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《哈尔滨工业大学》 2007年
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超滤深度处理聚驱采油废水试验研究

刘金  
【摘要】: 聚合物驱采油技术的大规模应用使大庆油田产生了大量采油废水。面对这种成分复杂的含聚含油污水体系,传统含油污水处理工艺己经不能满足油田回注水水质要求,而超滤技术则因其设备简单、出水水质稳定成为油田污水处理工业化研究的新方向。据此,本文提出了运用超滤技术处理聚驱采油废水的方法,并在大庆现场进行了小试和中试研究。 小试试验选用了一种抗污染性强、对油水分离效果优良的PVDF超滤膜做为试验对象,从基础试验和理论上系统考察了关键参数对膜分离过程的影响,同时考察了超滤长期运行的出水水质,分析了膜污染机理并对膜物理清洗方法和化学清洗方法进行了研究。 试验结果表明,操作压差0.30~0.35 MPa,膜面流速3.0~3.5 m·s-1,运行温度35~40℃,料液浓缩倍数10倍是该超滤膜运行的适宜参数,在此运行条件下能够获得较为理想的膜通量和运行效果。超滤膜出水中的含油量、悬浮物和粒径中值完全达到回注水水质标准,而其对COD、浊度、HPAM等水质指标的去除效果也非常明显。 采用AFM、SEM、EDX和GC-MS等方法确定了造成膜污染的主要因素,分析结果表明,造成超滤膜污染的主要成分为废水中的原油和悬浮物,原油主要吸附在膜的表面,而悬浮物则进入膜孔内,导致膜的渗透速率降低。通过对膜污染机理的研究,浓差极化是造成膜通量衰减的最主要因素,而污染物质在膜表面形成的凝胶污染层是膜通量衰减的重要因素。 通过对超滤膜表面污染物质成分的分析,本文提出了短时化学强化清洗和酸碱联合清洗相结合的清洗方法。试验表明,这种清洗方法能够很好的去除膜表面和膜孔内的有机污染物以及无机污染物,使膜通量得到恢复。 为了进一步确定超滤处理聚合物驱采油废水的工业化应用可行性,在小试基础上进行了中试的研究,以考察该技术对油田生产的适应性和长期运行情况下超滤出水水质的稳定性。 中试试验装置处理规模为300m3/d。经过三个多月的连续运转,超滤出水中的含油量1.5 mg·L-1,悬浮物1.5 mg·L-1,粒径中值不能检出,对聚合物和浊度也有很明显的去除效果,超滤出水水质完全满足大庆油田回注水水质标准。通过经济评价,本研究工艺处理水成本为1.16元/m3清水,低于大庆购买清水回注地层的费用3.95元/m3清水,有很好的经济效益。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X703

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【引证文献】
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