功能陶瓷膜处理含聚采油污水技术研究*
滕厚开，刘宗园，吴 巍，陈 赞，王楚宁，臧毅华
【摘 要】针对海上聚驱采油污水处理难题，采用抗聚合物污染的功能陶瓷膜材料，设计出了撬块化膜精细处理装备，做了含聚采油污水处理稳定性运行实验，并在渤海绥中36-1平台通过了现场实验验证。结果表明，该膜装备可将含聚采油污水中油的质量浓度从30mg/L以上降至5mg/L以下，将悬浮物质量浓度和粒径中值分别降至1mg/L和1μm以下，聚合物截留率小于5%，有效实现了聚合物的循环使用。该技术的开发对改善海上聚驱采油污水处理水质以及降低成本具有重要意义。 【期刊名称】无机盐工业 【年(卷),期】2016(048)012 【总页数】3
【关键词】功能陶瓷膜；含聚采油污水；水处理 【文献来源】
https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_inorganic-chemicals-
industry_thesis/0201248651139.html
随着中国油田进入开发中后期，聚合物驱成为油田三次采油提高采收率的重要手段，目前已在大庆、辽河、胜利、大港及河南等油田得到普遍运用，并且取得显著的增产效果［1］。目前，中国海洋石油总公司已经在渤海部分平台开展了聚合物驱采油技术的应用，代表性的油田为绥中36-1稠油油田。随着油田开发的深入，聚合物驱油技术有望在油田得到更大空间的推广和应用。聚合物驱采出液经过脱水后得到含油污水，污水处理后回注地层重复利用。然而陆地聚驱采油污水处理工艺流程长、停留时间长、设备体积大，有些需要增加生化
处理流程，占地面积大［2-3］，因此不适用于空间小、承重能力有限的海上平台聚驱采油污水处理。同时，海上平台现有水处理工艺无法将含聚采油污水处理达到高标准回注水水质。绥中36-1油田设计污水处理能力为4.5万m3/d，但受目前处理工艺水平制约，其实际处理能力只有2万m3/d［4］。目前，海上油田含聚采油污水处理是世界性难题，也是制约聚驱实践的关键技术之一。针对含聚采油污水处理难题，笔者采用中海油天津化工研究设计院有限公司（简称“天津院”）自主开发的以抗污染型功能陶瓷膜材料为核心的撬块化膜精细处理装备，应用于绥中36-1油田含聚采油污水处理研究。研究结果表明，该装备能够有效去除污水中乳化油、悬浮物等物质，产水水质达到回注标准［5］。
1 现场污水处理概况
图1为绥中36-1平台生产水处理工艺流程。由图1可见，由一级和二级分离器、电脱水器、开排罐及污水罐分离出的水加入清水剂后，经过斜板除油器、加气浮选器和双介质滤器三级处理，处理后的生产水进入注水缓冲罐，回注地层。斜板除油器和加气浮选器分别用于去除污水中粒径较大的浮油和粒径大于10μm的油滴，双介质处理器用于深度除油，同时去除水中的悬浮物。
2 膜材料与中试装置
2.1 膜材料
实验采用天津院自主开发的抗污染型功能陶瓷膜材料，通过无机粒子和有机功能基团对膜表面进行改性，控制膜的孔径大小和分布，改善膜表面的亲水疏油性能，增加水通量，防止油及聚合物在膜表面黏附，并有效阻止微生物生长，延长了膜的化学清洗周期和使用寿命。膜元件参数：通道数为19，膜面积为
0.25m2，膜平均孔径为40 nm，膜材质为氧化锆/氧化铝。 2.2 中试装置
在功能陶瓷膜基础上开发了撬块化膜精细处理装置，用于海上油田含聚采油污水处理，其工作流程见图2。装置采用错流过滤工艺，膜组件内料液在循环泵的推动下平行于膜面流动，料液流经膜面时产生的剪切力将膜面上滞留的颗粒及污染物带走，从而使污染层保持在一个较薄的水平，减少了膜的污染。供料泵提供跨膜压差作为过滤推动力。料液经三级浓缩后进入斜板除油器继续进行处理，膜产水进入注水缓冲罐进行回注。
图3为膜中试装置。由图3可见，该装置采用撬装结构，实现了装置的轻量化、小型化；系统运行采用可编程逻辑控制器（PLC）自动化控制，能够减轻劳动负荷，提高操作可靠性，防止因误操作造成膜损坏；装置集成了在线清洗（CIP）单元，具有在线自动控制、操作简便、清洗液密闭运行无泄漏、清洗液循环处理无二次污染等优点。装置通过了中国船级社（CCS）认证，满足了海上油田现场实验要求。 2.3 中试工艺
采用功能陶瓷膜中试装置处理绥中36-1平台双介质滤器出口含聚采油污水。膜过滤工艺采用三级串联操作方式，考察了膜产水水质、膜通量及跨膜压差随时间的变化。跨膜压差达到0.1MPa时停止过滤，进行清洗。水中含油分析采用InfraCalCVH水中含油分析仪；悬浮物含量测定采用重量法［6］。
3 实验室可行性实验研究
取绥中36-1平台水处理系统斜板除油器、加气浮选器及双介质滤器出口生产水，采用中试装置进行膜装置处理实验。在恒定通量为200L/（m2·h）条件下
功能陶瓷膜处理含聚采油污水技术研究
