個重要方向。另外,并不是所有乳化液廢水都可以采用超濾法工藝進行處理,選用超濾法處理時,必須根據乳化液廢水的性質,選用合適材質和孔隙率的超濾膜,在實驗的基礎上合理組合工藝,才能達到滿意的處理效果。