基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用方法技术

基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用方法，它涉及一种采油废水回收再利用方法。本发明专利技术是为了解决采油废水的污染范围广、危害大、难于降解处理的技术问题。本方法：一、超滤系统运行；二、正渗透和膜蒸馏系统开始运行；三、从原料液侧的出水进入正渗透组件的汲取液侧，正渗透原料液槽内的低渗透压待浓缩溶液经过第三水泵进入正渗透组件的原料液侧进行浓缩循环；四、滤水温度为30℃～35℃时，停止运行，将集水槽、膜蒸馏组件和正渗透组件放空，将油进行地下回灌；五、集水槽排空后，对膜蒸馏组件和正渗透组件进行清洗，同时，重复步骤一，重复步骤二至步骤四，即完成。本发明专利技术分别对采油废水中的油、高热量和高盐度进行利用。

Recovery and reuse method of high temperature and high salinity production wastewater based on combined membrane process

The invention relates to a method for recovering and reusing high temperature and high salinity oil production wastewater based on combined membrane technology, relating to a recovery and reuse method of oil recovery wastewater. The invention aims to solve the technical problems of wide pollution range, great harm and difficult degradation treatment of the oil production wastewater. This method, ultrafiltration system operation; two, forward osmosis and membrane distillation systems; three, from the side of the raw liquid effluent into the forward osmosis components of the draw solution side is permeability in low permeability material inside the liquid pressure to be concentrated solution after the original liquid pump into the positive side of the third components of the concentrated circulation penetration; four, water temperature is 30 DEG C to 35 DEG C, stop running, water tank, and the forward osmosis membrane distillation module component venting, the oil of groundwater recharge; five, the tank emptying after the membrane distillation module and osmosis module for cleaning, repeat steps, repeat step two to complete the step four. The invention utilizes oil, high heat and high salinity in the oil production wastewater respectively.

