毕业论文课题相关文献综述

前言

目前，常用的油水分离技术包括化学破乳法(凝聚法、盐析法、酸化法)、重力分离法 (平流式、平板式、斜板式)、离心分离法、聚结分离法、热处理法、电絮凝法以及膜分离法等。每种处理方法都有其优势和相应的局限性^[1]。近年来，新的法律法规对污染程度的限定更为严格，以致传统的油水分离技术难以满足要求。膜分离技术在近几年得到了广泛的应用，尤其是有机高分子膜的应用，取得了令人瞩目的发展。

膜分离技术是发展迅速的新兴技术领域，是一种使料液组分选择性透过膜的物理化学处理方法，该过程的推动力主要是膜两侧的压差或电位差等。处理含油废水的膜分离技术主要有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)^[2]。

1.膜的油水分离及分相机理^[3]

1.1膜的分离机理

膜分离机理十分复杂，影响因素众多，基于已经进行的研究，可认为流体通过膜的推动力主要是压力差、分压差、浓度差、电位差等。膜分离主要利用物质输运性质的差别。选择性和通量是膜分离的重要技术指标^[4]，通量指单位时间内单位膜面积透过物质的量。在膜分离过程中通量和选择性往往是相互矛盾的，工程界所期待的膜是同时具有高通量、高选择性的膜。当需要从流体中除去高分子、胶粒、低分子溶质等时，常用去除率表示选择性。

常用于油水分离的微滤膜和超滤膜的膜分离机理一般以筛分原理为主，油粒的分离主要取决于膜孔径的大小。但实际上油粒在压力下的变形以及吸附、电荷等因素导致大直径油粒通过小膜孔。这一现象宜用膜分相机理来解释。

1.2膜的分相机理

膜分相技术近来发展迅速，该技术利用多孔薄膜（分相膜）的亲油性或亲水性将液-液分散体系中的有机相（油相）和水相分开。当两种液体互不相溶，且对同一种分相膜的亲和力有一定的差别时，在一定的水力学和外力作用下，必有一种液体在膜的表面形成一定厚度的纯液层，另一种液体在该纯液层中的浓度形成梯度。在有分相的条件下，分相能力与分相产液的纯度有一定的关系，分相能力越小，产液的浓度越高。膜分相技术具有常温操作、无相变、不添加杂质、节省能源等优点，所面临的最大问题是膜的污染有待解决。

筛分原理和膜分相机理都不能完善地表达实际分离过程中膜的传质过程。膜的传质机理一般认为由两部分构成：膜内传质和膜表面传质^[5,6,7]。对油水乳液而言，膜内传质比较符合孔模型的筛分原理。超滤和微滤基本上都是典型的筛分-过滤过程，在不考虑浓差极化时，将流体通过膜孔的流动看作毛细管内的层流。实际上，膜分离受表面浓差极化和凝胶层形成的影响^[5,6,8]。李海波等^[5]认为膜的选择透过性使含油废水中的某一组分被截留，积累在膜高压侧表面或膜上流，造成与主体液的浓度差。若被截留物质在膜表面沉积成凝胶，表面传质将受其控制。

油水分离膜分离过程的基本理论还很不完善。需通过流场动力学机理研究建立合理的数学模型。