电渗析脱盐技术在石油石化行业污水处理中的发展现状.docVIP

PAGE  PAGE 8 电渗析脱盐技术在石油石化行业污水处理中的发展现状 　　摘要：指出了针对高含盐污水的脱盐处理研究，国内外研究人员已经开展了大量工作，形成了以膜脱盐、蒸发脱盐和电法脱盐等技术为代表的脱盐减量化技术体系。其中，电渗析（ED）技术近几年已成为石油石化企业含盐水处理的关注技术，目前，该技术在其他行业已经有工程应用案例，研究人员将该技术引入石油石化行业，与自身水质情况相结合，拓展技术处理对象，强化企业推广力度，目标是实现石油石化企业含盐水的低成本高效处理。 　　关键词：电渗析；油气田污水；炼化污水；脱盐处理 　　中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）2-0026-03 　　1 引言 　　电渗析（ED）是在直流电场驱动下，溶液中阴、阳离子通过选择透过性的离子交换膜定向迁移，实现离子从溶液中???离的物理化学过程，可以实现溶液的淡化、浓缩、精制、提纯等。在电渗析技术的发展过程中，因不同的处理目的和需求开发了多种电渗析器，如双极膜电渗析（BMED）、倒极电渗析（EDR）、液膜电渗析（EDLM）、填充床电渗析（EDI）、无极水电渗析、选择性电渗析（Selectrodialysis）、置换电渗析（EMT）、反电渗析（RED）、离子析分与重排电渗析（Fracsis）等。 　　电渗析技术具有操作简便、设备简单、出水效果好等优点，但也具有膜易污染、检修维护工作量大、处理水量小、只能除去带电离子、易受到胶体物质的污染等缺点。该技术主要用于苦碱水、海水淡化、高硬度水的部分除盐或以作为深度除盐的预处理等，一般与反渗透、离子交换系统联合使用。 　　电渗析法从废液中回收酸碱或硝酸铵等可资源化产品的工艺已在工业上有所应用。川化股份有限公司、陕西兴化化学股份公司、山东联合化工有限公司、贵州开磷集团剑江化肥厂等硝酸铵装置成功应用了电渗析技术处理硝酸铵冷凝废水，用于硝酸铵的回收。以脱盐为目的的电渗析技术处理石油石化企业高含盐污水的工程案例较少，中原油田的某废水处理站采用电渗析工艺，水的利用率为70%[1]。 　　2 电渗析脱盐技术处理油气田污水 　　电渗析脱盐技术研究在针对油气田污水处理的研究中，主要针对以下几项研究目的，开展相关的小试及中试放大试验。 　　2.1 电渗析预处理及产水水质 　　镇祥华等[2]采用截留相对分子质量为10×104的聚偏氟乙烯超滤膜组件，对大庆油田采出水电渗析脱盐进行预处理。试验结果表明，超滤适宜的膜面流速是3.0～3.5 m/s，跨膜压差0.30～0.35 MPa，工作温度35～40℃。超滤能降低浊度95%，对油及悬浮物的去除率超过90%。在处理大庆油田采出水的研究工作中，超滤能满足电渗析预处理的要求。 　　针对胜利油田孤岛采油厂油田回注水高矿化度的问题，杨洋等[3]试验采用二级串联电渗析技术处理胜利油田孤岛采油厂的含油废水，其TDS为9350 mg/L，电导率为16510 μS/cm，硬度为 627 mg/L（CaCO3）。通过“HCF高梯度聚结气浮+精密过滤器+锰砂过滤器+精密过滤器”去除水中的油、固体悬浮物以及大量铁离子。试验结果表明，操作电压、淡水回收率对回收的淡水水质有很大影响。 　　2.2 资源再利用 　　牛井冈等[4]处理矿化度为 4861.4 mg/L 的大庆油田采油厂污水，得到最适流为 17 A、流量约为700 L/h、脱盐率大于80%，最终耗电量为 1.7 kW?h/m3，最终水的电导率低于 500 μs/cm。电渗析器处理后的淡水可以用于聚合物驱油；浓水可以用于低碱三元复合体系的驱油。 　　针对樊家油田压裂返排液中化学药剂成分多，具有高黏度、高稳定性等特点，董健等[5]采用“机械格栅+隔油池+聚结气浮+絮凝气浮”的预处理工艺+陶瓷膜过滤+电渗析脱盐的工艺开展了压裂返排液处理的室内试验。结果表明：在最优的操作条件下处理后的返排液，COD 含量由10873 mg/L降至3078 mg/L，石油类由103 mg/L降至 4.3 mg/L，浊度则由高于2000 NTU降低至 1.73 NTU，电导率由21.9 mS/cm 降至1.0 mS/cm时 Ca2+、Mg2+、Cl-的含量分别为 2.635 mg/L、1.09 mg/L、219.04 mg/L，初步满足压裂液的复配要求。 　　镇祥华等[6]在大?c油田搭建了300 t/d的超滤+电渗析脱盐处理中试试验装置，处理对象为经过常规处理后的油田采出水。装置连续运行3000 h，产水水质、水量基本保持稳定，产水率大于80%，脱盐效率大于80%，出水浊度在1.0 NTU以下，TDS始终在1000 mg /L以下，悬浮物以及含油量均在1.00 mg /L以下，达到了配制聚合物的