在油氣工業(yè)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)過(guò)處理后，既能減小其外排對(duì)環(huán)境造成的污染，又能用于回注地層，降低油田開(kāi)發(fā)的成本。針對(duì)目前油氣工業(yè)中含油污水處理效率低、設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用高的現(xiàn)狀，介紹了超濾膜過(guò)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(duì)目前存在的問(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: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(dòng)，使料液中的無(wú)機(jī)離子、小分子質(zhì)量物質(zhì)透過(guò)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(lái)，從而實(shí)現(xiàn)分離目的。超濾對(duì)油田的懸浮固體、膠體、細(xì)菌和各種有機(jī)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(duì)溶質(zhì)分離過(guò)程有：①在膜面的機(jī)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(guó)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(duì)出水做進(jìn)一步的處理，比如納濾或者反滲透過(guò)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(jiàn)PES超濾膜對(duì)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(jī)械強(qiáng)度高、親水性能好、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。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(diǎn)，因此將2種單一膜復(fù)合在一起，使其同時(shí)具備2種或多種單一膜的優(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(wèn)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(bào)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?jī)H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(diǎn)，但超濾膜同時(shí)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，從而無(wú)法達(dá)到油水分離的目的。( >
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