低压高通量滤膜深度处理油田采出水试验研究

发布时间：2021-12-16 04:53

　　为提高油田采出水水质,采用低耗能高通量的新型超润湿纳米纤维复合膜组件对华北油田采出水进行深度处理试验研究。分析确定了膜污染清洗工艺及清洗周期,同时考察了系统对含油量及悬浮物的去除效果。结果表明,油水分离系统出水含油量及悬浮物含量均达到SY/T 5329—2012低渗透油田回注水标准;以20 min为在线反冲洗周期,分别采用质量分数0. 5%的盐酸和表面活性剂对膜片进行化学清洗,清洗周期为100 h,能够有效减小膜污染恢复膜通量,保持系统稳定出水。 

【文章来源】：现代化工. 2020,40(06)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

试验流程

随着运行时间的增加，在油水分离膜的表面会吸附沉积油类、细小颗粒物等杂质阻塞膜孔，产生浓差极化，造成严重的膜污染影响膜通量，因此，为了保证滤膜的使用寿命及稳定的出水流量，需要尽量减小膜污染。有研究表明[11-12]，提高膜面流速能够增强膜表面剪切应力，减小浓差极化的影响，从而增加膜通量。然而，当跨膜压差达到一定范围后，膜表面形成的凝胶层会严重影响膜的传质作用，此时仅靠提高膜面流速难以继续增加膜通量，另一方面，增加膜面流速需要以高能耗为代价，往往得不偿失。因此，为了保证装置能够稳定运行，需要定期对膜进行反冲洗，减小膜表面污染，恢复膜通量，图2为装置运行过程中，不同反冲洗周期下膜渗透通量的变化，反冲洗时间为1 min，反冲洗方式为气水联合反洗。由图2可以看出，随着装置运行时间的增加，膜污染的加剧使得膜渗透通量下降，而定期进行在线反冲洗能够冲洗掉膜表面部分油类杂质沉积，稳定恢复膜渗透通量。此外，在线反洗周期越短，膜渗透通量恢复得越理想，但过于频繁的在线反冲洗会影响系统出水效率并产生极大的水资源消耗及能耗，综合各因素，装置在线反冲洗周期采用20 min，膜通量恢复率为95%左右。

在油水分离装置的长期运行试验中，跨膜压差作为膜分离过程的驱动力体现了膜的受污染程度，当跨膜压差过高时，意味着膜表面浓差极化程度严重，此时需要对膜进行化学清洗来恢复膜通量[13]。根据预处理出水水质、膜表面污染物成分分析可知，膜表面主要存在钙盐、镁盐等无机污染物以及油类有机污染物，因此先用质量分数为0.5%的HCl水溶液清洗30 min，酸洗后再用质量分数为0.5%的表面活性剂(十二烷基硫酸钠)清洗30 min，化学清洗以清洗液浸泡和等压循环的方式进行。图3为试验过程中跨膜压差随运行时间的变化。由图3可以看出，试验装置的跨膜压差随运行时间增加先缓慢上升，运行超过70 h后上升速度突增，说明膜表面污染程度较严重，需要对膜片进行化学清洗，减少膜表面污染物沉积。根据膜片承载能力以及综合考虑能耗等因素，试验选择在跨膜压差为50 kPa时进行化学清洗，从图3中还可以看出，化学清洗周期为100 h，清洗后跨膜压差基本降低至运行初期的5 k Pa左右，此时装置出水稳定，膜渗透通量维持在较高水平。


本文编号：3537520