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油田的采出水進(jìn)行處理回用是必然的趨勢(shì),有利于促進(jìn)油氣資源的可持續(xù)發(fā)展,對(duì)水資源循環(huán)利用以及環(huán)境保護(hù)有著非常重大的意義。在油田采出水的處理中,三濾以及反滲透膜技術(shù)應(yīng)用較多。在三濾中,除油及排濁效果較好的是超濾,而除去采出水中的二價(jià)離子,納濾的效果較好。近年,膜法處理技術(shù)在油田采出水的處理上漸漸被廣泛應(yīng)用。
陶瓷膜是由孔隙率30%~50%、孔徑50nm~15μm的陶瓷載體,采用溶膠-凝膠法或其它工藝制作而成的非對(duì)稱(chēng)復(fù)合膜。用于分離的陶瓷膜的結(jié)構(gòu)通常為三明治式的:支撐層、過(guò)渡層、膜層。其中支撐層的孔徑一般為1~20μm,孔隙率為30%~65%,其作用是增加膜的機(jī)械強(qiáng)度。
因開(kāi)發(fā)時(shí)期較晚且成本高昂,無(wú)機(jī)分離膜領(lǐng)域所占的市場(chǎng)份額還比較小,1997年美國(guó)無(wú)機(jī)膜市場(chǎng)銷(xiāo)售額為1億美元,其中陶瓷膜占80%左右,僅占膜市場(chǎng)的9%。另?yè)?jù)估計(jì),2004年世界陶瓷膜的市場(chǎng)銷(xiāo)售額約超過(guò)100億美元,無(wú)機(jī)膜的市場(chǎng)占有率占12%。由于陶瓷膜在精密過(guò)濾分離中的成功應(yīng)用,其市場(chǎng)銷(xiāo)售額以30%的年增長(zhǎng)率發(fā)展。
天然沸石具有特殊的多孔結(jié)構(gòu)、發(fā)達(dá)的比表面、豐富的表面羥基,而且我國(guó)天然沸石儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉,因此將天然沸石加工成陶瓷分離膜,不僅可以降低分離膜的生產(chǎn)成本,而且可以為陶瓷膜的制備提供新的選擇。
例如以天然沸石為主料,通過(guò)擠壓成型法制備了天然沸石陶瓷膜支撐體,平均孔徑為6.6μm,孔隙率達(dá)到46%,然后通過(guò)浸漿法在支撐體表面分別涂覆粒徑為2.1μm和0.5μm的天然沸石懸浮液,制得平均孔徑分別為0.6μm和0.1μm的過(guò)渡層和頂層膜,整個(gè)非對(duì)稱(chēng)陶瓷膜的純水通量達(dá)到了187L/ m2.h.bar。
陶瓷微濾膜分離設(shè)備是目前市場(chǎng)上比較成熟和廣泛應(yīng)用的無(wú)機(jī)膜物料濃縮分離設(shè)備。其微濾膜的過(guò)濾孔徑范圍在0.05μm至1.4μm之間,可根據(jù)物料的粘度、懸浮物含量選擇不同孔徑的膜,陶瓷膜管壁密布微孔,在壓力作用下,原料液在膜管內(nèi)或膜外側(cè)流動(dòng),小分子物質(zhì)(或液體)透過(guò)膜,大分子物質(zhì)(或固體)被膜截留,從而達(dá)到分離、濃縮、純化和環(huán)保等目的。