【技术实现步骤摘要】
基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用方法
本专利技术涉及一种采油废水回收再利用方法。
技术介绍
含油废水可以分为浮油、分散油(约为90wt.％)、乳化油(约为10wt.％)和溶解油(<0.5wt.％)。浮油和分散油由于具有较大的颗粒尺寸(>10μm)，相对较容易进行分离。乳化油相对稳定，颗粒尺寸小(<10μm)，传统的处理方式(如重力分离，聚结分离)很难去除乳化油，处理后水质很难达到排放或回注标准，因此采油废水具有污染范围广，危害大，难于降解处理的特点。超滤膜技术是处理含油废水的最有效的分离方法之一。其分离过程中不需添加化学试剂，分离效率高、装置简单、操作方便、占地面积小，可以同时处理浮油、分散油和乳化油，既能回收浓缩油又使排放水回用，在含油废水处理领域中优势显著。相对于有机超滤膜，无机膜具有的耐化学腐蚀性、耐微生物侵蚀、机械强度高、使用寿命长等突出优点，使其能在一些使用条件极为恶劣的环境下长期稳定的运行，因此在含油废水的处理中更具优势。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决采油废水的污染范围广、危害大、难于降解处理的技术问题，提供了一种基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用方法。基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用方法按照以下步骤进行：一、采油废水经过加压设备加压后，在压力为0.05MPa-0.3MPa的条件下，进入陶瓷超滤膜组件，滤后水进入集水槽，达到水槽容积的50～70％，超滤系统停止运行，将滤饼层的油回收，并且清洗陶瓷超滤膜组件；二、在超滤系统停止运行时，正渗透和膜蒸馏系统开始运行，在集水槽内的滤水，通过第一水泵进入膜蒸馏组件的原料液侧，经由冷却设备冷却的蒸馏液通过第二水泵从集水槽进入膜蒸馏组件的蒸馏液侧进行循环；三、从原料液侧的出水进入正渗透组件的汲取液侧，同时，正渗透原料液槽内的低渗透压待浓缩溶液经过第三水泵进入正渗透组件的原料液侧进行浓缩循环；四、经过步骤二和步骤三过滤的滤水温度为30℃～35℃时，停止运行，将集水槽、膜蒸馏组件和正渗透组件进行放空，并进行采油，将油进行地下回灌；五、集水槽排空后，对膜蒸馏组件和正渗透组件进行清洗，同时，重复步骤一，待膜蒸馏组件和正渗透组件进行放空和清洗后，重复步骤二至步骤四，即完成基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用。步骤一中所述陶瓷超滤膜组件的孔径为5KDa-0.1μm。步骤一中所述陶瓷超滤膜组件材料为氧化铝、氧化钛或氧化锆。步骤一中所述的集水槽带有保温措施。正渗透和膜蒸馏是新型的膜工艺形式，与超滤过程不同，二者均无需额外操作压力，对膜污染具有较高的抗性。正渗透是以膜两侧溶液的渗透压差为驱动力，使水由低渗透压侧(原料液)透过膜孔进入高渗透压侧(汲取液)，而膜蒸馏是非等温膜分离过程，以膜两侧溶液的蒸汽压差为驱动力，水在较高温度侧(原料液)在膜表面汽化并透过膜孔，到达低温侧(蒸馏液)后液化。采油废水经过超滤处理后，同时具有低油量、高盐度(高渗透压)和高温的特点，可以同时作为正渗透的汲取液和膜蒸馏的原料液，通过对其中盐度和温度的利用，实现采油废水的进一步综合利用。采油废水具有污染范围广，危害大，难于降解处理的特点，本专利技术提出一种综合利用采油废水的组合膜工艺，针对采油废水的具体特点，分别对其中的油、高热量和高盐度进行利用。组合膜工艺包括三个膜系统：超滤系统、正渗透系统和膜蒸馏系统，超滤系统可以利用无机陶瓷膜对含有废水中绝大多数油份进行截留回收，滤后水含油量大幅降低，但仍具有较高的温度和盐度，其较高的盐度可以使其成为正渗透工艺的汲取液，对低渗透压的原料液(如生活污水)进行浓缩，而其较高的温度可以实现膜蒸馏的产水过程，将两个过程结合起来，可同步实现原料液的浓缩和产水。经过陶瓷超滤膜的预处理，滤后水的含油量很低，同时，正渗透和膜蒸馏都是无压膜分离过程，对膜污染具有较强的抗性，因此滤后水不会对二者造成明显污染，同时，正渗透的汲取液可以同时作为膜蒸馏的原料液，实现盐度和热量的同时利用，两组膜工艺同步运行。超滤采用无机陶瓷膜，膜材料可以为氧化铝、氧化钛或氧化锆，膜材料应避免采用有机材料以提高超滤运行时间，同时考虑滤饼层油的回收以及处采油废水的高效利用，采用死端过滤的运行方式，操作压力0.05MPa-0.3MPa。采油废水一般具有较高温度，经过超滤处理进入滤后水集水槽后，其温度范围为40-60℃，适宜作为膜蒸馏的原料液，膜蒸馏循环管路系统应采用耐热性材料。膜蒸馏采用的疏水膜一般为聚丙烯，聚偏氟乙烯，聚四氟乙烯等，聚四氟乙烯在成品膜中疏水性和抗污性最好。膜蒸馏系统在运行时，膜两侧溶液可以采用同向流，也可以采用异向流。蒸馏液温度一般可以直接采用环境温度(15～25℃)，由于膜蒸馏运行时伴随着热传递，蒸馏液温度会不断提高，因此蒸馏液部分需要配备冷却设备，用于维持蒸馏液的较低温状态，从而维持膜蒸馏过程的驱动力，冷却设备可以在蒸馏液进入膜组件前进行冷却，也可以直接对蒸馏液集水槽直接冷却，冷却系统可以利用市政供水管网的低温进行热传递，从而节约能量消耗。附图说明图1是本专利技术基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用方法的流程示意图。具体实施方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一：本实施方式基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用方法按照以下步骤进行：一、采油废水经过加压设备1加压后，在压力为0.05MPa-0.3MPa的条件下，进入陶瓷超滤膜组件2，滤后水进入集水槽3，达到水槽容积的50～70％，超滤系统停止运行，将滤饼层的油回收，并且清洗陶瓷超滤膜组件2；二、在超滤系统停止运行时，正渗透和膜蒸馏系统开始运行，在集水槽3内的滤水，通过第一水泵4-1进入膜蒸馏组件5的原料液侧5-1，经由冷却设备7冷却的蒸馏液通过第二水泵4-2从集水槽6进入膜蒸馏组件5的蒸馏液侧5-2进行循环；三、从原料液侧5-1的出水进入正渗透组件8的汲取液侧8-1，同时，正渗透原料液槽9内的低渗透压待浓缩溶液经过第三水泵4-3进入正渗透组件8的原料液侧8-2进行浓缩循环；四、经过步骤二和步骤三过滤的滤水温度为30℃～35℃时，停止运行，将集水槽3、膜蒸馏组件5和正渗透组件8进行放空，并进行采油，将油进行地下回灌；五、集水槽3排空后，对膜蒸馏组件5和正渗透组件8进行清洗，同时，重复步骤一，待膜蒸馏组件5和正渗透组件8进行放空和清洗后，重复步骤二至步骤四，即完成基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中所述陶瓷超滤膜组件2的孔径为5KDa-0.1μm。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤一中所述陶瓷超滤膜组件2材料为氧化铝、氧化钛或氧化锆。其它与具体实施方式一或二之一相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤一中所述的集水槽(3)带有保温措施。其它与具体实施方式一至三之一相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤一中所述压力为0.1MPa。其它与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤一中所述压力为0.15本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用方法，其特征在于基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用方法按照以下步骤进行：一、采油废水经过加压设备(1)加压后，在压力为0.05MPa‑0.3MPa的条件下，进入陶瓷超滤膜组件(2)，滤后水进入集水槽(3)，达到水槽容积的50～70％，超滤系统停止运行，将滤饼层的油回收，并且清洗陶瓷超滤膜组件(2)；二、在超滤系统停止运行时，正渗透和膜蒸馏系统开始运行，在集水槽(3)内的滤水，通过第一水泵(4‑1)进入膜蒸馏组件(5)的原料液侧(5‑1)，经由冷却设备(7)冷却的蒸馏液通过第二水泵(4‑2)从集水槽(6)进入膜蒸馏组件(5)的蒸馏液侧(5‑2)进行循环；三、从原料液侧(5‑1)的出水进入正渗透组件(8)的汲取液侧(8‑1)，同时，正渗透原料液槽(9)内的低渗透压待浓缩溶液经过第三水泵(4‑3)进入正渗透组件(8)的原料液侧(8‑2)进行浓缩循环；四、经过步骤二和步骤三过滤的滤水温度为30℃～35℃时，停止运行，将集水槽(3)、膜蒸馏组件(5)和正渗透组件(8)进行放空，并进行采油，将油进行地下回灌；五、集水槽(3)排空后，对膜蒸馏组件(5)和正渗透组件(8)进行清洗，同时，重复步骤一，待膜蒸馏组件(5)和正渗透组件(8)进行放空和清洗后，重复步骤二至步骤四，即完成基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用。...

