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金属膜处理油田采出水的膜污染机理及控制对策研究

王伟伟  
【摘要】:胜利油田已进人石油开采的中后期,需要注人地层的水量逐年增加,采出液中的含水率也随之增大。因此,采出废水经处理后回注成为减少环境污染、保障油田可持续开发、提高油田经济效益的一个重要途径。本文以金属多孔膜(以下简称金属膜)精细处理油田采出水的应用技术为背景,对油田采出水微滤过程中影响膜渗透性能的因素、膜污染机理和清洗方法等方面展开了系统的研究。 采用不同孔径的金属膜对油田采出水进行过滤,考察了操作压力、膜面流速、料液温度、操作时间及料液物料性质等参数对膜过滤过程的影响,实验结果表明:金属膜出水水质能达到油田回注水A2级标准,确定金属膜微滤过程中较为合理的运行参数为操作压差0.10~0.15MPa,膜面流速2.5~3.5m/s,料液温度40~50℃。另外,料液中的细菌浓度及Fe~(3+)浓度对过滤过程有重要影响。 对金属膜微滤油田采出水过程中的各种阻力所占的比例进行了计算,得出了影响通量的控制因素是滤饼层阻力,占总阻力的60%以上,并由此得出金属膜微滤油田采出水过程中渗透通量下降的主要原因是膜面形成滤饼层。对污染机理进行了初步探讨,考察了膜孔径、操作压力、膜面流速及过滤时间对金属膜污染机理的影响。 采用ICP、SEM、EDX、GC/MS和LRS等方法确定了造成金属膜污染的主要因素,相互验证了膜污染发生的主要位置是在膜表面,部分污染物进入膜孔内;膜污染物的主要成分为废水中的悬浮颗粒物及部分原油。 通过对膜污染机理的分析,本文提出了短时化学强化清洗和酸+超声波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污染物,使膜通量得到恢复。


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