低渗透油田采出水回注工程介绍

一、应用管式膜TMBR工艺处理油田含油污水

虽然使用膜分离可以很容易满足回注水水质要求，但由于油引起的膜污染问题一直未能得到有效解决。采用一般浸没式MBR工艺，膜通量会很快下降，并且容易断丝。目前主要采用生化池+管式膜TMBR联合处理工艺。该技术可使生化池内保持高的污泥浓度，增长污泥停留时间，同时借助管式膜0.03µm的截留孔径，能将微生物(细菌、病毒等)、胶体、SS、大分子有机物等完全截留，出水SS、浊度几乎为零，解决了常规处理技术难以解决的难题。

使用管式膜TMBR工艺处理含油污水，解决了满足油田回注水要求的大难题。首先利用特种菌进行生化，然后使用管式膜进行分离。采用高速交叉流过滤技术，污染物不宜在膜表面结存;而且膜的分离浓缩作用可将污泥浓度提高到10-20g/L，是常规活性污泥法的4-5倍，可有效提高生化效率。容易导致膜污堵的污染物——油、有机物等大部分已经通过微生物进行了有效降解，通过膜时含量已经很低，所以膜元件不易堵塞，一般只需2-8周进行一次化学清洗。结果表明，以上特种生化+管式膜的TMBR技术是一种很有效实现采出水回注的方法。

处理工艺流程：

油田采出水→油水分离罐→调节曝气→池回注→除氧→膜处理单元→生化池

二、工艺特征

TMBR系统紧凑简洁，特别适合处理复杂的高浓度工业污水。以往油田废水处理普遍使用的过滤器有多层滤料(石英砂、无烟煤)过滤器和核桃壳过滤器等，此类处理工艺往往不能满足低渗透油田回注水要求，本工程中油田废水采用膜法TMBR工艺可根据废水中油粒子的大小，合理地选择膜元件，常温下操作，有节能、无二次污染等特点。

该工艺流程短，占地面积小，可去除气浮、粗精过滤，大罐沉降后的污水直接进本工艺管式膜TMBR系统，处理后的水符合低渗透油田回注水要求，而运行费用不超过2.5元/m3(直接成本)。由于管式超滤膜无需反冲及正冲，只需要定期化学清洗，因此自控比较简单，操作维护方便，日常无需人工维护。

三、工程运行效果

含油废水进水进行预处理后进入TMBR系统，生物反应器内的高的污泥浓度可使处理效率大幅度提高，主要污染物CODCr、BOD和氨氮得到有效降解，超滤产水中悬浮物、细菌、含铁量的去除率高，含油量的平均去除率高。TMBR处理工艺不管从投资成本、处理效果，还是自动化程度均优于目前采用的传统物化处理工艺。整个处理系统一直运行稳定，出水水质远远超出回注水的要求，并且实现了水的循环利用。

四、管式膜MBR技术基本原理

(一)管式膜介绍

管式膜TMBR膜管直径从5mm到12.7mm，具有优异的强度，压力可达到8bar，抗污染、抗氧化、耐酸碱(pH2-12)，工作温度可高达45℃，纯水通量高达750LMH，即使直接过滤活性污泥浓度高达40g/L的生化污水，膜通量仍然高达80-140LMH，寿命长达7年以上。管式膜组件除常规3"、4"、6"、8"规格外，还有8"4m、10"3m、10"4m超大型膜组件，灵活满足不同规模客户需要。管式膜在垃圾渗透液、含油废水、电子废水、焦化废水、纺织等化工废水以及果汁、食品、茶饮料等物料分离领域已得到成功应用，拥有上千个工程案例。.

(二)TMBR工艺介绍

膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物技术相结合的新型废水处理技术，是废水处理技术领域的一项创新。根据膜的放置形式不同，膜生物反应器分为浸没式(也叫内置式或一体式)和外置式(或分体式)。由于高浓度有机废水去除需要较高的生化污泥浓度，因此浸没式MBR很容易造成膜管堵塞、断丝，以致系统瘫痪。管式膜TMBR技术是外置式MBR，通过水泵将泥水混合液打入膜管内，在压力驱动下进行膜分离，出水透过膜进入产水箱，而污泥回到生化池继续参与生化。

与传统的生化处理工艺相比，活性污泥通过超滤(UF)系统进行固液分离，将粒径大于0.03微米的颗粒、悬浮物等截留在系统内，超滤出水清澈。有单独的循环泵已产生较大的过滤通量，流速为3-5m/s，避免膜管堵塞。超滤最大压力可达8bar，膜管无需反冲，一般2-6个月化学清洗一次，为了达到更好的出水水质(如锅炉用水)，超滤后产水可再进入RO或NF系统，使各指标达到更高要求。

(三)膜污染及膜堵塞

目前制约膜技术发展的一个重要问题是膜污染及膜堵塞，污水中纤维太多、流速太慢或部分膜管流速太慢、非正常停机等均会容易造成膜管堵塞，主要表现为膜通量降低、清洗后通量恢复效果差、膜进口处压力异常升高、膜出口处压力异常降低、泵流量下降等现象。

管式超滤膜，无需反冲，定期化学清洗就可以恢复通量，使用寿命可达7年以上。化学清洗时建议在 pH值范围1-11、温度低于40℃的条件下进行膜清洗。清洗时将清洗溶液在膜管内循环3小时左右(总时间)即可。根据通量变化，2-8周清洗一次。

五、前景与展望

目前膜分离技术处理在国外已经成熟，该技术具有受原水水质影响小、出水水质好、运行稳定和占地面积小等明显优势。我国膜分离技术发展至今已有40多年历史，但与世界发达国家相比还有较大差距。浸没式MBR处理工艺容易造成膜断丝，且运行维护费用高，清洗不方便，管式膜TMBR技术逐渐在国内应用并得到推广。管式膜在含油污水处理方面具有优越的抗污染性能和针对性，随着废水处理要求的日益提高以及TMBR膜处理技术的日益成熟，相信TMBR管式膜技术在含油污水等领域中的应用具有广阔的发展空间。