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油田含油污水高效过滤器的设计试验结果与分析
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2019-11-07 10:50:21 浏览次数:

  4 试验结果与分析

  4.1 滤料结构特性

  运用计算机断层扫描技术对木质素基聚氨酯改性材料内部孔隙结构特性进行分析,得到三维表征数据,如图4 所示。

  如图4(a)所示,根据材料孔隙半径的概率分布可知,孔隙半径较多分布在100~130 μm 之间,其中110μm 的概率分布最大,为5.44%。同理,由图4(b)可知,材料孔喉比较多集中分布在1.7~2.4 之间, 其中2.143的分布概率为1.42%,是孔喉比分布的最大概率。孔径作为多孔材料的重要性质,对材料的透过性、渗透速率及过滤性能具有显著影响[10],复杂的孔隙结构在保证出水标准的同时提高了渗透率。材料的孔喉比与其驱油效率成反比,孔喉比较小,对应的驱油效率较高,可见材料具有一定的驱油效果。孔隙半径与喉道半径均处于较小级别,油质在材料内部的渗流能力较弱,利于污水处理过程中油分的去除。

  4.2 装置过滤性能

  运用油田含油污水高效过滤器进行性能测试,得到一次来水水质及处理后水质试验数据,如图5、图6所示。

  由图5 可知, 过滤前油田污水悬浮物平均含量为17.96 mg/L, 油田含油污水高效过滤器出水悬浮物平均含量为2.28 mg/L,平均悬浮物去除率为87.31%;常规石英砂过滤器出水悬浮物平均含量为5.87 mg/L,平均悬浮物去除率为67.32%;油田含油污水高效过滤器悬浮物的去除率高出常规石英砂过滤器近20 个百分点。由图6 可知,一次来水平均含油量约为4.81 mg/L,经过处理, 油田含油污水高效过滤器出水平均含油率为0.68 mg/L,平均含油去除率高达85.85%;而常规石英砂过滤器出水平均含油量为1.71 mg/L,平均含油去除率为64.50%。

  由图5 和图6 可以看出, 无论是悬浮物还是水中含油, 运用油田含油污水高效过滤器得到的曲线均比常规过滤器平缓, 处理效率高于常规石英砂过滤器近20 个百分点,并且随着试验的进行,常规石英砂过滤器处理的水质逐渐下降, 过滤后水质悬浮物含量和含油量逐渐增大, 而油田含油污水高效过滤器处理的水质无明显变化, 说明油田含油污水高效过滤器的反冲洗周期更长,稳定性更高,处理后的水质悬浮物含量<3mg/L,含油量<1 mg/L,满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》[11]。

  5 结论

  运用数字化计算机断层扫描技术对木质素基聚氨酯改性材料进行结构特性分析, 发现材料内部具有丰富的孔隙结构, 孔隙半径为110 μm、孔喉比为2.143的分布概率最大。

  通过现场性能试验, 笔者设计的油田含油污水高效过滤器处理水质悬浮物含量低于3 mg/L,含油量低于1 mg/L,水质满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》,可应用于油田污水处理。油田含油污水高效过滤器对污水悬浮物及水中含油的处理效率较常规石英砂过滤器高出近20 个百分点。

  此外,聚氨酯改性材料具有质量轻、重复利用率高的优点,油田含油污水高效过滤器表现出性能稳定、反冲洗周期长、运行费用低等优点,对油田污水的深度处理具有广泛的应用前景。