近几十年，无机陶瓷膜在各行各业的应用越来越广泛，无机膜以其高效的分离性能成为更多研究者的选择。含油废水主要来自于乳化液废水、油田采出水、清洗液、食品工业含油废水和石油化工含油废水。含油污水对生态环境造成严重的污染，因此对含油污泥进行必要的分离对于环境整治和油品回收都是有益的。因此，越来越多的无机陶瓷膜应用在含油污水的分离中。

本文简要介绍无机陶瓷膜的制备方法及其在含油废水处理中的应用。

1 无机陶瓷膜简介

无机陶瓷膜一般具有非对称结构，呈管状或多通道状。陶瓷膜管壁密布微孔，在压力作用下，原料液在膜管内或膜外侧流动，小分子物质（或液体）透过膜，大分子物质（或固体颗粒、液体液滴）被膜截留从而达到固液分离、浓缩和纯化之目的。陶瓷膜主要是Al₂O₃，ZrO₂，TiO₂和SiO₂等无机材料制备的多孔膜，其孔径为2～50mm。

近几年，由Rhodia-Orelis生产的新颖的27通道的Kerasep陶瓷膜元件，其单位体积的膜面积比传统的圆柱形19通道的几乎大40%。每个通道是一个120°的扇形体，这种三通道形成的一簇的管壁呈平面状。这种构型的膜组件具有较高的机械强度和较大的膜面积。

2 无机陶瓷膜的制备方法

无机陶瓷膜的制备方法主要有：悬浮粒子法、溶胶-凝胶法、阳极氧化法、化学气象沉积法、分相法和水热合成法等，下表列出了这几种制备方法以及膜的孔径范围和用途。

无机膜制备工艺较复杂，因其具有膜不易变形，耐高温，耐有机溶剂，抗微生物腐蚀，刚性及机械强度好，再生性能好，不老化，使用寿命长等特点，因而对料液性质和环境条件无过多的要求。

3 无机膜在含油废水处理中的应用

无机陶瓷膜以其优异的机械、化学性能和良好的截留能力已日益显示出极强的竞争力，在含油废水处理中具有操作稳定、出水水质好、占地面积小、扩建方便、正常工作时不消耗化学药剂、也不产生新的污泥以及回收油质量比较好等特点，陶瓷膜具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐有机溶剂等突出优点，并且清洗方便，膜通量高，使用寿命长。

3.1 乳化液废水

钢铁、机械等行业生产中产生大量的含油乳化液废水，其成分比较复杂，主要为油脂、表面活性剂、悬浮杂质和水，其中较难处理的是冷轧乳化液废水。与此类似的废水还有金属切削液、润滑液等，一般废水量不是很大，但污染源较多。此类废水的特点是油处于乳化状态，油滴直径在1μm以下，采用常规的方法难以得到理想的处理效果。

日本近年来对水溶性切削油的陶瓷膜处理有一些研究，对于含油5896mg/L、COD_Mn为4102mg/L的废水，用离心-生物降解-陶瓷膜过滤处理，pH调节至6.8，进入离心装置，再经生物降解后废水中含油130mg/L，COD_Mn为650mg/L，在膜面速度为1.0m/s，过滤压差0.1MPa，过滤液中含油22mg/L，COD_Mn为400mg/L。对于含油3200mg/L，COD_Mn为2010mg/L的废水用分子截留分子量20000的陶瓷膜处理，pH调至6.8，膜面速度1.0m/s，压差0.1MPa，废水浓缩10倍通量为50L/（㎡·h），渗透液中含油20mg/L，COD_Mn为410mg/L。

3.2 油田采出水

渗透油层的渗透率一般在0.1μ㎡以下，有些甚至达到0.001μ㎡以下，相应的地层平均孔隙半径为5～0.5μm以下。特低的渗透率给油田采出水的处理提出了极高的要求。研究表明，当注入水中的颗粒为孔隙半径的1/3～1/7时，就会堵塞地层，造成注水量减少或注不进水，原油采收率大减。为此低渗透油田的注水水质要求水中粒子粒径小于等于1μm，浮物含量小于等于1mg/L，油量小于等于5mg/L（摘自标准SY/T5329-1994）。目前油田采用的采出水处理方法均不能达到这一要求，一方面造成大量的污水无法利用，只能空注或者排放，另一方面消耗大量的淡水来满足注水的需求，而且因为淡水性质与储油层的不匹配会伤害地层，降低原油采收率。

处理精度能达到低渗透油田的注水水质要求的方法，目前研究较多的有超精细深床过滤（采用有机纤维填料）等方法，由于过滤材料易受原油污染且难以再生，使其推广应用受到限制。

3.3 清洗液

金属加工、零件清洗等过程中会产生大量的含油清洗液废水。此类废水与乳化液废水性质类似，但一般含有大量的碱。直接排放不仅污染环境，而且浪费资源，采用陶瓷膜处理可同时回收废水中的油和乳化液，经济效益十分明显。

Superior Planting Inc.M N是美国中西部的金属加工厂之一，推出的金属清洗液回收系统十分显著，其回收装置1.6年即可回收成本。废水在回收槽中先除去浮在液面上一部分游离的油及一些悬浮固体Fe(OH)₃等，可以捕集绝大部分油脂，悬浮固体定期从槽底移去，废水经陶瓷膜过滤，油含量从448mg/L降至19mg/L，去油率为96%。每周膜管用强酸清洗一次。Chen等对陶瓷膜去除非离子型碱性清洗剂用于空军飞机零件的清洗，所含的污染物是碳氢混合物类油脂。

3.4 食品工业含油废水

食品工业中含油废水主要来源于油脂生产、牲畜加工洗涤、餐饮业等，这类废水不仅含有油脂，还含有蛋白质等物质，COD含量往往较高，处理比较困难。研究者采用管式氧化铝膜对橄榄油生产的废水进行处理的结果，膜孔径为38～46nm，在30℃，0.2～0.6MPa下，可使废水的浊度指数由57下降为0.62～0.67，渗透通量16.9～19.1L/（h·㎡），采用单一的反冲和碱性洗涤剂清洗可使膜渗透率恢复为初始的80%。

采用陶瓷膜对牛奶工业中碱性清洗剂进行回收处理，这些碱性清洗剂废水温度高（80℃），含有脂肪、蛋白质等，通过处理可以去除牛奶之类的物质，使清洗剂得到回收使用，其中的氢氧化钠等没有截留。

3.5 石油化工含油废水

休斯顿Vista化学公司的Lahiere及Goodboy用Membralox陶瓷膜处理石化废水，对操作条件如pH、温度、错流速度和压降等进行研究，并使用孔径为0.2～5μm的膜微滤，膜面速度为0.9m/s或20～100nm的膜超滤，膜面速度为4.6m/s左右，压降超过0.21MPa时，膜管就需清洗。用0.2μm的膜处理含油石化废水，pH为12，通量1.25～1.54m³/（㎡·h），油脂含量从（15～50）×10^-6降至1×10^-6以下。

4 展望

无机陶瓷膜以其优质的性能应用在许多工业领域，但是无机陶瓷膜的产品的缺点是材质脆性和价格比较高，一般售价是有机膜的几倍，甚至更高。如果从陶瓷膜的原材料和加工工艺上进一步改进，这将有可能使得无机陶瓷膜应用在更多的工业领域，具有更广泛的应用前景。