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大庆油田聚合物驱油工艺采油过程中产生了大量的含聚采油废水。经过油田的常规沉降、过滤工艺处理之后的废水仍然无法达到配制聚合物回用的指标。针对这种情况,本文提出利用超滤膜和电渗析相结合的工艺进一步处理这种废水,提高废水的水质并降低矿化度,再重新配制聚合物回注地层,实现水资源的循环利用。
本文针对含聚合物采油废水的水质特性,试验选用了一种抗污染性强、对油水分离效果较好,以及去除悬浮物等污染成分效果相对比较优良的PVDF超滤膜,把它作为电渗析装置的前处理工艺,使其出水水质符合电渗析的进水要求。试验原水悬浮物含量8.2~15.5mg/L,含油量2.6~8.7mg/L,聚合物含量210~390mg/L。试验结果表明经超滤膜处理后的污水悬浮物和含油量均小于1.0mg/L,超滤膜对污水悬浮物的去除率为85%~90%;对石油类的去除率为80%~95%;聚合物的去除率为85%~95%;COD的去除率为80%~85%。通过对超滤膜表面污染物质成分的分析,采用浓度配比为1.0%LAS和0.5%NaOH混合药剂对超滤膜进行清洗,可以使膜通量得到较好的恢复。
在电渗析单元中,进行了利用一级一段小型电渗析器降低超滤膜渗透液矿化度的试验。结果表明,小型电渗析器对超滤膜渗透液中盐类的去除效果比较理想,对Ca2+和Mg2+的去除率可以达到95%以上,Na+和K+的去除率可以达到79%以上。在保证淡水的电导率降低到950μs/cm时,采用不同的电压和流量下,电渗析的能耗为0.52~1.44kWh/m3。
运用组合膜工艺法降低含聚采油废水的矿化度相对于单独使用电渗析器对污水进行脱盐而言,由于聚偏氟乙烯超滤膜的缓冲作用,大大减轻了污水对电渗析膜的污染,延长整个系统的使用周期,同时处理成本也低于工业用自来水。该方法的使用不仅可以进一步减轻废水排放对环境造成的污染,还降低了自来水的用量,无论从环保还是经济的角度都是值得大力推广的。