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

【文章來源】：現代化工. 2020,40(06)北大核心CSCD

【文章頁數】：4 頁

【部分圖文】：

試驗流程

隨著運行時間的增加，在油水分離膜的表面會吸附沉積油類、細小顆粒物等雜質阻塞膜孔，產生濃差極化，造成嚴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膜表面剪切應力，減小濃差極化的影響，從而增加膜通量。然而，當跨膜壓差達到一定范圍后，膜表面形成的凝膠層會嚴重影響膜的傳質作用，此時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，往往得不償失。因此，為了保證裝置能夠穩(wěn)定運行，需要定期對膜進行反沖洗，減小膜表面污染，恢復膜通量，圖2為裝置運行過程中，不同反沖洗周期下膜滲透通量的變化，反沖洗時間為1 min，反沖洗方式為氣水聯合反洗。由圖2可以看出，隨著裝置運行時間的增加，膜污染的加劇使得膜滲透通量下降，而定期進行在線反沖洗能夠沖洗掉膜表面部分油類雜質沉積，穩(wěn)定恢復膜滲透通量。此外，在線反洗周期越短，膜滲透通量恢復得越理想，但過于頻繁的在線反沖洗會影響系統(tǒng)出水效率并產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，膜通量恢復率為95%左右。

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


本文編號：3537520