超濾膜深度處理三元復合驅(qū)采油廢水的試驗研究.pdf

1、隨著石油開采量的不斷增大，原有的一次采油和二次采油技術已經(jīng)難以滿足當前油田開采的需要。伴隨著三元復合驅(qū)采油技術的不斷發(fā)展以及工業(yè)化應用的不斷推廣，由于堿、聚合物（HPAM）和表面活性劑（SDBS）的加入，采出液成分更加復雜，廢水粘度增高，油珠穩(wěn)定性增強，常規(guī)處理工藝難以滿足其處理要求，進而導致環(huán)境污染和運行成本的升高，三元復合驅(qū)采油廢水的處理問題日益嚴峻。本研究采用超濾工藝深度處理三元復合驅(qū)采油廢水，對其過程中跨膜壓差（TMP）、礦化度

2、（TDS）和pH三個因素對膜通量和膜截留率的影響情況進行研究，同時研究超濾膜的污染機理和膜清洗方式。探討超濾過程的最佳運行條件，為工業(yè)化應用提供理論依據(jù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過單因子試驗，研究TMP、TDS和pH三個因素對超濾處理油溶液、HPAM溶液、SDBS溶液以及三元復合驅(qū)采油廢水過程中膜通量和膜截留率的影響。研究結(jié)果表明，三個因素對超濾過程均產(chǎn)生影響，其中TMP和pH的影響較大，TDS影響較小。出水中油和HPAM的

3、濃度均低于10mg/L，去除率高于90％。但由于SDBS屬于小分子物質(zhì)，且其在溶液中的濃度遠小于其臨界膠束濃度，故出水中濃度較高，去除率較低，但這并不影響其用作油田回注水。⑵采用Box-Behnken實驗設計方式進行3因子響應曲面實驗設計，通過方差分析，建立膜通量衰減預測模型。研究各因素以及各因素間的交互作用對超濾過程的影響，進而優(yōu)化超濾過程，得出超濾處理油溶液、HPAM溶液、SDBS溶液以及三元復合驅(qū)采油廢水過程中的最佳運行條件。通過

4、運行結(jié)果確定，跨膜壓差對超濾過程膜通量的衰減情況影響最大，跨膜壓差與pH之間的交互作用明顯。采用超濾過程處理三元復合驅(qū)采油廢水的最佳運行條件為：低 TMP、低 TDS以及中性條件，得到膜通量衰減預測模型為：J/J0=0.30769-1.90556[TMP]+0.01489[pH]+0.029509[TMP][pH]+2.70912[TMP]2-1.05017×10-3[pH]2。⑶運用掃面電子顯微鏡（SEM）、能譜分析（EDS）、傅里葉

5、紅外光譜（FTIR）和原子力顯微鏡（AFM）對膜表面進行微觀分析，觀察膜表面的污染物形態(tài)，推斷其組成，確定超濾處理三元復合驅(qū)采油廢水過程中的膜污染機理。同時對超濾處理三元復合驅(qū)采油廢水過程中的膜清洗進行研究，確定最佳的清洗方式。對于不同的污染物質(zhì)，其清洗方式不同。對于處理SDBS溶液的污染膜，采用去離子水浸泡的方式效果較好；對于處理HPAM溶液的污染膜，則采用檸檬酸溶液（0.5%）和NaOH溶液（0.5%）組合的清洗方式；對于處理油溶液