[发明专利]用于含油废水处理的分离膜组件、含油废水处理方法以及含油废水处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于含油废水处理的分离膜组件、使用该分离膜组件的含油废水处理方法以及设置有分离膜组件清洁设备的含油废水处理装置，其中在很长一段时间内从含油废水中有效分离非水溶性油分。

背景技术

现有技术中已经提供了从包含非水溶性油分的含油废水中除去非水溶性油分的处理装置和处理方法。

油田废水是含油废水的一种类型，并且有必要从油田废水中除去非水溶性油分。即，在钻探原油时，通常，通过向地层的储油库中注入海水，从而提高了非水溶性油分的压力以确保生产量。由于“油田废水”是在钻探原油中使用的废水，其含有大量非水溶性油分，因此在对非水溶性油分进行除去处理之后，将油田废水丢弃。

然而，近年来，由于非水溶性油分可能是引起海洋、湖泊等污染的因素，因此已经加强了对废水中非水溶性油分含量的管理。在最严格的国家和地区中，要求将非水溶性油分含量设定为小于5mg/L。

通常，在借助重量差分离、使用固/液水力旋流器的分离等对油田废水进行固体分离之后，使用板式过滤器、液/液水力旋流器等进行一次处理，使用凝集沉淀、加压浮选等进行二次处理，之后进行诸如过滤或活性炭处理等三次处理。随着处理级别提高(一次、二次、三次)，处理水量下降。因此，难以追赶上以大量排放的油田废水的处理，这是一个问题。因此，在处理以大量排放的油田废水时，从微分离的处理速度的角度考虑，不能使用微分离手段。因此，实际中，据说将处理限制为直至非水溶性油分含量为20mg/L。另外，处理成本也是人们关心的问题。

在这种情况下，据认为希望在处理含油废水中使用分离膜组件。分离膜组件的优点在于，其可以确保大量处理水，并可以进行高度的水处理。例如，日本未审查专利申请公开No.5-245472(专利文献1)提供了一种处理方法，其中如图9所示，将含油废水100提供至设置有平均孔径小于油粒子的陶瓷分离膜101的过滤装置102的一次侧S1，将处理水从各陶瓷分离膜101的二次侧S2取出，同时以循环方法将浓缩水提供至过滤装置的一次侧，直至该一次侧的浓缩水达到预定浓度。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.5-245472

发明内容

技术问题

然而，在连续处理含油废水时，流速会由于非水溶性油分附着到分离膜表面而下降。因此，通常情况下，为了分解并除去非水溶性油分并为了连续进行过滤，需要使用了强碱性试剂(例如，氢氧化钠)的化学清洁。然而，在其中将陶瓷膜用作分离膜的专利文献1中，由于对有效用于清洁非水溶性油分的高浓度碱性水溶液的耐性不充分，因此膜的表面不能被充分地化学清洁，这是一个问题。此外，尽管膜的物理强度起初是高的，但当使用碱等的化学清洁的累积频率提高时，强度逐渐下降，并且在进行物理清洁(例如，反洗或空气扩散)时所施加的冲击(尽管非常少量)的影响下，易于发生诸如断裂形成等问题。此外，在专利文献1中，由于分离膜为板状膜，因此待处理的水量被限制，并且该方法不适于连续处理以大量排放的含油废水。

此外，作为耐化学品性高的目前市售可得的由聚偏二氟乙烯(PVDF)构成的分离膜，其与陶瓷膜一样对浓度高的碱性水溶液不具有耐性，并且由聚乙烯或聚丙烯构成的分离膜的物理强度不充分，这是一个问题。

此外，关于在没有降低温度的情况下对加热后的含油废水进行分离处理的装置，要求其具有耐热性和耐热循环性，在热循环中，周期重复在停止期间的低温和在加热期间的高温，并(例如)在其中低温和高温差大于或等于100℃的寒冷气候中安装含油废水处理装置。

然而，在已经广泛用于油水分离处理的由树脂构成的过滤膜中，耐热性并不令人满意。

例如，在PP、PE或PVDE中，当提供时常在大于或等于60℃温度下加热的含油废水时，树脂软化，导致孔尺寸改变，并且在PE中，易于发生破断。

此外，作为传统使用的高温油水分离设备，存在这样一种情况，其中该设备由陶瓷粉末烧结体构成。在这种情况下，尽管呈现出了高耐热性，但存在(例如)重量增加等问题，并且由于在热循环中温度改变时发生热损伤导致断裂等易于发生。

此外，在具有陶瓷分离设备的传统装置中，由于每膜面积的膜元件体积大，因此需要大的安装面积。因此，可能存在这样一种情况，其中使用多阶段膜设备。在这种情况下，整个装置的重量大，并且装置的尺寸大，因此难以在清洁时或为了调查而取出过滤设备，这是一个问题。