中空纤维超滤膜处理聚合物驱采油污水中膜污染特性分析

姚海博; 吴世红; 尹延梅; 葛丽燕; 王捷; 程志杨

doi:10.13205/j.hjgc.202107019

中空纤维超滤膜处理聚合物驱采油污水中膜污染特性分析

doi: 10.13205/j.hjgc.202107019

姚海博^1,2,
吴世红^1,2, ,,
尹延梅³,
葛丽燕^1,2,
王捷^4,5,
程志杨^4,5

1. 交通运输部天津水运工程科学研究所, 天津 300456;
2. 天科院环境科技发展(天津)有限公司, 天津 300456;
3. 天津新启缘环境材料科技有限公司, 天津 300382;
4. 天津工业大学环境科学与工程学院, 天津 300387;
5. 天津工业大学天津市水质安全评价与保障技术工程中心, 天津 300387

基金项目:

交通运输部天津水运工程科学研究院科技发展基金（KJFZJJ190205）

详细信息

作者简介:
姚海博(1988-),男,工程师,主要研究方向为环境污染治理。792224961@qq.com

通讯作者:
吴世红(1979-),男,高级工程师,主要研究方向为环境污染治理。278142319@qq.com

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出版历程
- 收稿日期: 2021-04-15
- 网络出版日期: 2022-01-18

CHARACTERISTICS OF MEMBRANE FOULING IN TREATMENT OF POLYMER FLOODING WASTEWATER WITH HOLLOW FIBER ULTRAFILTRATION MEMBRANE

YAO Hai-bo^1,2,
WU Shi-hong^{1,2
, ,},
YIN Yan-mei³,
GE Li-yan^1,2,
WANG Jie^4,5,
CHENG Zhi-yang^4,5

1. Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering, Ministry of Transport, Tianjin 300456, China;
2. Environmental Technology Development of TIWTE(Tianjin) Company Limited, Tianjin 300456, China;
3. Tianjin Xinqiyuan Environmental Materials Co., Ltd, Tianjin 300382, China;
4. School of Environmental Science and Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China;
5. Tianjin Engineering Center for Safety Evaluation of Water Quality & Safeguards Technology, Tiangong University, Tianjin 300387, China

摘要

摘要: 聚合物驱采油污水中大量聚合物的存在影响了污水的性质，它对超滤膜的污染机理与一般采油污水不同。研究了超滤过滤模拟含聚合物污水过程中，聚合物浓度对膜通量的影响，通过对过滤实际原水污染膜纤维进行化学清洗以及污染膜表面和断面扫描电镜分析，优选化学清洗方案。在此基础上，采用优选的化学清洗方案对工程应用中的膜组件进行清洗。结果表明：随着聚合物浓度升高，膜通量衰减逐渐加剧；NaOH和十二烷基苯磺酸钠组合对聚合物污染清洗效果最佳，可恢复初始通量的75%；分析清洗后膜表面的扫描电镜图表明，原水中物质会在膜面累积形成稳定凝胶层并对膜造成不可逆污染。
- 含聚污水 /
- 膜污染 /
- 聚合物 /
- 凝胶层
Abstract: The existence of a large number of polymers in polymer flooding oil production wastewater affects the properties of the sewage, and its pollution mechanism for ultrafiltration membranes is different from that of the general oil production wastewater. In this paper, the influence of polymer concentration on membrane flux in the process of simulating polymer-containing wastewater in ultrafiltration filtration was studied. The chemical cleaning scheme was optimized through chemical cleaning of the membrane fibers contaminated by the actual raw water and scanning electron microscope analysis of the contaminated membrane surface and section. On this basis, the preferred chemical cleaning scheme was used to clean the membrane modules in engineering applications. The research results showed that as the polymer concentration increased, the membrane flux attenuation gradually increased; the combination of sodium hydroxide and sodium dodecylbenzene sulfonate had the best cleaning effect on polymer pollution, which restored 75% of the initial flux; scanning electron microscopy showed that substances in the raw water would accumulate on the membrane surface to form a stable gel layer and cause irreversible pollution to the membrane.
- polymer-containing sewage /
- membrane fouling /
- polyacrylamide /
- gel layer

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参考文献(25)

