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膜污染机理研究

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-01-08 8:07:33 * 浏览: 40
通过实验证实,油田用赤峰无机陶瓷膜生产的采出水的处理精度可以达到低渗储层回注水的水质要求。然而,随着膜过滤过程的开始,膜结垢将按以下方式发生:1.赤峰无机陶瓷膜表面特性对膜结垢的影响。 1.1膜上的电性能受到污染。带正电荷,而含油污水的表面带负电,并且悬浮的有机物颗粒被吸附,其表面通常也带负电,由于电重力的作用,膜表面很快会被污染。 1.2膜表面膜的亲水性污染在油田采出水的工作条件下,由于特定物质在膜表面的不断吸附,其表面的亲水性会随着时间而变化。陶瓷膜表面亲水性的变化是膜污染和通量降低的主要原因之一。 2.采出水水质对膜污染的影响2.1采出水中膜污染的常见和有害成分油田采出水的组成极为复杂,不仅每个油层和油层不同,而且污水处理方法相同站点不同期间的成分也有所不同,但可能导致膜污染的成分包括:水垢,腐蚀性气体,细菌,油和蜡及其他有机物质,沙子和淤泥。同时,采出水的pH值,矿化度,聚合物的添加或不存在以及添加量也将在不同程度上影响膜污染。 2.2 Limescale Limescale是不溶或微溶的盐,具有异常的溶解度。当水中溶解的盐浓度达到饱和状态时,粗糙表面和杂质对设备结晶过程的催化作用促使这些饱和盐溶液沉淀为水垢形式。下表列出了常见于采出水中的水垢及其影响因素:名称化学式垢的主要因素碳酸钙CaCO3二氧化碳分压,温度,矿化度,pH值CaSO48226、2H2O(石膏)CaSO4(无水石膏)温度,压力,矿化度硫酸钡锶CaSO4CaSO4温度,矿化度铁化合物硫酸亚铁硫化亚铁氢氧化亚铁氢氧化亚铁氧化铁FeCO3FeSFe(OH)2Fe(OH)腐蚀3Fe2O3,溶解气体,PH值2.3腐蚀性气体产生的水中腐蚀性气体主要包括:溶解氧,溶解二氧化碳和硫化氢。采出水中金属的腐蚀主要是电化学腐蚀。腐蚀过程与采出水中溶解的气体密切相关。腐蚀产物主要是铁化合物,这是规模的重要组成部分。 2.4细菌细菌不仅会腐蚀设备,细菌的繁殖和新陈代谢还会增加悬浮物的总量,形成堵塞物,并污染膜表面。 2.5废油采出水中的碳氢化合物很复杂。其中,由于重力沉降,重烃如石蜡,胶体和沥青质也混入其中。它们在低温下是可压缩的固体。它上升并显示出液化的趋势。采出水的温度通常在40至80°C的范围内。在此温度范围内它们具有一定的粘度,但主要以固体悬浮固体的形式存在,而原油的主要形式是液体(分散油和乳化油)。产出水中脏油的危害:首先在过滤层中造成“乳状堵塞”,其次它与水中的固体颗粒(如FeS)牢固结合,从而增加了堵塞效果,并使得反冲洗非常困难,据说过滤器中的油可以被过滤介质孔中的油捕获,从而达到膜表面的油饱和度并降低​​过滤能力。除此之外油将促进细菌繁殖,并为细菌提供极好的营养来源。可以吸收大量添加的杀菌剂和有机腐蚀以及阻垢剂。 2.6砂和粉砂砂和粉砂的主要成分是颗粒状硅酸盐,而砂的主要成分是SiO2。其化学性质稳定。它通常以鳞片中的颗粒形式存在。容易形成堵塞,并且很难用化学药品清洗。通常,将水垢体溶解后,可以用高强度反吹将它们从过滤介质的孔中冲出。 3.膜表面上污染物的形式膜表面上污染物的形式为两层,即污垢层:它是由悬浮物在膜表面上积聚的水形成的滤饼层,并且,由无机盐产生的水垢堆积在膜表面上。形成的水垢层和由吸附在膜表面上的胶体物质或微生物形成的吸附层混合,在压力的作用下致密,污垢和膜重叠以形成双膜结构。凝胶层:随着油田采出水系统中的过滤过程,膜表面附近的乳化油浓度持续增加,尤其是在低流速和高溶质浓度下,并逐渐达到凝胶浓度。在上面,形成具有串联电阻的三层结构。陶瓷过滤器,陶瓷膜,陶瓷膜过滤器