金属多孔膜在气田回注污水处理中的应用

Posted 2023-01-12 纤维

篇首语：知识是心灵的眼睛。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了金属多孔膜在气田回注污水处理中的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

在不同压紧压力条件下得到不同装填密度的改性纤维球与纤维球过滤器，本文对纤维球过滤器和金属多孔膜去除油气田回注污水中油份和悬浮物进行了研究。实验结果表明在相同压紧压力下改性纤维球装填密度、吸附原水量明显大于未改性纤维球，且高密度的改性纤维球表现出去除油份能力显著，但去除悬浮物效果不明显，金属多孔膜表现出稳定的去除油份及悬浮物的能力。
要有锰砂、石英砂、核桃壳、纤维球以及各种膜材料等，锰砂、石英砂、核桃壳等过滤技术均难以达到要求，主要表现在反冲洗次数增加、反冲洗不彻底、滤料污染周期缩短、出水含油量高、悬浮物超标、出水水质不达标等方面。纤维球以及各种膜材料含油污水的处理，具有滤速高、过滤能力大、反冲洗周期长、滤料使用周期长等优点而达到部分工程应用[6-7]。金属多孔膜作为一种新技术在水处理领域逐渐得到重视。与有机及无机膜相比，它具有较好的化学稳定性、耐热性、耐酸碱、寿命长、容易拆换和检修、便于维护和清洗、再生条件较好、耐压、不会破裂、抗震、易于回收、滤过通量高等特点，近几年，德国、日本等国家进行了金属多孔膜应用于水处理的技术研发。
本文对比了纤维球过滤器和金属多孔膜过滤器对回注水除油和除悬浮物性能研究。
2.试验
试验所用的纤维球分为改性纤维球和未改性纤维球，直径均为30mm，在压紧压力为0.08Mpa和0.10Mpa压力下制备成不同性能的纤维球过滤器。Φ50×500mm金属多孔膜(MM)，过滤精度为1μm，效率为97.5%，透气度为34m3/m2.KPa.h。采用榆林采气二厂回注水作为原水，其油份、悬浮物含量分为167.561mg/L，15mg/L。
向不同纤维球过滤器以100mL/min的速率加入原水，直至有滤液出现，研究不同纤维球过滤器的吸附水量，继续向过滤器加入到1倍、2倍到3倍的吸附水量时分别取样，在相同过滤量条件下对比纤维球过滤器和不锈钢金属多孔膜的过滤分离效果。样品油份及悬浮物含量采用废水监测分析方法检测。不同性能纤维球过滤器试验编号及纤维球过滤器性如表1所示：

3.试验结果及讨论
3.1纤维球吸附水量对比
在实际应用过程中，纤维球吸附水量是衡量纤维球表面活性能力的重要体现，也是衡量纤维球过滤器去除油份的重要指标之一。图1为纤维球过滤器吸附原水量与装填密度的关系，图1(a)所示在0.08MPa压紧压力下，改性纤维球的装填密度(0.23g/cm3)明显大于纤维球装填密度(0.16g/cm3)，图中也表明改性纤维球过滤器吸附原水量明显大于普通纤维球过滤器，这是由于改性纤维球的纤维更加柔顺，在比较小的压力下作用下改性纤维球装填数量要多，在此条件下，改性纤维球的吸附效果更强。图1(b)所示在0.10MPa压紧压力下，改性纤维球与纤维球的装填密度相差不明显，吸附原水量相差也不明显。

3.2不同过滤效果比较
纤维球过滤器的装填密度不同去除油份和悬浮物性能也不同，一般情况是随着装填密度的增大去除效果增大，但是装填密度增大导致处理能力下降，不同装填密度的纤维球过滤器与金属膜过滤器对原水过滤效果如图2所示：

图2为装填密度纤维球过滤器和金属膜过滤器除油出悬浮物的对比图，从图中可以看出，纤维球过滤器对油份除去效率没有金属膜高，但是除去悬浮物能力显著优于金属膜。对于改性纤维球过滤器除油效果(图3所示)比纤维球滤除效果明显，但仍然没有金属膜滤除效果好，而且除悬浮物效果不显著。
3.3几种过滤器过滤效果与流量的关系
当纤维球过滤器吸附量达到纤维球的最大吸附能力后所产出的滤液才能够真正反映纤维球过滤器的去除油份和悬浮物的能力。图3为不同性能纤维球过滤器与金属膜过滤器效果与处理量的关系图。

图3为不同压紧密度的纤维球过滤器和金属膜过滤器在相同处理量的条件下，去除油份和悬浮物的对比图。从图3中可以看出，对于纤维球过滤器滤除悬浮物性能较好，但去除油份能力一般，而且随着处理量的增大，这种现象几乎没有变化，状填密度大的纤维球过滤器这种特性一直保持良好。对于改性纤维球过滤器则表现在装填密度小时几乎对油份没有去除效果，去除效率也不明显，但表现出随着处理量的增大，去除效率有所提升。在相同条件下金属膜表现出稳定的去除油份和去除悬浮物的能力，而且去除悬浮物量随着处理量的增加而增加，这是由于金属膜的过滤机理是以拦截为主，随着拦截量的增大，金属膜表面形成一层滤饼，有利于提高去除悬浮物的效率。
4.结论
在相同压紧压力条件下改性纤维球的装填密度、吸附量要大于普通纤维球。但高密度的改性纤维球表现出去除油份能力显著，但去除悬浮物效果不明显，金属膜则所表现出稳定的去除油份、悬浮物的能力，且随处理量的增加去除悬浮物的能力有所提升。