為提高油田采出水水質(zhì),采用低耗能高通量的新型超潤濕納米纖維復(fù)合膜組件對(duì)華北油田采出水進(jìn)行深度處理試驗(yàn)研究。分析確定了膜污染清洗工藝及清洗周期,同時(shí)考察了系統(tǒng)對(duì)含油量及懸浮物的去除效果。結(jié)果表明,油水分離系統(tǒng)出水含油量及懸浮物含量均達(dá)到SY/T 5329—2012低滲透油田回注水標(biāo)準(zhǔn);以20 min為在線反沖洗周期,分別采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 5%的鹽酸和表面活性劑對(duì)膜片進(jìn)行化學(xué)清洗,清洗周期為100 h,能夠有效減小膜污染恢復(fù)膜通量,保持系統(tǒng)穩(wěn)定出水。 

【文章來源】：現(xiàn)代化工. 2020,40(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

試驗(yàn)流程

隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，在油水分離膜的表面會(huì)吸附沉積油類、細(xì)小顆粒物等雜質(zhì)阻塞膜孔，產(chǎn)生濃差極化，造成嚴(yán)重的膜污染影響膜通量，因此，為了保證濾膜的使用壽命及穩(wěn)定的出水流量，需要盡量減小膜污染。有研究表明[11-12]，提高膜面流速能夠增強(qiáng)膜表面剪切應(yīng)力，減小濃差極化的影響，從而增加膜通量。然而，當(dāng)跨膜壓差達(dá)到一定范圍后，膜表面形成的凝膠層會(huì)嚴(yán)重影響膜的傳質(zhì)作用，此時(shí)僅靠提高膜面流速難以繼續(xù)增加膜通量，另一方面，增加膜面流速需要以高能耗為代價(jià)，往往得不償失。因此，為了保證裝置能夠穩(wěn)定運(yùn)行，需要定期對(duì)膜進(jìn)行反沖洗，減小膜表面污染，恢復(fù)膜通量，圖2為裝置運(yùn)行過程中，不同反沖洗周期下膜滲透通量的變化，反沖洗時(shí)間為1 min，反沖洗方式為氣水聯(lián)合反洗。由圖2可以看出，隨著裝置運(yùn)行時(shí)間的增加，膜污染的加劇使得膜滲透通量下降，而定期進(jìn)行在線反沖洗能夠沖洗掉膜表面部分油類雜質(zhì)沉積，穩(wěn)定恢復(fù)膜滲透通量。此外，在線反洗周期越短，膜滲透通量恢復(fù)得越理想，但過于頻繁的在線反沖洗會(huì)影響系統(tǒng)出水效率并產(chǎn)生極大的水資源消耗及能耗，綜合各因素，裝置在線反沖洗周期采用20 min，膜通量恢復(fù)率為95%左右。

在油水分離裝置的長期運(yùn)行試驗(yàn)中，跨膜壓差作為膜分離過程的驅(qū)動(dòng)力體現(xiàn)了膜的受污染程度，當(dāng)跨膜壓差過高時(shí)，意味著膜表面濃差極化程度嚴(yán)重，此時(shí)需要對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗來恢復(fù)膜通量[13]。根據(jù)預(yù)處理出水水質(zhì)、膜表面污染物成分分析可知，膜表面主要存在鈣鹽、鎂鹽等無機(jī)污染物以及油類有機(jī)污染物，因此先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的HCl水溶液清洗30 min，酸洗后再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的表面活性劑(十二烷基硫酸鈉)清洗30 min，化學(xué)清洗以清洗液浸泡和等壓循環(huán)的方式進(jìn)行。圖3為試驗(yàn)過程中跨膜壓差隨運(yùn)行時(shí)間的變化。由圖3可以看出，試驗(yàn)裝置的跨膜壓差隨運(yùn)行時(shí)間增加先緩慢上升，運(yùn)行超過70 h后上升速度突增，說明膜表面污染程度較嚴(yán)重，需要對(duì)膜片進(jìn)行化學(xué)清洗，減少膜表面污染物沉積。根據(jù)膜片承載能力以及綜合考慮能耗等因素，試驗(yàn)選擇在跨膜壓差為50 kPa時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗，從圖3中還可以看出，化學(xué)清洗周期為100 h，清洗后跨膜壓差基本降低至運(yùn)行初期的5 k Pa左右，此時(shí)裝置出水穩(wěn)定，膜滲透通量維持在較高水平。


本文編號(hào)：3537520