孫春林
（河南省電力勘測設計院）

　　工業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，很容易使其粘結在用水設備表面，產生“累積效應”。常言說“冰凍三尺，非一日之寒”。天長日久，積少成多，從量變最終引起質變。使得用水設備由于油膜的污染或隔熱作用，效率降低，能耗增加，易堵設備，甚至可造成設備報費。因此，油的積累最終將導致增加運行、維修費用或更新設備費用。
　　從目前較為普通的工業廢水處理實例和多年的設計經驗來看，有如下兩項原則可以遵循：
　　（1）生產廢水按其不同性質、種類和濃度進行分流排放，分別送入相應的處理構筑物中處理(或先進行預處理)，以避免高濃度、小流量的污水，特別是含油污水與低濃度、大流量的工業廢水混合。這樣可為提高廢水處理的合理性，降低運行費用、采用先進的處理技術和設備，實現深度處理等方面創造條件。
　　（2）對于間斷排出的生產廢水，通過容量調節池(有些也可以起到中和水質的作用)使之集中出現的短時大水量分散成小量連續處理，有利于降低工程投資，便于生產管理和降低運行成本。比如設置含油廢水調節池，疏緩而連續的處理含油水，可大大減少超濾裝置的容量。
　　大多數工業生產流程中冷卻水量均占總用水量的絕大部分，含油廢水只是在個別車間中短時間內產生。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。這即增加了處理構筑物的占地、工程量和投資；又加大了處理設備的規模和運行費用。好比是"十個碗中只有一個油碗，但因為泡在了一個盆里，使得洗一個油碗的工作量增加到了洗十個碗的工作量"。事倍功半，得不償失。所以上述兩條原則對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，對其進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，通常不會構成對工業冷卻水的危害。因此，本文暫不對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難度較大。下面就針對乳化油的處理問題，進行初步的研究、探討。
　　乳化油與水的混合較均勻，粘度較高，一旦混于工業冷卻水中，需要用水帶出的熱量不易因水的蒸發而與空氣交換。敷著在設備上也極大的影響其熱量的傳導，降低工質的冷卻效率；若作為沖洗或噴灑水，也會有長期的“累積效應”，嚴重的還會使系統在短時間內報廢。如果隨著廢水排放，要么因為不達標而污染農業，魚業；要么放至廢棄灰、渣堆放場，即堵塞灰、渣場的排滲系統，使得用大量的工程投資建造的排滲系統幾天之內被堵死(已有可證明其危害的工程實例發生)。此外還會大大的減緩沖灰、渣廢水的蒸發速度，大量的含油廢水滯留在灰、渣庫中，對本應透水的大壩因堵塞不透水后產生巨大的側壓力，而威脅到大壩的安全，同時對下游的村落、良田不但形成滅頂之災，也有因水質不佳產生長其危害的可能。
　　對乳化油投加破乳劑進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，不經濟；二是這也沒有從根本上自水中分離出有害的含油物質。從環境保護和可持續發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，對廢水中的乳化油進行超濾，離心分離回收處理，是一項較先進的新技術。為乳化油處理提供了一條新途徑。對老廠改造也具有一定的參考價值。
　　超濾法的優點是破乳簡單，不需要任何化學藥劑，可回收質量較高的廢油進行再利用，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系統。70年代我國也開始進行研究。但無論國外或國內，用于廢水處理工程的超濾裝置仍然不很普遍，可能與該裝置的設備費用相對地昂貴，技術比較復雜有一定的關系。但它的低壓、常溫、無相態變化，可全自動控制的優越性已被社會所公認。
　　超過濾法與常規過濾法的不同點為：常規過濾法料液與過濾介質(如濾布)處于相對靜止狀態，過濾介質極易堵塞，隨著過濾時間的增長，過濾速度將迅速下降至零。而超過濾裝置則采用交叉流動的方式，它的濾液與過濾介質處于相對流動狀態。由于濾液始終保持湍流狀態，因此過濾速度趨于常數。
　　超過濾與反滲透的不同點為：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濾液中介質的分子大小而有所差異。
　　反滲透裝置因為需要在被分離的溶液上增加抵抗滲透壓的外加壓力，所以其進料壓力比超濾高得多。兩種過濾裝置的工作原理不甚相同。
　　滲透是滲透膜兩側的溶液依靠其濃度差所進行的溶液之間的交換現象。滲透作用的動力是滲透壓。如果在濃溶液的一側外加一與滲透壓相同的壓力，滲透就處于平衡狀態。一旦外加壓力大于滲透壓，濃溶液的水就會向相反方向滲透，這就是反滲透。
　　反滲透只分離溶液中的離子及低分子物質，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，就可以保持正常運轉。
　　現代的超濾裝置，關鍵在于超濾膜材質及鑄膜技術。它的適用范圍現在已經超出了60年代時超濾技術的基本概念，國內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，使其達到電平衡，從而也能截取某些極性化合物及低分子物質。人們將更新對超濾技術及其使用范圍的概念。
　　一般的超濾裝置，簡單地可以認為是分子級過濾器，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，比較理想的應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電荷基因，它能夠適當地截留某些無機離子，具有良好的抗污染能力。國內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定的情況下，影響超濾工作最主要的是進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--如機油，液壓油等的混入，以及預處理裝置的失控。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象將會嚴重地改變膜的截留率。為此，在設計超濾裝置時必須考慮及時清洗。某廠采用了帶電接點的轉子流量計，滲出流量過大時，有可能由于膜的破損造成短路，此時，流量計的訊號指示超濾裝置停止運轉；當流量太小時則說明膜的表面污染阻抗太大。此時應停止進料，施行循環清洗。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，且對管路強度有一定影響。因此最佳溫度宜控制在50℃左右。
　　對于超過濾的種種理論與鑄膜技術，近幾年國內外的專論已不鮮見。作為應用工程技術人員不準備對些多加討論。
　　我們認為乳化油處理技術中，膜分離技術不但能夠使用于“破乳”，而且還可以分離表面活性劑。預計在不太長的時間里，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，一個完備的除油技術，還應該包括預處理和后續處理，這樣才能使廢水的水質達到所規定的回用標準。

參考文獻

　　1同濟大學氣浮法凈水科研小組編譯·氣浮法凈水·中國建筑工業出版社1980.11。
　　2牛俊華·柴油罐區浮化水破乳去油研究·全國給水排水青年論文演講會文集1990.9。
　　3孫春林·適用于電廠廢水處理工程的氣浮與過濾一體化設計·給水排水技術動態2000.3。