在石油天然氣工業(yè)的生產(chǎn)和加工過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的含油污水。含油污水經(jīng)處理后，不僅可以減少其排放造成的環(huán)境污染，還可以用于回注地層，從而降低油田開(kāi)發(fā)成本。針對(duì)油氣行業(yè)油污水處理效率低、設(shè)備運(yùn)行成本高的現(xiàn)狀，介紹了超濾膜過(guò)濾原理和含油污水超濾膜處理技術(shù)，包括單膜、復(fù)合膜、改性膜和共混膜，以及超濾膜與其他方法的耦合過(guò)程。之后，針對(duì)存在的問(wèn)題提出了一些建議。

1、超濾膜過(guò)濾原理

超濾技術(shù)的基本原理是分離后的料液借助外壓以一定的流速在超濾膜表面流動(dòng)，使料液中的無(wú)機(jī)離子和小分子質(zhì)量物質(zhì)透過(guò)膜表面，料液中的大分子物質(zhì)、膠體物質(zhì)、細(xì)菌和微生物被截留，從而達(dá)到分離的目的。超濾對(duì)油田懸浮物、膠體、細(xì)菌和各種有機(jī)物有很好的去除效果，產(chǎn)出水水質(zhì)可達(dá)到油田回注水標(biāo)準(zhǔn)。超濾膜分離溶質(zhì)過(guò)程包括:①膜表面的機(jī)械篩選；②在膜表面和孔隙上的吸附；③留在洞內(nèi)，被清除。

2.超濾膜技術(shù)

2.1單一電影

目前，國(guó)內(nèi)外油田用油污水處理超濾膜主要有聚砜(PSf)超濾膜、聚醚砜(PES)超濾膜、中空纖維(PSB)超濾膜和聚偏氟乙烯(PVDF)超濾膜。

PSf超濾膜

以聚砜為膜材料，N-甲基吡咯烷酮為溶劑，水為非溶劑，主要采用L-S相轉(zhuǎn)化法制備聚砜超濾膜。Chakrabarty等人制備了四種不同類(lèi)型的PSf超濾膜，用于處理油水乳狀液和油田含油污水。結(jié)果表明，PSf超濾膜不能將出水含油量降至10mg/L以下，不能滿足含油污水排放標(biāo)準(zhǔn)。超濾后的出水必須經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的處理，如納濾或反滲透過(guò)濾，才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2聚醚砜超濾膜

聚醚砜超濾膜通常以聚醚砜為膜材料，聚乙烯吡咯烷酮為添加劑，N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)為溶劑，采用相反轉(zhuǎn)法制備。采用PES超濾膜處理油田采出水，超濾采出水的油、懸浮物和中值粒徑均達(dá)到油田回注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。用合成的PES超濾膜處理煉油廢水，TOC去除率可達(dá)96.3%以上，油去除率高達(dá)99.7%。可見(jiàn)，PES超濾膜對(duì)煉油廢水具有良好的處理效果。

2.1.3 PVDF超濾膜

PVDF膜的特點(diǎn)是耐腐蝕、膜通量高、機(jī)械強(qiáng)度高、親水性好、化學(xué)穩(wěn)定性好。在跨膜壓差為0.30-0.35MPa、膜表面流速為3.0-3.5m/s、溫度為35-40℃的條件下，采用分子量為100Ku的PDVF膜處理油田采出水。產(chǎn)出水中含油量和懸浮物小于1mg/L，水質(zhì)符合油田回注標(biāo)準(zhǔn)。

2.2復(fù)合膜

由于單一膜存在制膜工藝復(fù)雜、膜重復(fù)性差、小孔徑膜制備困難、脆性和柔韌性差、成本高等缺點(diǎn)，將兩種單一膜復(fù)合在一起，使其同時(shí)具有兩種或兩種以上單一膜的優(yōu)點(diǎn)。目前復(fù)合膜主要是有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合膜。常用的無(wú)機(jī)材料主要有TiO2、SiO2、Al2O3等。常用的有機(jī)材料主要有聚砜、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚乙烯和聚乙烯吡咯烷酮。聚砜-Al2O3復(fù)合膜可用于處理油田含油廢水，油截留率可達(dá)90%，符合油田回注水標(biāo)準(zhǔn)。

3.超濾膜耦合過(guò)程

針對(duì)單一超濾膜易污染、膜通量下降快的問(wèn)題，研究了超濾膜與其他含油污水處理工藝的聯(lián)合作用。已經(jīng)有很多相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道。耦合技術(shù)主要包括膜技術(shù)的耦合和超濾膜與物理化學(xué)方法的結(jié)合。結(jié)果表明，微濾/超濾耦合工藝處理含油廢水優(yōu)于微濾工藝或單獨(dú)的超濾工藝，耦合工藝處理后的出水含油量?jī)H為0.4mg/L，而懸浮物含量幾乎為零。

4.缺點(diǎn)

與傳統(tǒng)的物理法、化學(xué)法和生物法相比，超濾膜技術(shù)具有能耗低、分離效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。但超濾膜也具有易污染的特點(diǎn)，被污染的膜通量會(huì)急劇下降，導(dǎo)致分離效果差，從而達(dá)不到油水分離的目的。(來(lái)源:山東湖畔工程設(shè)計(jì)有限公司)

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標(biāo)簽:  超濾膜處理含油污水工藝