【技术特征摘要】
1.基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用方法，其特征在于基于组合膜工艺的高温高盐采油废水回收再利用方法按照以下步骤进行：一、采油废水经过加压设备(1)加压后，在压力为0.05MPa-0.3MPa的条件下，进入陶瓷超滤膜组件(2)，滤后水进入集水槽(3)，达到水槽容积的50～70％，超滤系统停止运行，将滤饼层的油回收，并且清洗陶瓷超滤膜组件(2)；二、在超滤系统停止运行时，正渗透和膜蒸馏系统开始运行，在集水槽(3)内的滤水，通过第一水泵(4-1)进入膜蒸馏组件(5)的原料液侧(5-1)，经由冷却设备(7)冷却的蒸馏液通过第二水泵(4-2)从集水槽(6)进入膜蒸馏组件(5)的蒸馏液侧(5-2)进行循环；三、从原料液侧(5-1)的出水进入正渗透组件(8)的汲取液侧(8-1)，同时，正渗透原料液槽(9)内的低渗透压待浓缩溶液经过第三水泵(4-3)进入正渗透组件(8)的原料液侧(8-2)进行浓缩循环；四、经过步骤二和步骤三过滤的滤水温度为30℃～35℃时，停止运行，将集水槽(3)、膜蒸馏组件(5)和正渗透组件(8)进行放空，并进行采油，将油进行地下回灌；五、集水槽(3)排空后，对膜蒸馏组件(5)和正渗透组件(8)进行清洗，同时，重复步骤一，待膜蒸馏组件(5)和正渗透组件(8)进行放空和清洗后，重复步骤二至步骤四，即完成基于组合膜工艺的高温高盐采油废...

【专利技术属性】
技术研发人员：马军，吕东伟，刘乾亮，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23