超濾膜處理含油污水工藝

　　在油氣工業(yè)生產(chǎn)和加工過程中，會產(chǎn)生大量的含油污水。含油污水經(jīng)過處理后，既能減小其外排對環(huán)境造成的污染，又能用于回注地層，降低油田開發(fā)的成本。針對目前油氣工業(yè)中含油污水處理效率低、設(shè)備運行費用高的現(xiàn)狀，介紹了超濾膜過濾的原理以及含油污水超濾膜處理技術(shù)，包括單一膜、復(fù)合膜、改性膜和共混膜以及超濾膜與其他方法的耦合工藝。最后，針對目前存在的問題提出了一些建議。

　　1、超濾膜過濾原理

　　超濾技術(shù)的基本原理是:被分離的料液借助外界壓力作用，以一定的流速在超濾膜面上流動，使料液中的無機離子、小分子質(zhì)量物質(zhì)透過膜表面，把料液中的大分子物質(zhì)、膠體物質(zhì)、細(xì)菌及微生物等截留下來，從而實現(xiàn)分離目的。超濾對油田的懸浮固體、膠體、細(xì)菌和各種有機物均有較好的去除效果，產(chǎn)出水水質(zhì)也都能達(dá)到油田回注用水標(biāo)準(zhǔn)。超濾膜對溶質(zhì)分離過程有：①在膜面的機械篩分;②在膜表面和膜孔內(nèi)的吸附;③在孔中停留而被去除。

　　2、超濾膜技術(shù)

　　2.1 單一膜

　　目前，國內(nèi)外用于油田含油污水處理的超濾膜主要有聚砜(PSf)超濾膜、聚醚砜(PES)超濾膜、中空纖維(PSB)超濾膜、聚偏氟乙烯(PVDF)超濾膜。

　　2.1.1 PSf超濾膜

　　PSf超濾膜主要以聚砜作膜材料，N-甲基吡咯烷酮為溶劑，水為非溶劑，采用L-S相轉(zhuǎn)化法制備。Chakrabarty等制備4種不同類型PSf超濾膜，將這4種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超濾膜不能將出水中的含油量降到10mg/L以下，不能滿足含油污水的排放標(biāo)準(zhǔn)，超濾之后必須對出水做進(jìn)一步的處理，比如納濾或者反滲透過濾，才能使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.1.2 PES超濾膜

　　PES超濾膜通常以聚醚砜為膜材料，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為添加劑，N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)為溶劑，采用相轉(zhuǎn)化法制備。采用PES超濾膜處理油田采出水，超濾出水中的油類，懸浮物及粒徑中值均滿足油田回注水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。用合成的PES超濾膜處理煉油污水，TOC去除率可達(dá)96.3%以上，油脂去除率更是高達(dá)99.7%，可見PES超濾膜對煉油污水有很好的處理效果。

　　2.1.3 PVDF超濾膜

　　PVDF膜由于具有耐腐蝕、膜通量大、機械強度高、親水性能好、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點。在跨膜壓差為0.30-0.35MPa，膜面流速為3.0-3.5m/s，溫度為35-40℃的條件下，用截留分子質(zhì)量為100Ku的PDVF膜處理油田采出水，出水中的含油量和懸浮物均低于1mg/L，出水水質(zhì)滿足油田回注標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.2 復(fù)合膜

　　由于單一膜存在制膜工藝復(fù)雜、膜的重復(fù)性差、制備小孔徑膜困難、質(zhì)脆柔韌性差、成本高等缺點，因此將2種單一膜復(fù)合在一起，使其同時具備2種或多種單一膜的優(yōu)點。目前復(fù)合膜主要是有機-無機復(fù)合膜。常用的無機材料主要有TiO2、SiO2、Al2O3等，常用的有機材料主要有聚砜、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)合膜處理油田含油污水，截油率可達(dá)90%，滿足油田回注水標(biāo)準(zhǔn)。

　　3、超濾膜耦合工藝

　　由于單一的超濾膜存在易污染、膜通量下降快等問題，研究超濾膜與其他含油污水處理工藝的聯(lián)用效果。已有很多相關(guān)的文獻(xiàn)報道。耦合工藝主要有膜工藝的耦合以及超濾膜與物理化學(xué)方法的聯(lián)用。結(jié)果表明，MF/UF耦合工藝處理含油污水的效果要優(yōu)于單一MF工藝或者UF工藝，耦合工藝處理后的出水中含油量僅為0.4mg/L，而懸浮固體含量幾乎為0。

　　4、不足之處

　　與傳統(tǒng)的物理法、化學(xué)法和生物法處理油田含油污水相比，超濾膜技術(shù)處理含油污水具有能耗低、分離效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點，但超濾膜同時具有易污染的特點，被污染的膜通量會急劇下降，導(dǎo)致分離效果差，從而無法達(dá)到油水分離的目的。(來源：山東萊克工程設(shè)計有限公司)