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目前,我国各大部分油田已经进入三次采油阶段,油田废水的产出量不断增加。三次采油废水中含有大量聚丙烯酰胺(PAM),水解的聚丙烯酰胺(HPAM)具有高粘度和乳化稳定性强的特点。这类含PAM的油田污水容易给环境造成严重污染。
本文采用超滤膜技术对模拟含聚合物油田废水进行处理,实验在死端过滤装置上进行,采用聚偏氟乙烯(PVDF)平板超滤膜(100 kDa),以模拟含聚合物油田废水为研究对象,对阻力和临界通量进行了研究,并借助正交分析方法,标准化因子多元线性回归方法和扫描电镜等对膜的污染阻力和临界通量进行了分析。
通过对膜的总污染阻力(Rf)的分析可知,过滤过程中标准堵塞的时间很短,滤饼过滤在整个过滤过程中占主导地位,且整个过滤过程中膜污染发展迅速,主导阻力一直是膜的污染阻力,膜本身的阻力几乎可以忽略,滤液渗透系数不断下降。各污染物对膜的总污染阻力的影响顺序和百分比贡献率为聚丙烯酰胺(HPAM)浓度(82.98％)>油浓度(13.77％)>固体悬浮物(SS)浓度(3.25％),HPAM是膜的总污染阻力的决定性因素。
通过对临界通量的分析可知,当膜的操作通量低于临界通量时,只有浓差极化现象,膜污染不发生,膜本身的阻力是过滤过程中的主导阻力,过滤过程中不产生膜的污染推动力且滤液渗透系数达到最大值。当膜的操作通量高于临界通量时,膜污染发生并迅速加剧,总的污染阻力是过滤过程中的主导阻力,膜的污染推动力产生并越来越大造成滤液渗透系数不断降低。各污染物含量对临界通量的影响顺序为HPAM浓度(84.58％)>油浓度(14.36％)>固体悬浮物浓度(1.06％),聚丙烯酰胺是临界通量的主要影响因素。临界通量取得最大(小)值的浓度条件为:HPAM浓度0.06 g·L-1(0.1 g·L-1)；油含量1.0 g·L-1(1.6 g·L-1)；固体悬浮物含量0.5 g·L-1(0.7 g·L-1)。且PVDF(100 kDa)膜对模拟含聚合物废水有很好的处理效果,对聚丙烯酰胺,固体悬浮物和油的平均截留率分别为93.45％,96.59％和88.92％。