陶瓷平板膜组件应用于海油采出水处理工程设计

作     者：徐海洲 

作者单位：沈阳建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张吉库

授予年度：2016年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：含油废水 陶瓷平板膜 膜污染 撬装设备 

摘      要：油田采出水中含水率日益增高,采出水中依然含有的少量油质颗粒需要得到净化处理。传统的处理工艺在现今的标准要求下存在很多问题,新型处理工艺不断推陈出新,其中膜技术的发展可谓一日千里。无机膜过滤处理的流程较之传统工艺简化许多,对含油废水的处理效果更加良好,因而膜技术已逐步成为含油废水处理的重要可选工艺。含油废水的处理条件往往复杂恶劣,海上油田的废水处理更为困难,撬装式设备因其灵活方便的特点,在海上油田作业平台可以实现快捷安装、就地对废水处理的良好特性可以很好的应用到工程中。本文选取的膜是来自日本厂商提供的陶瓷平板膜,首先进行陶瓷平板膜的试验研究。先以蒸馏水为原水试运行陶瓷平板膜装置,检查装置气密性及运行情况。再以含油废水为原水,运行试验装置对其进行处理试验。研究表明,影响陶瓷平板膜处理含油废水能力的主要因素是曝气量、膜通量、温度等。由于试验原水温度以及撬装设备设计使用的油田采出水水温均在50℃左右,因此本文不在对温度做深入研究,试验温度50℃,撬装设备的设计运行温度也为50℃。在相同运行条件下选用不同曝气量跨膜压差的变化数据分析得出最佳曝气量2.0L/min。在相同运行条件下选用不同膜通量跨膜压差的变化数据分析得出最佳膜通量为22.5L/(m2·h)。在最佳曝气量、膜通量条件下运行时发现处理池内含油量与SS浓度不断升高,膜片污染速度较快,因此试验需要进一步考虑采取一定措施降低处理池内的含油量和悬浮固体含量,以保证陶瓷平板膜可以进行高效的膜过滤处理含油废水。试验设计电解气浮装置解决处理池内含油量与SS浓度不断升高的问题,确定了最佳电流1.5A,电解时间10min,运行周期内开启3次电解气浮。试验对污染膜片采用化学药剂浸泡清洗,得出结论HNO3溶液清洗效果最佳,最佳浸泡时间12h。针对海上油田开发后会回注水处理问题,研究开发能灵活应用于作业平台上的可移动式含油水处理设备。本文根据对陶瓷平板膜的试验研究,以试验数据为基础,设计日处理80m3撬装式一体化污水处理设备,根据处理量设计处理流程,确定所需陶瓷平板膜数量、抽吸泵等设备参数,完成撬装式设备的设计。考量设备总体造价,运行时电量、药剂等费用,对撬装式设备的运行成本进行估算分析。