在油气田开发和生产过程中产生了大量的含油污水,如联合站产出水、洗井回水以及钻井废水等。与此同时,在油气田开发后期,油气井大量出水,地层能量衰竭。为了保持地层压力,需要大量注水。把油、气井产水经过处理回注地层,既可以保持地层压力,维持产能,又可以减少污水排放,形成产与注平衡的良性循环,具有十分重要的工业与环境保护意义。对含油污水进行处理后进行回注不但具有重要的社会意义,而且也具有巨大的经济意义。 本文就针对含油污水的过滤处理技术进行了相关的研究。首先分析了含油污水过滤过程机理研究。微观上,污水中悬浮物的去除过程包括悬浮物颗粒的迁移、附着和脱落过程。其中,污染物在滤料表面的附着过程主要通过两种机理:一是当悬浮颗粒接触滤料表面时由于范德华引力大于双电层的斥力而产生的附着:另一种是悬浮颗粒与滤料表面间借高分子物质所起的架桥作用而产生的附着。迁移过程则主要包括筛滤、拦截、惯性、沉淀、扩散和动力效应等几种迁移机理。 污水过滤过程的数学模型包括固体滤料相和液体污水相的物料衡算方程。在本文中根据这些方程,采用了有限差分和特征线法。以及适当取用含深度步长的参数α,得到简化模型等三种算法对固定床的过滤过程进行了模拟计算分析,然后以固定床过滤过程模拟终了时滤层内污水悬浮物体积分数与比沉积量分布作为初始条件又对移动床过滤过程模拟分析。 考虑到过滤操作中涉及到许多复杂和随机的因素,认识过滤过程还必须依靠实验手段,因此文中分别针对移动床过滤过程滤料、再生过程进行了实验研究。以便于在今后的过滤过程操作设计有一定的依据,为连续过滤工艺选择合适的滤料再生方式,并对再生装置的结构和运行参数进行优化配置。 针对滤料再生过程的机理进行了分析,认为滤料反洗过程中滤料颗粒表面悬浮物的去。除可能会同时受到水流剪切力和颗粒之间以及颗粒与固体表面之间碰撞摩擦作用的影响,但究竟哪种作用起主导作用要取决于具体的反洗工作条件。阐述了滤料的三种再生方式:流化、水力旋流和机械搅拌。同时还运用紊流流体力学和液固两相流的基本理论,建立过滤过程中污水的紊流流动方程和滤料颗粒运动方程,并针对实际过滤过程建立相应的定解条件和求解方法。