海上油田回注污水深度处理微滤陶瓷膜

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1、海上油田回注污水深度处理微滤陶瓷膜　　为克服注入水水源不足的问题，同时削减对海洋环境污染，海上油田大多采纳现场污水回注的方式。由于回注污水成分复杂，传统的“三段法”处理工艺无法很好满意处理水质要求，加之海上平台操作空间狭小，使得回注污水得不到充分处理，水质严峻超标，从而引起地层堵塞、注水压力上升等问题。因此，亟需开发快速有效的污水处理技术来解决回注污水现场处理难题。　　陶瓷膜过滤技术作为一项新型污水深度处理技术，已成为近年来废水处理领域的讨论热点。与传统的水处理方法相比，陶瓷膜过滤技术具有设备简洁、分别效率高、化学稳定性好、节能及适用性强等多种优点。本文采纳室内模拟试验的方法，考察了陶瓷膜过

2、滤技术的影响因素，并评价了该技术对某平台回注污水的处理效果，以期为该技术在海上油田污水处理中的推广应用供应技术参考。　　1、试验部分　　1.1仪器与材料　　主要仪器和材料包括陶瓷膜过滤装置、真空干燥箱、水中含油分析仪、库尔特颗粒测试仪、微孔滤纸、玻璃抽滤器、电子天公平。其中，试验用陶瓷膜的性能指标为:膜管外径为30mm，通道内径为4mm，管长为1016mm，膜材质为氧化锆，膜孔径为200nm，孔隙率为35%，支撑体结构为19通道多孔氧化铝陶瓷芯，氧化铝含量>99%，陶瓷膜生产厂家为中国石油高校(华东)。6　　试验用模拟污水中的悬浮颗粒为不同目数的石英砂颗粒，乳化油由渤海油田某采油平台Q

3、平台脱水原油加入乳化剂后经Fluka高速搅拌机搅拌制得。实际污水为渤海油田某采油平台K平台的回注污水。　　1.2试验方法　　陶瓷膜过滤装置流程如图1所示，装置主要包括注入水储罐、反冲洗罐、陶瓷膜组件、流量计、压力表和离心泵等。　　将回注污水加入储罐中，启动离心泵，回注污水通过节流阀调整压力后输送至陶瓷膜组件进行错流过滤，并分别为浓缩液和滤后清液(浓缩液和滤后清液同时返回回注污水储罐中，因此膜系统进水水质保持不变)。为掌握陶瓷膜污染程度，试验过程中进行在线反冲洗，时间间隔为30min。装置运行过程中，可以转变进膜水质、操作压力、温度和膜面流速来考察陶瓷膜处理效果的影响因素。其中，跨膜压差和膜通

4、量的计算分别如式(1)和式(2)。　　回注污水和滤后清液的悬浮固体含量通过重量法测得，原油含量使用水中含油仪进行测量，悬浮物和原油粒径则使用库尔特颗粒测试仪进行测量。　　2、结果与争论　　2.1膜过滤运行条件的影响　　2.1.1跨膜压差6　　为考察跨膜压差对陶瓷膜过滤器处理效果的影响，选取悬浮物和乳化油的含量分别为15mg/L和10mg/L、粒径中值分别为2.6μm和3.0μm的模拟回注污水，在处理温度为40℃、进膜流量为1.03L/(s·m2)的条件下，考察不同跨膜压差下滤液的膜通量、悬浮物含量和乳化油含量的变化。如图2所示，随着跨膜压差的增大，膜通量显著增加，而固体悬浮物含量和乳化油含量

5、则基本无变化，说明跨膜压差对陶瓷膜过滤器的影响主要体现在对膜通量上。　　2.1.2处理温度　　为考察处理温度对陶瓷膜过滤器处理效果的影响，选取悬浮物和乳化油的含量分别为15mg/L和10mg/L、粒径中值分别为2.6μm和3.0μm的模拟回注污水，在跨膜压差为0.16MPa、进膜流量为1.03L/(s·m2)的条件下，考察不同处理温度下滤液的膜通量、悬浮物含量和乳化油含量的变化。如图3所示，处理温度从30℃渐渐上升到70℃，膜通量也随之从281L/(m2·h)增加到440L/(m2·h)，而固体悬浮物含量和乳化油含量则无明显变化，说明处理温度主要还是影响陶瓷膜过滤器膜通量的大小。　　2.1.

6、3进膜流量6　　为考察进膜流量对陶瓷膜过滤器处理效果的影响，选取悬浮物和乳化油的含量分别为15mg/L和10mg/L、粒径中值分别为2.6μm和3.0μm的模拟回注污水，在处理温度为40℃、跨膜压差为0.16MPa的条件下，考察不同进膜流量下滤液的膜通量、悬浮物含量和乳化油含量变化。如图4所示，进膜流量从0.62L/(s·m2)渐渐增加到1.45L/(s·m2)，膜通量略呈渐渐增大的趋势，但增加的量较小，固体悬浮物含量和乳化油含量的变化幅度也很小。表明在本试验条件下，进膜流量对陶瓷膜过滤器处理效果的影响较小。　　2.2进膜水质的影响　　2.2.1悬浮物含量和粒径　　在跨膜压差为0.16MPa

7、、温度为40℃、进膜流量为1.03L/(s·m2)的操作条件下，分别考察悬浮物含量和粒径大小对于陶瓷膜过滤效果的影响，结果分别如图5和图6所示。　　如图5所示，当固悬物的粒径中值肯定时(2.6μm)，随着固悬物初始含量的增大，滤后固悬物含量渐渐增加，但固悬物去除率也随之渐渐增大，最高可达92.5%，由图6可知，当固悬物的初始含量肯定时(15mg/L)，滤后固悬物含量随着固悬物粒径中值的增大而显著降低，固悬物滤