我國油田水處理技術水平有了長足進步，油田水處理設備產業已初步形成，但常規處理設備又滿足不了低滲透油田對注入水質的較高要求（SY5329-94標準）。我國油田主力開發區低滲透油田所占比例逐年增大，各油田都加強了對油田注水水質處理工藝及設備的研究，也引進了國外的一些 技術和設備，其中較引人注目的便是陶瓷微濾膜過濾器，陶瓷膜是一種高新技術材料，它具有耐強腐蝕、耐磨損和耐高溫等優良特性。

江蘇石油勘探局石油工程技術研究院的有關人員選用南京化工大學和U.S.Filter陶瓷微濾膜做了大量試驗，探討了陶瓷微濾膜在處理油田采出水過程中的基本特征，并初步估算了其運行成本，認為具有工業放大試驗的技術基礎。

江漢石油機械廠聯合撫順石化研究院共同利用U.S.Filter公司的陶瓷膜過濾器對油田采出水進行了處理試驗研究，提出應用陶瓷微濾膜處理油田采出水所應解決的一些問題。

1 試驗情況

試驗研究所用污水為遼河油田茨榆沱采油廠注水站砂濾罐的出口水，懸浮物含量為20～50mg/L，含油量為20～50mg/L，裝置進口流量為20gpm，出口流量為5gpm。試驗于1999年4月1日在撫順石化研究院實驗室進行，試驗時間為30d。

1.1 液流基本參數

研究系統的液流基本參數如下：

1.2 陶瓷膜技術參數

陶瓷膜單根的技術參數：膜材料為Al₂O₃，商業標稱孔徑為0.8μm，結構為2.8ft，膜面積為5ft²。

1.3 試驗結果

經0.8μm陶瓷膜過濾器過濾后，水中懸浮物固體含量基本上小于1mg/L，顆粒直徑小于1μm，含油量小于3mg/L，可滿足特低滲透油田注水水質要求。

2 試驗中的幾點認識

（1）關于陶瓷膜的化學清洗。膜的有效再生是實現膜長期操作的基礎，在實際運用中，應當根據油田采出水對膜的污染特征，分別采用不同的清洗劑。本次試驗中，用2%的NaOH溶液和0.5%～2%的HNO₃溶液，在60～80℃下清洗陶瓷膜過濾器20～30min，清洗效果很好。

（2）關于脈動反沖洗。陶瓷膜是一種高強度無機膜，因此可以承受高壓脈動反沖洗，即用氣缸產生瞬時逆向流，使膜面的動態層或膜內顆粒與膜脫離，由高速切向流帶走，不至于在膜面或膜內積累，堵塞膜孔，降低過濾速率。脈動反沖洗一定要貫徹設備運行始終，膜壓降越大，反沖洗壓力越高。一般來說，反沖洗作用只是使污染物與膜分離，由水流帶走，所以反沖時間只需0.5～1s。實際操作中反沖頻率的初始值要大，當過濾速率降低時，再降低頻率，以維持滲透水流量。

（3）關于陶瓷膜的過濾速率。陶瓷膜的過濾速率是單位時間內透過單位面積膜面的水的體積。在滿足水質要求的前提下，它是所追求的 目標，因為過濾速率決定了設備應用是否經濟可行。

過濾速率受許多因素的制約，在其它條件不變的情況下，過濾速率減小的原因主要有兩點：

①小顆粒污染物堵塞膜孔，引起過濾面積減小，降低了過濾速率，要消除這些堵塞物只能通過過濾器化學清洗的方法。

②極化作用引起膜表面形成沉積動態層，引起過濾速率降低。極化作用可以通過增加泵的排量來減弱，因為排量增加，膜面過濾速率提高，對膜面沖刷作用加劇，可大大削弱沉積動態層。

另外，膜壓降、液體溫度、脈動沖洗、頻率等因素都會對過濾速率有較大的影響。

（4）關于膜壓降。膜壓降即膜兩側的壓力差，在數值上等于膜進出口壓強的平均值減去滲透水的壓強，當溫度和流量設定后，膜壓降即決定了。一般來說，增加膜壓降，過濾速率會提高，但不是膜壓降越大，過濾速率就會越高。因為膜壓降達到某一值時在膜表面就會形成一層膠質類污染物或引起膜孔堵塞，從而降低過濾速率。

當膜壓降增大時，有些顆粒就會透過濾器膜層進入滲透水一側，降低水的質量。另外，原水中一般都溶有一定量的氣體，在膜過濾時應保證滲透水一側的背壓，以防過濾時產生氣體。

當膜壓降太高，滲透水的流量達不到額定值，設備就該停止運行，進行化學清洗。

3 結語

（1）從本次試驗的分析結果可以看出，用陶瓷膜處理含油污水效果較好。處理后出水含油＜3mg/L，懸浮物含量＜1mg/L，固體顆粒直徑＜1μm，可滿足低滲透油田的注水水質要求。

（2）陶瓷膜處理含油污水雖然效果不錯，但制造成本高。本次試驗所用全套設備是1996年從美國U.S.Filter公司引進的，價格超過100萬人民幣。江蘇石油工程技術研究所測算處理規模為1000m3/d的陶瓷微膜系統，其成本在80萬元左右，看來陶瓷膜過濾器要投放市場需進一步降低制造成本。

（3）陶瓷膜過濾器操作成本高。陶瓷膜過濾器在化學清洗過程中，除了需要使用堿和酸外，其清洗所用的水也很講究，要求水中的顆粒少，硬度低，含鹽量在100～200mg/L之間，硅酸鹽含量不超過5mg/L，鐵和錳含量不超過0.5mg/L。本次試驗用水是RO反滲透水，如果膜清洗不徹底就得更換。另外，在設備停止運行前需要用蒸汽或高壓水對其消毒，以防微生物生長而堵塞膜孔。江蘇石油工程技術研究所測算其運行成本為1.5元/m3，本次試驗運行成本為2元/m3，費用相當高。

（4）陶瓷膜處理含油污水優勢明顯，有很廣闊的發展應用前景，其主要障礙是制造成本，運行費用以及膜的污染等，在油田推廣使用還有很長的一段路要走，建議陶瓷膜研究和生產者同油田技術結合起來，粗濾設備與膜精濾設備結合起來，克服上述障礙，在油田推廣。但也應看到，陶瓷膜處理油田污水并非油田工業中的答案。