基於膜過程的採油廢水處理技術 張冰 范聰 申渝 等 著 9787122420664 【台灣高等教育出版社】

編輯推薦
本書為今後膜濾技術處理採油廢水的實際工程應用提供了技術指導，對採油廢水的處理、回用及其產業發展具有積極的推動作用，具有一定的學術價值、社會價值和經濟價值。

內容簡介
本書針對目前聚驅採油廢水的處理現狀和技術難題，以基於膜過程的採油廢水處理技術為主線，介紹了微濾膜、超濾膜及納濾膜處理採油廢水的性能及其影響因素，分析探討了膜污染機理，研究了採油廢水中主要污染物對膜污染的控制技術，開發了針對不同有機污染物的膜清洗方法，旨在為今後膜濾技術處理聚驅採油廢水的實際工程應用提供技術指導。本書中的研究可為提高膜的使用效率、延長膜的使用壽命、改善污水處理質量、降低運行維護成本等提供理論保障和技術支持，進而推動膜技術經濟、高效地應用於油田采出水的處理、回用及其產業發展。為便於讀者閱讀，本書對研究過程給出了較詳細的介紹，並配以豐富的實驗數據圖表與機理分析，書後附有膜法水處理技術參考文獻，以便讀者拓展研究參考。
本書具有較強的技術應用性和針對性，可供從事廢水處理及污染控制等的工程技術人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學校環境科學與工程、市政工程、生態工程及相關專業師生參閱。

作者簡介
張冰，男，副教授，碩士生導師。2017年博士畢業於哈爾濱工業大學環境學院，加拿大卡爾加里大學（University of Calgary）訪問學者。擔任重慶市科技局新型研發機構——重慶南向泰斯環保技術研究院執行副院長。主要從事膜法採油廢水處理理論與技術等領域的研究；在Water research、Membrane science、Separation and Purification Technology、Journal of Colloid and Interface Science、《化工學報》、《膜科學與技術》等水處理領域知名期刊發表論文30餘篇；多次參加國際會議並作會議報告；申請國家發明專利10餘項（授權2項）；主持國家自然科學基金、重慶市科技局、重慶市教委、企業委託項目等科研項目6項；出版專著1部。目前擔任Water research、Journal of Membrane Science，Environmental International，Separation and Purification Technology，Chemosphere等SCI期刊審稿人。

目錄
第1章 概論
1 1 採油廢水污染現狀 002
1 1 1 三元驅採油廢水的水質特點 002
1 1 2 三元驅採油廢水的危害 003
1 1 3 三元驅採油廢水的處理技術 003
1 2 膜法水處理技術 005
1 2 1 膜技術簡介 005
1 2 2 膜截流機理與膜污染機理 006
1 2 3 膜濾過程式控制制 008
1 2 4 膜污染防治與清洗方法 009
1 3 膜法採油廢水處理技術 010
1 3 1 微濾處理採油廢水研究現狀 010
1 3 2 超濾處理採油廢水研究現狀 012
1 3 3 納濾處理採油廢水研究現狀 014
參考文獻 015
第2章 採油廢水微濾膜處理及膜污染控制
2 1 微濾膜結構與性能 020
2 2 微濾膜處理採油廢水的效能 021
2 2 1 微濾實驗 021
2 2 2 PTFE膜處理三元驅採油廢水的運行參數優化 025
2 2 3 PTFE膜處理三元驅採油廢水的污染物去除效果 028
2 2 4 三元驅採油廢水中污染物之間的相互作用對污染物去除率的影響 032
2 3 微濾膜處理採油廢水的膜污染機理 039
2 3 1 PTFE膜處理三元驅採油廢水的污染物分析 039
2 3 2 PTFE膜處理三元驅採油廢水膜污染過程的數學模擬 059
2 3 3 膜污染機理分析 065
2 4 微濾膜處理採油廢水的膜清洗 067
2 4 1 不同清洗劑及清洗條件對污染膜的清洗效果 067
2 4 2 多種清洗劑聯合對污染膜的清洗效果 071
2 4 3 清洗前後膜表面的微觀分析 081
2 4 4 清洗前後膜性能的變化及膜壽命分析 083
參考文獻 085
第3章 採油廢水超濾膜處理及膜污染控制
3 1 超濾膜結構與性能 090
3 1 1 超濾技術原理 090
3 1 2 超濾過程式控制制 090
3 1 3 超濾膜的污染防治與清洗 091
3 2 超濾膜處理採油廢水的效能 093
3 2 1 超濾實驗 093
3 2 2 APAM超濾過程的通量衰減與操作條件優化 098
3 2 3 O/W超濾過程通量衰減與操作條件優化 111
3 2 4 APAM-O/W混合液超濾過程通量衰減與操作條件優化 118
3 3 超濾膜處理採油廢水的膜吸附污染機理 128
3 3 1 超濾膜-污染物體系的吸附力分析 128
3 3 2 APAM在超濾膜上的吸附機理 129
3 3 3 O/W在超濾膜上的吸附機理 140
3 4 超濾膜處理採油廢水膜污染過程的數學模擬與阻力分佈 152
3 4 1 不同運行模式下的超濾污染過程分析 152
3 4 2 主要有機污染物超濾污染過程的數學模擬 154
3 4 3 超濾污染過程的白金漢模型建立與檢驗 174
3 4 4 油田三次采出水超濾污染阻力分佈 178
3 5 超濾膜處理採油廢水的膜清洗 181
3 5 1 超濾處理油田采出水的通量衰減及污染物去除效能 181
3 5 2 超濾處理油田三次采出水臨界通量的影響因素 185
3 5 3 超濾膜的清洗與通量恢復 191
參考文獻 197
第4章 採油廢水納濾膜處理及膜污染控制
4 1 納濾膜結構與性能 203
4 1 1 納濾過程的分離機理 203
4 1 2 納濾膜的污染 204
4 1 3 納濾膜污染的控制 205
4 2 納濾膜處理採油廢水的效能 205
4 2 1 納濾實驗 206
4 2 2 納濾對不同配水的處理效能 209
4 2 3 操作條件對納濾處理聚驅採油廢水效能的影響 222
4 3 納濾膜處理採油廢水的膜污染機理 225
4 3 1 不同污染組分造成的膜通量衰減特徵對比 225
4 3 2 不同進水條件下受污染納濾膜的微觀表徵 229
4 4 納濾膜處理採油廢水的膜清洗 234
4 4 1 不同清洗劑對單一有機污染物的清洗效果研究 235
4 4 2 原油與APAM複合污染時的清洗劑配方優化 237
4 4 3 優化清洗方案對膜性能的影響 239
參考文獻 242
第5章 結論與趨勢分析
5 1 結論 246
5 1 1 採油廢水微濾膜處理優勢分析 246
5 1 2 採油廢水超濾膜處理優勢分析 247
5 1 3 採油廢水納濾膜處理優勢分析 248
5 2 趨勢分析 249
5 2 1 採油廢水其他膜法處理技術 250
5 2 2 採油廢水膜法處理技術應用前景 253
參考文獻 255

