液膜法處理含酚油品堿洗液的工程案列
煉油廠油品源輸時產生大量合酸堿洗液，酚濃度從幾百到上千毫克每升，采用常規處理技術很難適應酚濃度的波動。本文用液膜技術對南京煉油廠的含酚堿渣進行了處理研究。
液膜由膜溶劑、表面活性劑及載體組成，其有機相與內相試劑水溶液（NaOH溶液）經強力分散形成乳狀液，乳狀液分散到另一水相中，形成W/O/W復合乳狀液，由此形成兩個界面，中間的有機相即為液膜[1]。液膜分離技術是集萃取與反萃取、反應與分離、分離與濃縮于一體的分離操作。在用液膜法處理含酚堿洗液過程中，酸化后的堿洗液中酚首先溶解在膜溶劑中，然后迅速與內相NaOH在界面反應生成酚鈉溶解到內相中，這一不可逆過程，使得堿洗液中的酚能夠完成富集到內相NaOH溶液中。
本研究充分利用液膜技術操作的高彈性，通過合理調整配方、操作工藝等，使該部分堿洗液得到了很好的處理，處理后的廢水可達到排放要求或是廠家根據二次處理要求所提出的處理標準。
1 堿洗液處理工藝過程
1.1 堿洗液的預處理
堿洗液在用液膜法處理前應先預處理，采用工業硫酸酸化，調節pH至2～3，經氣浮、隔油，沉降，得到酸性含酚廢水。
1.2 含酚廢水處理工藝流程簡圖
處理流程見圖1。
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本流程中采用轉盤塔做傳質設備，廢水與乳液在塔內逆流接觸，傳質過程連續完成。制乳設備為工業高剪切混合乳化機，破乳設備自制。
堿洗液預處理后為酸性廢水，廢水從轉盤塔頂部打入。新鮮煤油與氫氧化鈉溶液按一定比例在乳化槽中制乳，制好的乳液放入新乳液槽備用，部分乳液放入乳液貯槽中，從轉盤塔底部打入。在轉盤塔內廢水由塔頂進入，乳液由塔底進入，兩相在塔內逆流接觸傳質，處理后的廢水從塔底流出，富集酚的乳液由塔頂流出進入乳液中間槽，若該乳液復用，則去乳液貯槽后復用；否則去破乳器；若需補加新鮮乳液則將新乳液槽中乳液補加到乳液貯槽。破乳后的油相去乳化槽繼續制乳，可適當補加新鮮油相，破乳后
的濃縮酚的氫氧化鈉溶液需再處理。
1.3 處理不同廢水的運行條件及結果
廢水處理過程中，膜材料為含1.5％T154的煤油溶液，采用高剪切乳化機與Na0H溶液以1:1體積比制備乳液，制乳時間1min；乳液與廢水的接觸時間15min，乳液與廢水的體積比即乳水比視廢水中酚濃度而定，乳液性質分別選用新乳液、復用乳液等，內相濃縮倍數為含酚廢水經處理后酚所能富集的倍數。
進行了三種不同酚含量廢水的試驗，酚的達標要求為20～30mg/L，試驗結果分別見表1、表2、表3。
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從表1、2、3數據可以看出，以液膜法處理合酚廢水，不論原廢水中酚濃度為多少，通過合理選擇工藝條件均可達到處理目的。
2 處理不同廢水工藝方案的選擇[2]
煉油廠含酚堿渣中酚濃度變化較大，以相同的工藝條件處理，顯然不切合實際，也不能真正體現液膜技術的高彈性。從表1、2、3的數據可以看出，對于中低濃度的含酚廢水，以較小的乳水比操作即可達到處理要求，而對于高濃度的含酚廢水則需兩級處理，這就需要根據水質的不同合理選擇工藝。包括乳水比的選擇，提高富集相中酚的濃度等。從正交實驗的極差分析知道，在以液膜法處理含酚廢水的過程中，乳水比是影響處理效果的關鍵因素，同時也是該工藝過程能、物耗的一個關鍵。小的乳水比操作降低了制乳、破乳量，同時提高了富集酚后的NaOH溶液中酚的百分含量，但小乳水比操作可能造成液泛或夾帶等（乳水比例超過1:25有輕微夾帶）。乳液復用是降低能、物耗，提高富集酚濃度的有效途徑，但乳液多次復用操作比較煩瑣。因此在能達到相同處理結果的前提下，應盡量提高乳水比例，從表2可以看出，以1:20的乳水比例操作，乳液復用一次，酚在內相的富集倍數即可達到80倍，而以1:10的乳水比例操作，乳液需復用3次，才能達到相同的富集倍數，而處理效果接近。因此通過上述分析，對于酚濃度小于1000mg/L的廢水，推薦采用1:20的乳水比例，乳液復用一次，對于高濃度合酚廢水，建議采用二級處理。
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圖2為不同濃度含酚廢水傳質過程的工藝流程，處理中、低濃度含酚廢水時，開啟閥1、2、3、4、5、6、7，關閉閥8。來自乳液槽的乳液由閥4控制進入塔T1，從塔頂出來由閥3控制進入塔T2進行復用，最后由閥7控制去破乳器，廢水由閥1、2控制，處理后由閥5、6控制去二次處理（污水場）；處理高濃度合酚廢水時，開啟閥2、3、4、5、7、8，關閉閥1、6，來自廢水槽的廢水由閥2控制進入塔Ⅱ，一級處理后由閥8控制進入塔T1，進行二級處理，最后由閥5控制去二次處理（污水場）。
3 廢棄物的后處理
3.1 富集酚的氫氧化鈉溶液的處理
在液膜法處理含酚廢水過程中，酚在內相NaOH溶液中得到了富集，以目前的處理工藝，富集酚的濃度視原水酚濃度而定，從1％到7％不等，結果見表4。對富集一定酚濃度的NaOH溶液，可作為堿洗液再處理或直接酸化后分離雜酚。
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3.2 廢煤油的處理
用液膜法處理廢水過程，理論上是不需補充膜材料的理想過程，但由于工藝廢水的復雜性及多污染性，膜材料在復用若干次以后，效率下降效果變差，一般復用若干次后的廢煤油可作燃料使用。
4 結語
通過上述分析探討，可以從技術及工藝上認可用液膜法處理煉油廠含酚堿渣的可行性，在操作過程中應密切關注堿渣來源，并結合酚的檢測來判斷選用何種工藝方案。油相作為主要的膜材料成分，其復用是降低費用的關鍵屈此，防止煤油的流失及污染是工藝過程及工程設計中需要特別關注的問題。目前已設計完成一套2t/h處理能力的工業化實驗裝置。
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