油田含油污水陶瓷膜处理技术研究

【摘要】： 为有效的处理油田含油污水,满足低渗透油田回注水质要求,本文采用陶瓷膜过滤装置进行膜过滤实验研究,膜孔径为50nm。 首先,以蒸馏水为过滤料液,研究了跨膜压差、温度及膜面流速对膜通量的影响,研究发现:以蒸馏水为料液运行时,膜通量随时间基本恒定;随跨膜压差线性增大,线性拟合相关系数均大于0.998;随温度和膜面流速的升高而升高,但膜面流速的影响较小。然后,以模拟含油污水为料液,以跨膜压差、温度和膜面流速为因子,通过正交实验设计确定实验方案,以含油量、悬浮物含量及悬浮固体颗粒直径中值为评价标准进行实验,发现跨膜压差和温度是影响过滤效果的主要因素。通过大量实验研究表明:滤后水的含油量、悬浮物含量和悬浮固体颗粒直径中值均随跨膜压差和温度的增大而增大,在合适的操作条件下过滤可使滤后水含油量小于3mg/L,悬浮物含量小于1mg/L,悬浮固体颗粒直径中值小于1μm,达到低渗透油田注水水质A1级标准。在确定水质达标后,经实验研究确定陶瓷膜过滤最佳操作条件为:跨膜压差0.12MPa、温度40℃、进膜流量780L/h、反冲洗频率为30min每次,装置在最佳操作条件下运行,可在较长时间内保持高通量,稳定通量可达到250L/(m~2·h)。根据室内实验结果及现场调研情况,提出墩也联合站含油污水处理工艺的替代方案。同时,针对膜污染情况,本文将陶瓷膜污染阻力重新划分为以下四类:固有阻力,可逆阻力,部分可逆阻力及不可逆阻力,通过实验设计并计算得出陶瓷膜固有阻力占总传质阻力的54.8%,可逆阻力占4.5%,部分可逆阻力占23%,不可逆阻力占17.7%。最后,为彻底清洗陶瓷膜,本文采用水洗-碱洗-水洗-酸洗-水洗五步化学清洗法,可有效的清除膜污染,使膜通量恢复到95%以上。 【关键词】：陶瓷膜 含油污水 过滤效果 通量 阻力分布 化学清洗
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言10-12
• 1.1 研究目的及意义10
• 1.2 研究内容10-12
• 第二章 膜分离技术应用现状12-20
• 2.1 膜分离过程基础12-15
• 2.1.1 通量及分离现象12-13
• 2.1.2 过滤方式13-14
• 2.1.3 膜分离过程机理14-15
• 2.2 膜处理含油污水的主要影响因素15-16
• 2.2.1 膜类型的选择15
• 2.2.2 操作条件的影响15-16
• 2.3 膜分离国内外现状16-18
• 2.3.1 国内外应用现状16-17
• 2.3.2 存在的问题17-18
• 2.4 油田污水处理工艺现状18-20
• 2.4.1 三段常规流程18
• 2.4.2 精细过滤流程18-20
• 第三章 实验装置与仪器简介20-30
• 3.1 实验装置及流程简介20-21
• 3.2 膜组件参数21-23
• 3.2.1 陶瓷膜性能指标22
• 3.2.2 单芯工业膜组件参数22
• 3.2.3 膜管件的安装22-23
• 3.3 实验仪器简介23-24
• 3.3.1 SP-752 紫外分光光度计23
• 3.3.2 马尔文粒度仪23
• 3.3.3 G10-40F 耐腐蚀型玻璃转子流量计23
• 3.3.4 测定悬浮物含量装置23-24
• 3.3.5 恒温玻璃水浴24
• 3.3.6 空气压缩机24
• 3.3.7 流变仪24
• 3.3.8 电热蒸馏水器24
• 3.3.9 其他仪器24
• 3.4 实验污水特性分析24-28
• 3.4.1 污水模拟25-26
• 3.4.2 污水水质指标分析方法26-27
• 3.4.3 回注要求27-28
• 3.5 实验研究方法28-30
• 第四章 陶瓷膜处理含油污水实验研究30-65
• 4.1 蒸馏水陶瓷膜过滤特性研究30-35
• 4.1.1 膜通量随时间的变化30-31
• 4.1.2 温度对膜通量的影响31-32
• 4.1.3 膜面流速对膜通量的影响32-33
• 4.1.4 跨膜压差对膜通量的影响33-35
• 4.1.5 实验分析35
• 4.2 含油污水陶瓷膜过滤效果研究35-48
• 4.2.1 正交实验分析36-39
• 4.2.2 跨膜压差对过滤效果的影响39-43
• 4.2.3 温度对过滤效果的影响43-47
• 4.2.4 陶瓷膜过滤效果评价47-48
• 4.3 陶瓷膜过滤通量影响因素研究48-59
• 4.3.1 跨膜压差对膜通量的影响研究48-51
• 4.3.2 温度对膜通量的影响研究51-54
• 4.3.3 进膜流量对膜通量的影响研究54-56
• 4.3.4 反冲洗特性研究56-58
• 4.3.5 膜通量衰减情况研究58-59
• 4.4 现场应用研究59-63
• 4.4.1 延长油田含油污水处理工艺现状60
• 4.4.2 杏子川采油厂含油污水处理流程60-61
• 4.4.3 替代方案61-63
• 4.5 小结63-65
• 第五章 陶瓷膜污染阻力分析及清洗方法研究65-74
• 5.1 陶瓷膜污染阻力研究65-70
• 5.1.1 实验原理65-67
• 5.1.2 实验方法67-68
• 5.1.3 实验结果及分析68-70
• 5.2 陶瓷膜清洗方法研究70-73
• 5.2.1 清洗方法71-72
• 5.2.2 清洗效果72-73
• 5.3 小结73-74
• 结论及展望74-76
• 参考文献76-79
• 致谢79

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