油田含油污水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用淺談

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油田含油污水處理問題是油田生產(chǎn)過程中面對的重要環(huán)保問題，隨著油田開采進(jìn)入中后期，含油污水處理問題越發(fā)突出。膜技術(shù)是油田含油污水處理采用的一項(xiàng)重要技術(shù)，含油污水處理所采用的膜是一種具有選擇性分離功能的材料，這種膜技術(shù)能夠?qū)⒃弦后w的不同成分進(jìn)行有效分離。石油開采過程中不可避免的產(chǎn)生石油與水的混合物，這部分液體達(dá)不到純石油應(yīng)用的要求，含油污水還會污染環(huán)境，所以必須進(jìn)行原油脫水處理，采用一整套分離技術(shù)將水與油分離，對石油資源的應(yīng)用和污水處理都有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益。而且與傳統(tǒng)分離技術(shù)相比，膜分離技術(shù)具有節(jié)能環(huán)保、高效便捷、設(shè)備簡單的優(yōu)勢，已經(jīng)成為當(dāng)前石油行業(yè)的一個重點(diǎn)發(fā)展方向。

1 油水分離膜分離和分相概述

對于油田含油污水處理工作的研究不能忽略油水分離膜的構(gòu)造和分離分相機(jī)理，因?yàn)槠溆绊懸蛩剌^多，針對流體借助壓力差、分壓差以及濃度差等推動力產(chǎn)生的流體運(yùn)動趨勢，更要從更加全面的角度予以剖析。常見的微濾膜和超濾膜膜分離就是將篩分原理作為關(guān)鍵，依據(jù)膜孔徑大小判定油粒的分離狀態(tài)。特別是近幾年，膜分相技術(shù)受到了廣泛關(guān)注，利用多孔薄膜的親油性和親水性差異完成分離工作，結(jié)合分相能力、分相產(chǎn)液純度等差異化條件，確保能發(fā)揮膜分相技術(shù)在常溫下操作以及節(jié)能能源的優(yōu)勢，最大程度上提高油田含油污水處理的效率。

對油水分離膜的分離機(jī)理，相關(guān)研究者也進(jìn)行了大量的探討，認(rèn)為是依據(jù)膜的選擇透性對含油廢水中的某一個組分進(jìn)行截留，從而集中積累在膜的高壓側(cè)表面，這就形成了主體液濃度差。對應(yīng)的基本理論還在不斷完善，更多的研究人員將研究重點(diǎn)放在流場動力學(xué)機(jī)理方面，借助合理化的數(shù)學(xué)模型對其予以深入研究。

2 油田含油污水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用

2.1 微濾 微濾膜的基礎(chǔ)分離特性品質(zhì)是介于反滲透膜和超濾膜之間的，針對分子量在200以上的組分予以截留處理，一般會應(yīng)用在軟化水體或者是廢水直接處理工序中。油田在進(jìn)行污水處理時需要對污水成分進(jìn)行分析。檢測污水中是否含有生產(chǎn)過程中由于過濾不充分而殘留的部分油污，如果含有部分油污而直接排除，不僅會造成資源的浪費(fèi)，也會造成環(huán)境的污染，同時也違反了國家節(jié)能減排的要求。膜技術(shù)能夠通過方便快捷的物理微慮技術(shù)實(shí)現(xiàn)油污雜質(zhì)與水的分離，從而達(dá)到我國對石油資源開發(fā)利用的高效率。

2.2 超濾 超濾技術(shù)與微濾技術(shù)最明顯的區(qū)別就是過濾密度的提升，由于膜技術(shù)過濾采用的是物理分離原理，與油分子顆粒大小相同的物質(zhì)也會出現(xiàn)在含油污水中，所以采用超濾技術(shù)能夠進(jìn)行有針對性過濾處理，可以通過對微濾過后的油污水進(jìn)行二次過濾，這種階梯性過濾方式對于過濾速度與膜技術(shù)的應(yīng)用都有著非常好的效果。而且這樣過濾也可以快速恢復(fù)膜的通透量，對于過濾膜的使用與污水處理都有著巨大優(yōu)勢。例如，應(yīng)用HPL型板框式超濾設(shè)備，能對含油污水一次濃縮處理，將油分截留率控制在95%以上。

