摘要：膜过滤技术越来越受到各行各业的重视 , 已形成了过滤与分离行业的企业联合化，广泛用于各行业对固体、液体、气体单相或多相混合物的分级、分离和纯化。根据要求的不同，膜过滤技术逐渐形成了以微滤 (MF)、纳滤 (NF)、超滤 (UF) 和反渗透 (RO) 等各种膜和组器件等，另外还有渗析、离子交换膜分离系列等系统。
关键词：膜过滤技术;油田;污水处理
膜过滤技术的核心是过滤膜，过滤膜主要分为：普通型的微、超滤膜、反渗透膜、碟管式反渗透膜。其中微、超滤膜又分为：中空纤维膜、有机管式膜、有机平板膜、陶瓷膜、碳化硅陶瓷膜。
1 微、超滤膜在油田生产污水深度处理中的应用
目前 , 我国油田污水处理方法按技术分类分为物理法、化学法、物理化学法和生物法等。
膜生物反应器(MBR)，是将膜分离技术与废水生物处理技术组合而成的新工艺，是以膜分离技术替代传统二级生物处理中的二沉池，具有效率高、出水水质稳定、占地面积小、剩余污泥量少，处置费用低、结构紧凑、易于自动控制和运行管理、出水可直接回用等特点。
目前我国已经具有利用超滤膜进行油田污水处理的案例：新疆油田公司将气浮技术和超滤膜技术相结合，进行油田污水的处理，最终达到了特低渗透油层要求;中海油天津分公司针对油田污水含油含聚的问题，采用 I 代功能陶瓷膜，进行试验，实现污水及时处理、提高效率、降低成本的目的;河南油田某稠油联合站选用截留分子量为 30000 的 PVDF 膜错流过滤，进行稠油污水处理试验，在污水深度处理装置前设计保安过滤设备，对污水进行过滤预处理工艺，结果表明，系统具有良好的稠油污水处理效果。
2 几种超滤膜对油田污水处理的实验
在选择过滤膜时，通常要考虑到以下几点因素对超滤膜通量的影响：膜的孔径、均匀性和孔隙度;过膜压差过膜压差 (TMP);水温;水中污染负荷水中污染负荷;膜的清洗条件。考虑到这系统条件的影响及根据行业需求，我们针对各类膜过滤技术中的特定膜进行测试研究，并对特定水质进行过滤效果评估。如碳化硅陶瓷膜、有机 pp 棉过滤膜、新型有机平板过滤膜和有机折叠膜等。
2.1 碳化硅陶瓷膜
本次实验对生产废水进行了特殊配置，加大了水质的悬浮物浓度，改变废水的 pH，对陶瓷膜单独处理及配合其他过滤工艺处理后，流量变化、处理效果等进行了对比。为了比较陶瓷膜对含油废水去除效果，我们在生产废水中增加了油污，并进行了充分搅拌和混合，使之成为乳化状态，对乳化液进行过滤去油。
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设备型号：DJ-01-1*2/1200(材质：316L)，功率 1.85kW，精度 0.1um，纯水通量 2t/(h·m2 )。
瓷膜过滤对含油量高的废水有很好去除效果，去除率油可达约 85%，操作简便，无须添加任何化学助剂，油也可得到有效回收。但采油废水的特性，都是些高污染、高矿化物、高悬浮物的废水，若处理此类废水，通量会大幅度降低，这应该是在较高压差下，滤饼层厚度快速增厚，影响了处理效率，即便用反冲洗也未必有很好的恢复效果，必须用药洗才能回到原有的水平。我们通过增加了前处理 PP 棉保安过滤后，去油效率可提高到 93% 以上，处理通量也得到了大幅提高，反洗的次数明显减少，尤其是经过清洗后的处理通量基本恢复到原有水平。这可能是膜表面上的滤饼层积累的污染物是小颗粒的，容易被清洗去除。
2.2 有机 pp 棉过滤膜
本次实验也采用了上述配置的特浓生产废水，对通量变化和水质变化进行了记录和分析。
设备型号：DX-01-P-1M，功率 0.3KW，精度 1um，纯水通量 2t/(h·支)(每支面积约 1m2 )。
