超濾膜深度處理三元復(fù)合驅(qū)采油廢水的試驗(yàn)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(shù)已經(jīng)難以滿足當(dāng)前油田開采的需要。伴隨著三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)的不斷發(fā)展以及工業(yè)化應(yīng)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(fù)雜，廢水粘度增高，油珠穩(wěn)定性增強(qiáng)，常規(guī)處理工藝難以滿足其處理要求，進(jìn)而導(dǎo)致環(huán)境污染和運(yùn)行成本的升高，三元復(fù)合驅(qū)采油廢水的處理問題日益嚴(yán)峻。本研究采用超濾工藝深度處理三元復(fù)合驅(qū)采油廢水，對(duì)其過程中跨膜壓差（TMP）、礦化度

2、（TDS）和pH三個(gè)因素對(duì)膜通量和膜截留率的影響情況進(jìn)行研究，同時(shí)研究超濾膜的污染機(jī)理和膜清洗方式。探討超濾過程的最佳運(yùn)行條件，為工業(yè)化應(yīng)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(yàn)，研究TMP、TDS和pH三個(gè)因素對(duì)超濾處理油溶液、HPAM溶液、SDBS溶液以及三元復(fù)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(gè)因素對(duì)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(yuǎn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方式進(jìn)行3因子響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過方差分析，建立膜通量衰減預(yù)測(cè)模型。研究各因素以及各因素間的交互作用對(duì)超濾過程的影響，進(jìn)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(fù)合驅(qū)采油廢水過程中的最佳運(yùn)行條件。通過

4、運(yùn)行結(jié)果確定，跨膜壓差對(duì)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(fù)合驅(qū)采油廢水的最佳運(yùn)行條件為：低 TMP、低 TDS以及中性條件，得到膜通量衰減預(yù)測(cè)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(yùn)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(duì)膜表面進(jìn)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(fù)合驅(qū)采油廢水過程中的膜污染機(jī)理。同時(shí)對(duì)超濾處理三元復(fù)合驅(qū)采油廢水過程中的膜清洗進(jìn)行研究，確定最佳的清洗方式。對(duì)于不同的污染物質(zhì)，其清洗方式不同。對(duì)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(duì)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(duì)于處理油溶液