2.3 反滲透 如果需要將污水中原油分離的更徹底需采用反滲透技術(shù)，反滲透技術(shù)與微濾、超濾不同的是借助物質(zhì)會溶解的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)處理，可以在很短時間內(nèi)完成對污水的排放處理任務(wù)，但也需對雜質(zhì)的顆粒大小進(jìn)行分析調(diào)查，反滲透是在污水處理過程中加入了一些溶劑使非油污物質(zhì)被溶解而快速通過過濾膜，與溶劑不反應(yīng)的油污類物質(zhì)則直接作為污水排放掉。

2.4 納濾 納濾膜是油污水處理效果最高的一種新型分離膜，納濾膜的微孔結(jié)構(gòu)大約有1nm，可以截住通過納濾膜的那部分溶質(zhì)與反滲透膜所截住留下的物質(zhì)，凈化效率可以達(dá)到納米級別。能夠使油田污水排放的污染效果降到最低，也是當(dāng)前最先進(jìn)、最直接的油田污水處理膜。在油田產(chǎn)業(yè)、生物行業(yè)等各個行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。

3 膜技術(shù)在油田含油污水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的平衡仍然是我國現(xiàn)階段高度重視的問題，石油工業(yè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的血液，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著越來越重要的地位，油田生產(chǎn)所造成的含油污水的膜處理技術(shù)也需要進(jìn)行全面改進(jìn)。目前我國已經(jīng)研發(fā)出了一套膜處理技術(shù)，并且對于含油污水的處理也制定了完善的法律法規(guī)，包括對于處理膜的更換期限、膜損壞的二次處理等都有了完善的規(guī)定，經(jīng)過膜技術(shù)分離處理后的污水能夠達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)和法律標(biāo)準(zhǔn)。所以，要確保石油工業(yè)可持續(xù)發(fā)展離不開先進(jìn)技術(shù)與完善法規(guī)的約束。

從我國的石油生產(chǎn)情況來看，國內(nèi)油田每天大約70萬噸的油田含油污水需要處理，而且其中10萬噸含油污水需要進(jìn)行精確過濾及深度處理，所以不管是含油污水的處理數(shù)量還是處理技術(shù)都需要充分應(yīng)用膜技術(shù)。

另外，當(dāng)前膜技術(shù)在應(yīng)用過程中也存在一些問題，比如排出的含油污水進(jìn)一步惡化、過濾膜的清洗更換不完全造成的二次污染、膜處理時的通過率低等問題。這些都是我國含油污水處理發(fā)展需要改進(jìn)的問題，一方面應(yīng)該提升石油的開采工藝，通過對開采流程的完善減少含油污水的處理量，降低含油污水中的污染成分，其次對膜技術(shù)的使用進(jìn)行規(guī)劃，選擇與含油污水中雜質(zhì)處理最為高效的處理方式，或者采用階梯式的膜處理方式，在提升處理效率的同時最大程度的保護(hù)處理膜的通透性。

4 結(jié)語

綜上所述，膜技術(shù)在石油工業(yè)的發(fā)展中將會扮演越來越重要的角色，在以后石油工業(yè)的發(fā)展與環(huán)保水平的提升中將會有越來越大的價值。因此，相關(guān)研究人員要不斷進(jìn)行分析改進(jìn)，從而為我國含油污水處理技術(shù)的提升提供技術(shù)支持，在保護(hù)環(huán)境的的基礎(chǔ)上不斷提升石油開采的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)我國石油開采、膜處理技術(shù)、環(huán)境保護(hù)三方面的全面進(jìn)步。