陶瓷膜處理頁巖氣壓裂返排液防垢污染研究

任宏洋 ，汪佳敏 ，祝 偉 ，余婷婷

（1.西南石油大學化學化工學院，四川成都610500；2.四川省環境保護油氣田污染防治與環境安全重點實驗室，四川成都610500；3.塔里木油田公司質量安全環保處，新疆庫爾勒841000；4.中國石油西南油氣田公司安全環保與技術監督研究院，四川成都610000）

近年來我國頁巖氣產業發展迅速，水力壓裂法被廣泛應用于頁巖氣開采。壓裂返排液是水力壓裂完成初期從頁巖氣井中返排的混合液〔1〕，其水質狀況因地質條件不同而有所差異。壓裂返排液的水質特點體現為組分復雜、高COD、高TSS、高TDS。無機陶瓷膜作為一種微濾處理方式，能夠允許壓裂返排液中小分子有機物和無機鹽等通過，而使懸浮物、高分子有機物和較大的膠體得到截留〔2〕，一般用于壓裂返排液的預處理。但在采用陶瓷膜處理壓裂返排液過程中不可避免存在膜的污染和結垢問題，對運行效率產生嚴重影響。根據料液組分的不同，結垢類型一般分為生物淤積、有機物沉積和無機物沉積3種。對于無機物結垢沉積而言，影響因素包括熱力學條件、結晶動力學、垢附著力等，并且液體流動狀況也是影響因素之一〔3-4〕。本研究以頁巖氣壓裂返排液為處理對象，將過濾過程中的膜污染與結垢學相結合，研究了過濾過程運行參數對陶瓷膜結垢污染的影響，以期為頁巖氣壓裂返排液陶瓷膜過濾工藝的高效運行提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 實驗裝置

實驗所用無機陶瓷膜處理裝置為杭州科膜水處理工程有限公司生產，結構示意如圖1所示。……