[1]	ALI M F,HAMID R S.Review on chemical enhanced oil recovery using polymer flooding:fundamentals,experimental and numerical simulation[J].Petroleum,2020,6(2):115-122.
[2]	WANG Q,LIU X W,MENG L X,et al.The numerical simulation study of the oil-water seepage behavior dependent on the polymer concentration in polymer flooding[J].Energies,2020,13(19):1-19.
[3]	王志华,李杰训,周楠,等.含聚污水深度过滤过程模拟及技术界限优化[J].西南石油大学学报(自然科学版),2019,41(1):175-186.
[4]	罗南,樊耀波,王捷,等.超滤过程中浸没式中空纤维膜组件的数学模拟优化研究[J].膜科学与技术,2014,34(2):32-39.
[5]	李金钊,贾辉,王捷.低压膜在水处理领域应用研究进展[J].环境与可持续发展,2018,43(2):159-160.
[6]	LIU B C,LI H S,LIU N,et al.Experimental study on filtration effect of oilfield sewage based on new polyurethane modified materials[J].Water Science and Technology,2020,82(10):2039-2050.
[7]	徐俊,于水利,贾凌志,等.改性聚偏氟乙烯超滤膜深度处理采油污水[J].中国给水排水,2010,26(1):74-76.
[8]	王晓潞,刘霏,崔亚梅,等.亲水疏油抗污染超滤膜的制备及含聚污水处理性能研究[J].膜科学与技术,2019,39(3):106-109 ,124.
[9]	王北福,于水利,镇祥华,等.超滤处理含聚污水过程中通量衰减机理的研究[J].环境科学学报,2007,27(4):568-574.
[10]	黄嘉臣,罗建泉,郭世伟,等.化学清洗对聚酰胺纳滤膜的影响机制研究进展[J].膜科学与技术,2020,40(1):188-195.
[11]	LÜKEN A,LINKHORST J,FRÖHLINGSDORF R,et al.Unravelling colloid filter cake motions in membrane cleaning procedures[J].Scientific Reports,2020,10(1):20043.
[12]	齐康全,王雪野,蔡可钰,等.基于NaOCl扩散行为的膜清洗条件影响及优化[J].中国环境科学,2020,40(8):3408-3416.
[13]	镇祥华,于水利,王北福,等.超滤处理油田采出水的膜污染特征及清洗[J].给水排水,2006,32(2):56-59.
[14]	谭鑫焱.新型聚丙烯酰胺评价方法及性能评价[D].大庆:东北石油大学,2016.
[15]	孙德君,匡洞庭,张宝军,等.驱油用超高分子量聚丙烯酰胺的合成[J].精细石油化工,2001(5):13-15.
[16]	王志宏,周传臣,冀俊伟,等.驱油用超高分聚丙烯酰胺分子量测定方法研究[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(10):54-55.
[17]	兰海宽,毛艳妮,刘旻,等.驱油剂聚丙烯酰胺在油田生产中的应用研究[J].化工管理,2019(23):210-211.
[18]	马敬环,裴孝君,李强,等.膜技术在降低含聚采油污水矿化度中的试验研究[J].膜科学与技术,2010,30(4):69-74.
[19]	王晓磊,魏俊富,赵孔银,等.荷负电中空纤维膜用于含聚丙烯酰胺污水的处理[J].天津工业大学学报,2010,29(1):6-9.
[20]	刘忠和.含聚污水中的聚合物性质研究[J].石油与天然气化工,2012,41(4):429-431.
[21]	谢德龙.聚合物胶体颗粒的剪切团聚和凝胶行为[D].广州:华南理工大学,2010.
[22]	许忠斌,赵超,冯连芳,等.聚合物熔体中团聚体分散问题的研究进展[J].弹性体,2006(1):63-67.
[23]	李晓丹,李光辉,严美容,等.阴离子聚丙烯酰胺微球降解规律[J].油田化学,2019,36(3):411-414 ,427.
[24]	张艳,马宁,张智.膜污染及其清洗方法研究进展[J].中国给水排水,2016,32(12):26-29.
[25]	陆薇儿.微生物胞外聚合物的膜污染机理研究[D].上海:华东理工大学,2020.