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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)銷售額以30%的年增長(zhǎng)率發(fā)展。
無(wú)機(jī)陶瓷膜主要由氧化鋁、氧化鋯和二氧化鈦等傳統(tǒng)陶瓷材料,以及新興的堇青石、碳化硅和氮化硅等無(wú)機(jī)材料制備而成。根據(jù)孔徑大小的不同,壓力驅(qū)動(dòng)膜可分為微濾膜、超濾膜 、納濾膜 和反滲透膜。根據(jù)外觀形狀的不同,陶瓷膜可分為單通道管式膜、多通道管式膜、平板膜和中空纖維膜。其中,多通道管式陶瓷膜具有優(yōu)良的機(jī)械特性和密封性,是目前應(yīng)用廣泛的陶瓷膜類型。根據(jù)微觀結(jié)構(gòu)的不同,陶瓷膜可分為對(duì)稱陶瓷膜和非對(duì)稱陶瓷膜。