前言/序言
石油和化學工業是一個國家國民經濟的基礎產業和支柱產業，然而，我國乃至世界幾大主力油田均已進入石油開發的中後期階段，石油產出能力逐年下降。為實現原油的高產出量，以聚合物驅為代表的三次採油技術已成為21世紀石油開採的主流技術，具有不可替代的工業實踐及戰略意義，但該技術會產生大量的採油廢水，處理不當會嚴重危害環境安全和人類健康。因此，對採油廢水進行高效處理及資源化再利用，不僅能滿足油田開採過程中注水量日益增長的需要，還能在節約水源的前提下實現水資源的循環高效利用，極大地降低環境污染風險。
膜技術被譽為「21世紀的水處理技術」，在水處理領域有著廣闊的應用前景。與傳統水處理技術相比，膜法水處理技術具有分離效率高、常溫下無相變、無需添加助劑、適應性強、易操作等特點，可滿足提高飲用水水質、提高污水排放水質、實現再生水回用、實現海水淡化等各類需求。此外，該技術還具有佔地小、能耗低、對環境影響小等優點，是解決當代能源、資源和環境問題的高新技術。然而，膜組件成本高、膜污染嚴重、膜使用壽命短等問題，以及針對不同類型水質的膜工藝及其優化控制的研發費用高昂等，均成為制約膜技術在水處理領域廣泛應用的重要原因。
本書針對目前聚驅採油廢水的處理現狀和技術難題，以基於膜過程的採油廢水處理技術為主線，介紹了微濾膜、超濾膜及納濾膜處理採油廢水的性能及其影響因素，分析探討了膜污染機理，研究了採油廢水中主要污染物對膜污染的控制技術，開發了針對不同有機污染物的膜清洗方法，旨在為今後膜濾技術處理聚驅採油廢水的實際工程應用提供技術指導。
本書共有5章。其中，第1章主要介紹採油廢水污染現狀、膜法水處理技術以及膜法採油廢水處理技術。第2章主要介紹採油廢水微濾膜處理及膜污染控制，包括微濾膜結構與性能、微濾膜處理採油廢水的效能、膜污染機理以及膜清洗。第3章主要介紹採油廢水超濾膜處理及膜污染控制，包括超濾膜結構與性能、超濾膜處理採油廢水的效能、超濾膜處理採油廢水的膜吸附污染機理、超濾膜處理採油廢水膜污染過程的數學模擬與阻力分佈以及超濾膜處理採油廢水的膜清洗。第4章主要介紹採油廢水納濾膜處理及膜污染控制，包括納濾膜結構與性能、納濾膜處理採油廢水的效能、膜污染機理以及膜清洗。第5章主要介紹採油廢水微濾膜、超濾膜、納濾膜的處理優勢分析，採油廢水其他膜法處理技術以及採油廢水膜法處理技術的應用前景。本書具有較強的技術應用性和針對性，可供從事廢水處理及污染控制等的工程技術人員、科研人員和管理人員參考，也可供高等學校環境科學與工程、市政工程、生態工程及相關專業師生參閱。
本書由張冰、范聰、申渝等著，具體分工如下：第1章、第5章由范聰博士著；第2章由張冰副教授和申渝研究員著；第3章、第4章由張冰副教授著，本書最後由張冰副教授統稿並定稿。全書內容安排和調整等得到時文歆教授、衣雪松教授及張瑞君副教授的建議、指導和把關。感謝本課題組老師的支持和幫助，以及課題組研究生唐和禮、毛鑫、申靜、黎康坪、趙栓、方君然等參与資料收集、文獻檢索與整理工作。在本書編寫過程中，參考並引用了部分文獻資料，在此一併致謝。
本書受到國家自然科學基金項目（52000017，42007363）、重慶英才·創新創業領軍人才項目（CQYC202003025）、重慶市自然科學基金面上項目（cstc2020jcyj-msxmX0824）、重慶市教育委員會科學技術研究項目（KJQN202000825，KJZD-M202000801）、重慶市高校工業污染控制新技術創新群體（CXQT19023）、環境科學與工程重慶市重點學科化工分離技術團隊項目（ZDPTTD201915）及重慶工商大學國家智能製造服務國際科技合作基地的資助和支持。
限於著者水平及編寫時間，書中存在不足和疏漏之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。
著者
2022年5月