發布時間：2022-03-19所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：膜過濾技術越來越受到各行各業的重視 , 已形成了過濾與分離行業的企業聯合化，廣泛用于各行業對固體、液體、氣體單相或多相混合物的分級、分離和純化。根據要求的不同，膜過濾技術逐漸形成了以微濾 (MF)、納濾 (NF)、超濾 (UF) 和反滲透 (RO) 等各種膜和組器件等
摘要：膜過濾技術越來越受到各行各業的重視 , 已形成了過濾與分離行業的企業聯合化，廣泛用于各行業對固體、液體、氣體單相或多相混合物的分級、分離和純化。根據要求的不同，膜過濾技術逐漸形成了以微濾 (MF)、納濾 (NF)、超濾 (UF) 和反滲透 (RO) 等各種膜和組器件等，另外還有滲析、離子交換膜分離系列等系統。
關鍵詞：膜過濾技術;油田;污水處理
膜過濾技術的核心是過濾膜，過濾膜主要分為：普通型的微、超濾膜、反滲透膜、碟管式反滲透膜。其中微、超濾膜又分為：中空纖維膜、有機管式膜、有機平板膜、陶瓷膜、碳化硅陶瓷膜。
1 微、超濾膜在油田生產污水深度處理中的應用
目前 , 我國油田污水處理方法按技術分類分為物理法、化學法、物理化學法和生物法等。
膜生物反應器(MBR)，是將膜分離技術與廢水生物處理技術組合而成的新工藝，是以膜分離技術替代傳統二級生物處理中的二沉池，具有效率高、出水水質穩定、占地面積小、剩余污泥量少，處置費用低、結構緊湊、易于自動控制和運行管理、出水可直接回用等特點。
目前我國已經具有利用超濾膜進行油田污水處理的案例：新疆油田公司將氣浮技術和超濾膜技術相結合，進行油田污水的處理，最終達到了特低滲透油層要求;中海油天津分公司針對油田污水含油含聚的問題，采用 I 代功能陶瓷膜，進行試驗，實現污水及時處理、提高效率、降低成本的目的;河南油田某稠油聯合站選用截留分子量為 30000 的 PVDF 膜錯流過濾，進行稠油污水處理試驗，在污水深度處理裝置前設計保安過濾設備，對污水進行過濾預處理工藝，結果表明，系統具有良好的稠油污水處理效果。
2 幾種超濾膜對油田污水處理的實驗
在選擇過濾膜時，通常要考慮到以下幾點因素對超濾膜通量的影響：膜的孔徑、均勻性和孔隙度;過膜壓差過膜壓差 (TMP);水溫;水中污染負荷水中污染負荷;膜的清洗條件�？紤]到這系統條件的影響及根據行業需求，我們針對各類膜過濾技術中的特定膜進行測試研究，并對特定水質進行過濾效果評估。如碳化硅陶瓷膜、有機 pp 棉過濾膜、新型有機平板過濾膜和有機折疊膜等。
2.1 碳化硅陶瓷膜
本次實驗對生產廢水進行了特殊配置，加大了水質的懸浮物濃度，改變廢水的 pH，對陶瓷膜單獨處理及配合其他過濾工藝處理后，流量變化、處理效果等進行了對比。為了比較陶瓷膜對含油廢水去除效果，我們在生產廢水中增加了油污，并進行了充分攪拌和混合，使之成為乳化狀態，對乳化液進行過濾去油。
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設備型號：DJ-01-1*2/1200(材質：316L)，功率 1.85kW，精度 0.1um，純水通量 2t/(h·m2 )。
瓷膜過濾對含油量高的廢水有很好去除效果，去除率油可達約 85%，操作簡便，無須添加任何化學助劑，油也可得到有效回收。但采油廢水的特性，都是些高污染、高礦化物、高懸浮物的廢水，若處理此類廢水，通量會大幅度降低，這應該是在較高壓差下，濾餅層厚度快速增厚，影響了處理效率，即便用反沖洗也未必有很好的恢復效果，必須用藥洗才能回到原有的水平。我們通過增加了前處理 PP 棉保安過濾后，去油效率可提高到 93% 以上，處理通量也得到了大幅提高，反洗的次數明顯減少，尤其是經過清洗后的處理通量基本恢復到原有水平。這可能是膜表面上的濾餅層積累的污染物是小顆粒的，容易被清洗去除。
2.2 有機 pp 棉過濾膜
本次實驗也采用了上述配置的特濃生產廢水，對通量變化和水質變化進行了記錄和分析。
