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离子交换膜法处理含聚污水资源化研究

王晓玉  
【摘要】: 聚合物驱油是一种三次采油新技术,在中国大庆油田已步入工业化应用阶段,在石油开采中显示出日益重要的作用。但是伴随原油每天产生大量的含聚合物采油污水。因此污水的处理和再利用非常重要。试验表明利用电渗析技术降低了矿化度后的含聚污水可重新用于聚合物溶液的配制,本研究通过大庆油田采油二厂聚南八污水站的小型电渗析装置的组装和运行情况考察,确定了此装置的最佳运行条件以及含聚污水中主要离子的去除特征,并进行了能耗分析和可行性研究。现场降低含聚采油污水矿化度的装置的最优化工艺条件为:工作电压为10V,浓、淡水流量为150L/h,为电渗析装置用于油田污水处理的可行性提供试验数据。 试验发现制约此项技术的进一步推广的原因是离子交换膜污染严重。为此,试验设计开发了一套小型5室电渗析模型,分别从宏观(膜面电阻、平均电流和脱盐率的变化)和微观上(扫描电镜和原子力显微镜)考察了采油污水中主要物质(聚合物、固体悬浮物和原油)对阴离子交换膜性能和表观特征的影响。期望能够解决离子交换膜法降低含聚污水矿化度过程中的关键问题。试验最终发现部分固体悬浮物集聚在阴离子交换膜和阳离子交换膜表面甚至内部造成污染,但相对于阴膜,悬浮物对阳膜性能的影响更严重;聚合物可聚集在阴膜表面,对于阴膜的透过性有一定的影响;原油可在阴膜表面甚至内部形成致密的油膜,对其造成严重污染,对阳膜的影响较小。试验考察了原油污染后阴离子交换膜的清洗方案,为设计合成该类抗污染膜提供理论依据。 利用电渗析技术降低了矿化度后的含聚污水可重新用于聚合物溶液的配制,既可以减少含聚污水外排对环境造成的污染,同时实现了聚合物驱油技术水资源的闭路循环,对环境保护和节约水资源有着重要意义。


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