陶瓷平板膜处理采油废水膜污染的原因及清洗方法的研究

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1、陶瓷平板膜处理采油废水膜污染的原因及清洗方法的研究ResearchontheMembraneFoulingCausesandCleaningMethodsofPlateCeramicMembranesontheTreatmentProcessoftheOilExtractionWastewater研究生：明月指导教师：张吉库教授学科专业：市政工程二〇一五年十二月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文陶瓷平板膜处理采油废水过程中膜污染的原因及清洗方法的研究作者姓名：明月入学年份：2013年9月指导教师：张吉库教授学科专业：市政工程申

2、请学位：工学硕士所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2015年10月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：赵玉华答辩委员会组成：李军赵玉华胡筱敏张立成刘强论文评阅人：硕士研究生学位论文摘要I摘要膜处理技术因其工艺流程简单，处理效果良好，成为油田回注水处理领域的新型工艺之一，受到越来越多的关注。前期的试验利用陶瓷平板膜过滤装置对含油废水进行过滤处理，取得了较好的效果，出水水质满足低渗透油田回注水A1级标准（SS＜1mg/L，oil＜5mg/L)。但膜污染问题一直伴随着整个处理过程，已经成为了无机陶瓷膜处理采油废

3、水技术在实际中应用和发展的制约因素。为了研究膜污染的成因及清洗方法，本文通过对膜片表面污染物进行微观观察并对污染物成分进行分析，以求找到最佳清洗药剂来减缓膜污染的进程，使得膜通量得以恢复。本文首先对陶瓷平板膜处理采油废水的膜污染进行界定。一般将膜片表面由白变黄，跨膜压差急剧增大，膜通量下降等现象视为陶瓷膜片被污染，但是界定标准过于模糊。因而本试验以抽吸泵的抽吸管路中出现少量气泡时的跨膜压差作为膜污染的界定标准，即膜通量为15~45L/(m2·h)，跨膜压差大于等于0.03MPa时，认为膜片被污染，需进行清洗。其次，本试验利用扫描电镜（SEM）和原子力

4、显微镜（AFM）对陶瓷膜污染前后的表面情况进行观察，发现空白膜片表面能够清楚的观察到均匀的孔隙，而污染后的膜片表面膜孔阻塞严重，表面覆盖有糊状物质。沿滤层结构（由外至内）分析造成膜污染的原因主要有附着层的浓差极化、膜表面的滤饼层、分离层膜孔堵塞。由ICP数据显示，膜片表面污染物中金属元素含量较少，因此金属氧化物、氢氧化物和碳酸盐等不溶性物质并非造成膜污染的最主要因素；由GC-MS数据得到膜表面污染物以石油烃、酯、醇类等有机污染物为主。通过观察不同清洗药剂浸泡后的膜片投入使用后跨膜压差的变化情况，来确定最佳的清洗药剂。在相同的反应条件下，清洗后膜片的跨

5、膜压差增长越缓慢，说明该清洗剂的清洗效果越好。试验中确定了最佳清洗药剂为0.1mol/L的HNO3，膜片浸泡12h即可满足膜通量的恢复要求。这是由于酸性物质可以使污染物中的部分大分子有机物发生水解反应，同时还能够和污染物中的碱性物质和碳酸盐类物质反应。膜污染在陶瓷平板膜处理采油废水的过程中不可避免，但却可以通过某些方式降低膜污染速度。在考虑到节能的前提下，可以通过调整装置的曝气量、膜通量、温度等来减缓膜膜污染。还可以通过对主反应槽中投加混凝剂及在底部增加电解气浮装置的做法来延长膜片的运行周期。关键词：陶瓷平板膜；含油废水；膜污染；清洗方法II摘要硕士

6、研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractBecauseofthesimpleprocessandthegoodtreatmenteffect,membranetreatmenttechnologybecomeoneofthenewtechnologiesinoilextractionwastewatertreatmentfield,andattractmoreandmoreattention.Thepreviousstudiesusingceramicplatemembranefilterdeviceforoilextr

7、actionwastewatertreatmentshowedthattreatmenteffectisgood,andallindexesofinjectionwaterarebetterthantheA1classstandardsinSY5329-94（SS＜1mg/L，oil＜5mg/L).However,membranefoulingproblemhasbeenaccompaniedbytheentireprocess,andithasbecometheconstraintofinorganicceramicmembranetechnolo

8、gyusedinthepracticalapplicationanddevelopmenttreatingo