設備型號：DX-01-P-1M，功率 0.3KW，精度 1um，純水通量 2t/(h·支)(每支面積約 1m2 )。
實驗結果顯示，PP 棉過濾可清除顆粒較大懸浮物，且針對污染度和渾濁度很高的廢水，可保持長時間穩定通量，去油效果比較差，且較容易堵塞，但作為陶瓷膜過濾系統的保安過濾器，為后續工藝祛除了大的懸浮物等黏度較高的污染物，促使處理速度得以大幅提高。雖然過濾效果不盡人意，但作為前處理工藝，不失為有效手段，前述陶瓷膜過濾過程中，我們在前處理增加了 PP 棉膜作為保安過濾器后，對處理的通量和最后的出水質量有質的提高。
2.3 有機折疊膜
本次實驗也采用了上述配置的特濃生產廢水，對通量變化和水質變化進行了記錄和分析。
設備型號：DX-01-P-1M，純水通量 2t/(h·支)(每支面積約為 1m2)，精度 0.1um。功率 0.3kW。
我們通過實驗的一系列數據，得出下列有機折疊膜過濾效果對比數據：
從實驗及數據來看，折疊膜價格適中，占地小，操作方便，由于有各種精度的規格，被應用于各種需求，但對溫度的要求比較高，在大于 50℃的環境下，雖然可提高過濾通量，處理后的水質會有大幅的降低，對進水的要求高。由于懸浮物的污染，一旦過濾層的厚度超過，就會引起通量斷崖式的減少，故需要預處理，折疊膜也屬于一次性的過濾膜，我們可以通過用增加壓力或設置前期處理，能相應地減少了成本和降低二次污染的程度。
2.4 新型有機平板膜
本次實驗也采用了上述配置的特濃生產廢水，對通量變化和水質變化進行了記錄和分析。
設備型號：DX-04-P-0.1M，純水通量 0.1t/h·m2 )。精度 0.5um。功率小于 0.1kW。
我們通過實驗的一系列數據，得出下列新型有機平板膜過濾效果對比數據：
從實驗及數據來看，新型有機平板膜的固液分離效果是非常突出的，過濾方式是死端過濾，理論上不產生濃縮液，對懸浮物及含油比率要求不高，可適應任何水質，在實驗過程中未使用外部壓力進行過濾，依靠的是水位差的動力，過濾精度基本能達到一般的回用要求。其清洗方式不同于其他種類的膜過濾器，并且通量恢復程度可達85%以上。平板膜過濾器的通量比較其他種類的過濾器相對較小，但是未借助任何動力，尤其是該產品在自然處理環境中，通量降到一定程度以后，會出現長時間的穩定過濾通量，很可能是因為過濾壓差很小，濾餅層不容易積累，濾餅層的厚度達到一定厚度后，難以再增厚而保持相對穩定的處理通量。
3 實驗結論
通過對各類膜過濾器進行試驗對比，從成本、效果等方面考慮，得出以下結論：
(1)折疊膜占地小，操作方便，由于有各種精度的規格被應用于各種需求，但對溫度的要求比較高，對進水的要求高，需要預處理，折疊膜也屬于一次性的過濾膜，相應地提高了成本和二次污染的風險。
(2)PP 棉過濾膜價格便宜，占地小，操作方便，運營成本適中，在很多場合都得到了廣泛使用。但由于制造工藝的限制，過濾精度只能達到 1μm 左右，并且對溫度高于 50℃的液體比較敏感，會增大過濾膜的孔徑，降低處理后的水質，影響過濾效果，但作為預處理的分離膜， PP 棉膜憑著低廉的價格優勢，在各行各業被廣泛地應用。缺點是不能重復使用，有二次污染的風險。
(3)碳化硅陶瓷膜具有優異抗腐蝕性，可抗高達 6-7kg 的壓力，抗 200℃以上高溫，對含油廢水處理有著明顯優勢，可反洗等重復使用，使用壽命長。但是對進后水的要求比較高，需要預處理，功率要求太大，運營成本較高。在配以前期處理，可大大降低處理成本。
(4)有機平板過濾膜制造成本比較高，占地小，操作方便，過濾時無需動力，運營成本最低，抗腐蝕，可抗 80℃以下的溫度，可不停止運營在線清洗，對廢水的進水無特殊要求，過濾效果優良，由于此膜經過特殊的親水處理，適合各種廢水的固液分離。綜合分析來看：利用有機 pp 棉膜過濾對油田廢水進行前期預處理，再利用碳化硅陶瓷膜進行深度處理的方式，是最理想的。——論文作者：孫超 1 ，何亞其 1 ，趙宇 1 ，馬駿 1 ，尚寶兵 1 ，馬延松 2 ，尹鵬 3
參考文獻
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