基于膜过程的采油废水处理技术

　　本书针对目前聚驱采油废水的处理现状和技术难题，以基于膜过程的采油废水处理技术为主线，介绍了微滤膜、超滤膜及纳滤膜处理采油废水的性能及其影响因素，分析探讨了膜污染机理，研究了采油废水中主要污染物对膜污染的控制技术，开发了针对不同有机污染物的膜清洗方法，旨在为今后膜滤技术处理聚驱采油废水的实际工程应用提供技术指导。本书中的研究可为提高膜的使用效率、延长膜的使用寿命、改善污水处理质量、降低运行维护成本等提供理论保障和技术支持，进而推动膜技术经济、高效地应用于油田采出水的处理、回用及其产业发展。为便于读者阅读，本书对研究过程给出了较详细的介绍，并配以丰富的实验数据图表与机理分析，书后附有膜法水处理技术参考文献，以便读者拓展研究参考。本书具有较强的技术应用性和针对性，可供从事废水处理及污染控制等的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、市政工程、生态工程及相关专业师生参阅。

　　张冰，男，副教授，硕士生导师。2017年博士毕业于哈尔滨工业大学环境学院，加拿大卡尔加里大学（University of Calgary）访问学者。担任重庆市科技局新型研发机构——重庆南向泰斯环保技术研究院执行副院长。主要从事膜法采油废水处理理论与技术等领域的研究；在Water research、Membrane science、Separation and Purification Technology、Journal of Colloid and Interface Science、《化工学报》、《膜科学与技术》等水处理领域知名期刊发表论文30余篇；多次参加国际会议并作会议报告；申请国家发明专利10余项（授权2项）；主持国家自然科学基金、重庆市科技局、重庆市、企业委托项目等科研项目6项；出版专著1部。目前担任Water research、Journal of Membrane Science，Environmental International，Separation and Purification Technology，Chemosphere等SCI期刊审稿人。

第1章  概论 
1.1　采油废水污染现状 002
1.1.1　三元驱采油废水的水质特点 002
1.1.2　三元驱采油废水的危害 003
1.1.3　三元驱采油废水的处理技术 003
1.2　膜法水处理技术 005
1.2.1　膜技术简介 005
1.2.2　膜截流机理与膜污染机理 006
1.2.3　膜滤过程控制 008
1.2.4　膜污染防治与清洗方法 009
1.3　膜法采油废水处理技术 010
1.3.1　微滤处理采油废水研究现状 010
1.3.2　超滤处理采油废水研究现状 012
1.3.3　纳滤处理采油废水研究现状 014
参考文献 015
第2章  采油废水微滤膜处理及膜污染控制 
2.1　微滤膜结构与性能 020
2.2　微滤膜处理采油废水的效能 021
2.2.1　微滤实验 021
2.2.2　PTFE膜处理三元驱采油废水的运行参数优化 025
2.2.3　PTFE膜处理三元驱采油废水的污染物去除效果 028
2.2.4　三元驱采油废水中污染物之间的相互作用对污染物去除率的影响 032
2.3　微滤膜处理采油废水的膜污染机理 039
2.3.1　PTFE膜处理三元驱采油废水的污染物分析 039
2.3.2　PTFE膜处理三元驱采油废水膜污染过程的数学模拟 059
2.3.3　膜污染机理分析 065
2.4　微滤膜处理采油废水的膜清洗 067
2.4.1　不同清洗剂及清洗条件对污染膜的清洗效果 067
2.4.2　多种清洗剂联合对污染膜的清洗效果 071
2.4.3　清洗前后膜表面的微观分析 081
2.4.4　清洗前后膜性能的变化及膜寿命分析 083
参考文献 085
第3章  采油废水超滤膜处理及膜污染控制 
3.1　超滤膜结构与性能 090
3.1.1　超滤技术原理 090
3.1.2　超滤过程控制 090
3.1.3　超滤膜的污染防治与清洗 091
3.2　超滤膜处理采油废水的效能 093
3.2.1　超滤实验 093
3.2.2　APAM超滤过程的通量衰减与操作条件优化 098
3.2.3　O/W超滤过程通量衰减与操作条件优化 111
3.2.4　APAM-O/W混合液超滤过程通量衰减与操作条件优化 118
3.3　超滤膜处理采油废水的膜吸附污染机理 128
3.3.1　超滤膜-污染物体系的吸附力分析 128
3.3.2　APAM在超滤膜上的吸附机理 129
3.3.3　O/W在超滤膜上的吸附机理 140
3.4　超滤膜处理采油废水膜污染过程的数学模拟与阻力分布 152
3.4.1　不同运行模式下的超滤污染过程分析 152
3.4.2　主要有机污染物超滤污染过程的数学模拟 154
3.4.3　超滤污染过程的白金汉模型建立与检验 174
3.4.4　油田三次采出水超滤污染阻力分布 178
3.5　超滤膜处理采油废水的膜清洗 181
3.5.1　超滤处理油田采出水的通量衰减及污染物去除效能 181
3.5.2　超滤处理油田三次采出水临界通量的影响因素 185
3.5.3　超滤膜的清洗与通量恢复 191
参考文献 197
第4章  采油废水纳滤膜处理及膜污染控制 
4.1　纳滤膜结构与性能 203
4.1.1　纳滤过程的分离机理 203
4.1.2　纳滤膜的污染 204
4.1.3　纳滤膜污染的控制 205
4.2　纳滤膜处理采油废水的效能 205
4.2.1　纳滤实验 206
4.2.2　纳滤对不同配水的处理效能 209
4.2.3　操作条件对纳滤处理聚驱采油废水效能的影响 222
4.3　纳滤膜处理采油废水的膜污染机理 225
4.3.1　不同污染组分造成的膜通量衰减特征对比 225
4.3.2　不同进水条件下受污染纳滤膜的微观表征 229
4.4　纳滤膜处理采油废水的膜清洗 234
4.4.1　不同清洗剂对单一有机污染物的清洗效果研究 235
4.4.2　原油与APAM复合污染时的清洗剂配方优化 237
4.4.3　优化清洗方案对膜性能的影响 239
参考文献 242
第5章  结论与趋势分析 
5.1　结论 246
5.1.1　采油废水微滤膜处理优势分析 246
5.1.2　采油废水超滤膜处理优势分析 247
5.1.3　采油废水纳滤膜处理优势分析 248
5.2　趋势分析 249
5.2.1　采油废水其他膜法处理技术 250
5.2.2　采油废水膜法处理技术应用前景 253
参考文献 255