实验结果显示，PP 棉过滤可清除颗粒较大悬浮物，且针对污染度和浑浊度很高的废水，可保持长时间稳定通量，去油效果比较差，且较容易堵塞，但作为陶瓷膜过滤系统的保安过滤器，为后续工艺祛除了大的悬浮物等黏度较高的污染物，促使处理速度得以大幅提高。虽然过滤效果不尽人意，但作为前处理工艺，不失为有效手段，前述陶瓷膜过滤过程中，我们在前处理增加了 PP 棉膜作为保安过滤器后，对处理的通量和最后的出水质量有质的提高。
2.3 有机折叠膜
本次实验也采用了上述配置的特浓生产废水，对通量变化和水质变化进行了记录和分析。
设备型号：DX-01-P-1M，纯水通量 2t/(h·支)(每支面积约为 1m2)，精度 0.1um。功率 0.3kW。
我们通过实验的一系列数据，得出下列有机折叠膜过滤效果对比数据：
从实验及数据来看，折叠膜价格适中，占地小，操作方便，由于有各种精度的规格，被应用于各种需求，但对温度的要求比较高，在大于 50℃的环境下，虽然可提高过滤通量，处理后的水质会有大幅的降低，对进水的要求高。由于悬浮物的污染，一旦过滤层的厚度超过，就会引起通量断崖式的减少，故需要预处理，折叠膜也属于一次性的过滤膜，我们可以通过用增加压力或设置前期处理，能相应地减少了成本和降低二次污染的程度。
2.4 新型有机平板膜
本次实验也采用了上述配置的特浓生产废水，对通量变化和水质变化进行了记录和分析。
设备型号：DX-04-P-0.1M，纯水通量 0.1t/h·m2 )。精度 0.5um。功率小于 0.1kW。
我们通过实验的一系列数据，得出下列新型有机平板膜过滤效果对比数据：
从实验及数据来看，新型有机平板膜的固液分离效果是非常突出的，过滤方式是死端过滤，理论上不产生浓缩液，对悬浮物及含油比率要求不高，可适应任何水质，在实验过程中未使用外部压力进行过滤，依靠的是水位差的动力，过滤精度基本能达到一般的回用要求。其清洗方式不同于其他种类的膜过滤器，并且通量恢复程度可达85%以上。平板膜过滤器的通量比较其他种类的过滤器相对较小，但是未借助任何动力，尤其是该产品在自然处理环境中，通量降到一定程度以后，会出现长时间的稳定过滤通量，很可能是因为过滤压差很小，滤饼层不容易积累，滤饼层的厚度达到一定厚度后，难以再增厚而保持相对稳定的处理通量。
3 实验结论
通过对各类膜过滤器进行试验对比，从成本、效果等方面考虑，得出以下结论：
(1)折叠膜占地小，操作方便，由于有各种精度的规格被应用于各种需求，但对温度的要求比较高，对进水的要求高，需要预处理，折叠膜也属于一次性的过滤膜，相应地提高了成本和二次污染的风险。
(2)PP 棉过滤膜价格便宜，占地小，操作方便，运营成本适中，在很多场合都得到了广泛使用。但由于制造工艺的限制，过滤精度只能达到 1μm 左右，并且对温度高于 50℃的液体比较敏感，会增大过滤膜的孔径，降低处理后的水质，影响过滤效果，但作为预处理的分离膜， PP 棉膜凭着低廉的价格优势，在各行各业被广泛地应用。缺点是不能重复使用，有二次污染的风险。
(3)碳化硅陶瓷膜具有优异抗腐蚀性，可抗高达 6-7kg 的压力，抗 200℃以上高温，对含油废水处理有着明显优势，可反洗等重复使用，使用寿命长。但是对进后水的要求比较高，需要预处理，功率要求太大，运营成本较高。在配以前期处理，可大大降低处理成本。
(4)有机平板过滤膜制造成本比较高，占地小，操作方便，过滤时无需动力，运营成本最低，抗腐蚀，可抗 80℃以下的温度，可不停止运营在线清洗，对废水的进水无特殊要求，过滤效果优良，由于此膜经过特殊的亲水处理，适合各种废水的固液分离。综合分析来看：利用有机 pp 棉膜过滤对油田废水进行前期预处理，再利用碳化硅陶瓷膜进行深度处理的方式，是最理想的。——论文作者：孙超 1 ，何亚其 1 ，赵宇 1 ，马骏 1 ，尚宝兵 1 ，马延松 2 ，尹鹏 3
参考文献
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