膜分离技术是目前有发展前途的水处理技术之一。以选择性多空薄膜为分离介质，使分子水平上不同粒径分子的混合物、溶液借助某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)通过膜时实现选择性分离的技术，低分子溶质透过膜，大分子溶质被截留，从而实现分离溶液中不同分子量的物质，从而达到分离、浓缩、纯化目的。近些年来，扩散定理、膜的渗析现象、渗透压原理、膜电势等研究为膜技术的发展打下了坚实的理论基础，膜分离技术日趋成熟。

膜蒸馏(membrane distillation，简称MD)是膜技术与蒸馏过程相结合的膜分离过程，它以疏水微孔膜为介质，在膜两侧蒸气压差的作用下，料液中挥发性组分以蒸气形式透过膜孔，从而实现分离的目的。与其他常用分离过程相比，膜蒸馏具有分离效率高、操作条件温和、对膜与原料液间相互作用及膜的机械性能要求不高等优点。膜蒸馏技术目前在海水淡化、超纯水制备、废水处理、共沸混合物的分离等领域研究较多。

1、实验

1.1 目标

宝钢焦化废水采用UF+NF+RO工艺处理后，会产生大量RO废水。为了满足日益严格的环保要求，真正实现焦化废水“零排放”，本研究采用60L/h膜蒸馏实验设备对宝钢焦化RO废水进行浓缩减量处理实验。

1.2 实验用水

实验用水为宝钢化工焦化RO废水，水质分析如表1所示。

RO工艺之前的NF作为预处理，SS、Ca2+、Mg2+大部分得到去除。但RO废水中COD含量较高，有可能在膜表面造成有机污染。

1.3 实验装置

实验用膜采用PTFE管式疏水膜，平均孔径为0.2μm，孔隙率达85%，膜面积为6m2。实验装置采用4级膜组件串联，溶液冷热错流运行，产水量为60L/h。实验装置工艺流程如图1所示。

1.4 实验参数

实验参数如表2所示。

1.5 实验方法

实验预处理废水量为3220L，膜蒸馏实验过程中维持热液温度为(80±1)℃，热液流速为4m3/h。实验通过测量产水量来计算膜通量。原液和产水中pH、COD和各离子浓度等测定参照《水和废水监测分析方法》。

2、结果与讨论

2.1 产水通量变化分析

对RO废水进行膜蒸馏52h连续运行，实验过程中产水通量如图2所示。系统运行初期，产水通量约为2.0kg/m2•h，与出厂膜通量相比下降约20%，通量的波动在合理的范围内。随着运行时间的延长，产水通量逐渐降低，在运行40h后，通量约为1.79kg/m2•h，较运行初期下降了12%。通量下降可能是由于少量有机物造成膜孔的润湿，但整体而言，产水通量下降较缓慢，RO废水并未造成膜孔堵塞。系统尚有足够的产能进一步浓缩RO废水。

2.2 产水水质变化分析

膜蒸馏过程中产水水质的变化如表3所示。系统pH维持在7～8之间。产水水质成分存在小范围内的波动，但并没有随着系统运行时间的延长而恶化，系统可对RO废水进一步浓缩。COD、TCN、TN、TP、SS、挥发酚、石油类产水大浓度分别为28mg/L、0.023mg/L、5.02mg/L、0.03mg/L、2.0mg/L、0.015mg/L、1.65mg/L，均达到《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171－2012排放限值要求。氯化物、硫酸根、钙硬度和悬浮物大浓度分别为6.0mg/L、7.61mg/L、4.2mg/L、2.0mg/L，满足宝钢工业用水水质标准60mg/L、50mg/L、100mg/L、10mg/L，所以产水可作为工业用水回用。

由表3与图1可知当两种破乳剂单独作用时，脱水速率较快，15min左右即可稳定，破乳剂108脱水量高于破乳剂123的脱水量。复配破乳剂脱水速率较慢，30min左右即可稳定，相对于破乳剂123而言复配破乳剂的脱水量较大，效果较好。但是与破乳剂108相比，脱水速率较慢。由此可得，复配破乳剂対原油乳状液的破乳具有较为明显的作用，不同破乳剂对原油乳状液的破乳效果不同，因此适当的选择破乳剂或破乳剂复配显得尤为重要。

3、结论

通过控制变量设置对照组的实验研究了SZ36－1聚合物驱油田原油乳化液破乳实验，其中设置的变量为:聚合物的浓度的含量、温度、不同种类破乳剂。

得出以下结论:

(1)温度对脱水率的影响:随着温度、含水率的升高，脱水率逐渐提高但脱水速率变慢，佳脱水温度在60～65℃之间。

(2)随着聚合物含量的增加，脱水率缓慢升高后降低，污水含油量逐渐增加。

(3)破乳剂108以及破乳剂123脱水效果均表现出色，其中破乳剂108表现好。两者1∶1复配则表现出脱水效率以及时间上不如单一种类的破乳剂效果好。