中石化胜利油田分公司纯梁采油厂 山东滨州 256504
摘要：为了进一步验证陶瓷膜处理油田采出水效果，考察工艺运行稳定性，并对工艺运行成本进行测算，在纯梁采油厂樊家污水站搭建了以陶瓷膜为核心的精细过滤工艺设备，中试试验规模 200m3/d，分析了中试规模的陶瓷膜工艺现场处理效果，进一步优化陶瓷膜工艺运行参数，并对工艺运行成本进行初步核算。
关键词：无机陶瓷膜；樊家油田；油田采出水
1 试验条件及参数
1.1试验流程
1.1.1 樊家污水站工艺流程
1.1.3 辅助流程
试验辅助流程主要包括陶瓷膜反冲洗流程和化学清洗流程，在陶瓷膜运行过程中设定一定频次的反冲洗，实现陶瓷膜的清洗再生，当反冲洗无法实现完全再生时进行化学清洗。
a.反冲洗流程：反冲洗水箱→反洗水泵→陶瓷膜→除油罐
b.化学清洗流程：酸/碱液罐→提升泵→陶瓷膜
酸碱液在陶瓷膜系统内循环清洗，清洗完成后排放至站内污水池。
1.2设备参数
陶瓷膜精细过滤装置设计处理能力Q=10m3/h，配电总功率N=40kW，成撬，整体装置设于板房内，主要包括陶瓷膜组件、循环泵、缓冲提升系统、反冲洗系统和化学清洗系统等组成。
1.3工艺运行参数
中试试验陶瓷膜工艺运行参数参考室内试验确定最佳的工艺参数，主要运行参数见表1.
2 试验内容及分析
2.1 处理效果分析
试验设备调试运行正常后，连续检测陶瓷膜进出水水质1个月，检测指标主要为含油量和悬浮固体含量，受检测条件限制，粒径中值抽检。
通过对进出水水质的检测可以看出，在试验连续运行一个月时间内，陶瓷膜进水平均含油量为4.36mg/L，平均悬浮固体含量为4.82 mg/L，出水含油量均能够稳定在3.0mg/L以下，出水平均含油量为1.15mg/L，出水悬浮物含量本在1.0mg/L以下，平均悬浮固体含量0.27mg/L，说明无机陶瓷膜对悬浮物的去除效果非常理想，同时抽检三次悬浮颗粒直径中值均小于0.2μm，三项指标均能够达到SY/T5329-2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》中Ⅰ级标准，即含油量≤5mg/L，悬浮物含量≤1mg/L，粒径中值≤1μm，试验结果与小试结论一致。
通过现场中试连续试验得出，陶瓷膜工艺对油田采出水有较高的适应性，试验期间体现了较好的稳定性，未出现较大的波动，通过控制进水水质以及陶瓷膜反冲洗、膜面流速等操作条件，能够实现陶瓷膜处理水质的稳定达标和工艺的连续稳定运行。
2.2 运行成本分析
根据本次中试运行参数，取膜面流速3m/s，进膜压力0.4MPa，运行费用测算如下：
在试验条件下，不计人工及设备折旧，陶瓷膜工艺直接运行成本主要包括电耗和药剂成本两部分，电耗成本包括运行系统（提升泵和循环泵）、反冲洗系统和化学清洗系统，以电费单价0.8元/度，吨水电耗分别为1.12、0.016和0.05元/m3，可以看出电耗成本中运行电耗中循环泵的电耗是陶瓷膜工艺的最大的电耗点；药剂成本主要为化学清清洗时的药剂费，包括NaOH、氧化剂（NaClO）和HNO3，化学药剂成本分别为0.025、0.0015和0.005元/m3，合计总直接运行成本为1.22元/m3，运行成本略高于目前应用的金属膜过滤工艺。
通过对运行成本分析可以看出，陶瓷膜工艺最大的电耗产生在循环泵，即提供陶瓷膜的膜面流速上，因此，若要降低陶瓷膜的运行成本，应从降低陶瓷膜的膜面流速入手。
3 小结
本章在樊家污水站搭建了200m3/d的中试试验平台，在室内陶瓷膜试验的基础上，加工制作了一套陶瓷膜处理设备，通过中试试验进一步验证了陶瓷膜应用于低渗油田采出水处理的可行性，并对工艺参数进行进一步优化，为下一步陶瓷膜的工程应用提供参考借鉴。
1、陶瓷膜处理樊家油田采出水中试试验，选用膜孔径50 nm陶瓷膜，膜面流速4m/s，跨膜压差0.16 MPa，处理后污水水质含油量、悬浮固体含量、颗粒直径中值三项指标能够达到SY/T5329-2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》中Ⅰ级标准：含油量≤5mg/L，悬浮物含量≤1mg/L，粒径中值≤1μm，试验结果与小试结论一致。
2、不计人工及设备折旧，陶瓷膜工艺直接运行成本为1.22元/m3，其中主要成本消耗点为循环泵，应做重点控制和进一步优化。
3、中试试验陶瓷膜工艺对油田采出水有较高的适应性，试验期间体现了较好的稳定性，通过控制进水水质以及陶瓷膜反冲洗、膜面流速等操作条件，能够实现陶瓷膜处理水质的稳定达标和工艺的连续稳定运行。
参考文献
[1]动态陶瓷膜在针织印染废水回用处理中的应用[J].马春燕,奚旦立,毛艳梅,陈季华. 印染. 2007(18).
[2]50nm陶瓷膜去除地表水浊度及天然有机物的实验[J].吴克宏,倪中华,徐思锋,王胜智.解放军理工大学学报(自然科学版). 2007(01).
论文作者:郝佳佳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/25
标签：陶瓷膜论文; 工艺论文; 成本论文; 电耗论文; 含油量论文; 流速论文; 油田论文; 《基层建设》2018年第7期论文;