《表3 膜表面结垢物元素分析结果》

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《陶瓷膜处理页岩气压裂返排液防垢污染研究》

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在跨膜压差为0.15 MPa，过滤时间为6 h的条件下，利用陶瓷膜过滤装置对页岩气压裂返排液进行过滤，并对采集的膜面结垢物进行SEM表征。结果表明，陶瓷膜表面成垢性污染物的存在形态包括：絮状体球形物、四方柱形晶体、六方柱形晶体，晶体周围为悬浮物的截留物，呈现为絮状体球形，推测为聚合物，四方柱和六方柱推测为盐类的结晶[5]。对膜表面结垢物的EDS元素分析结果（见表3）表明，垢样中C、O元素占比较大，显示了结垢物中存在有机物。除C、O外，结垢物中含量较高的为Fe、Na、Si、Cl、Mn、Ca、Ba，其中Fe、Si以及Mn主要来自压裂返排液中颗粒物，Ca与Ba主要为无机结垢物成分。页岩气压裂返排液中有机污染物主要为聚丙烯酰胺及其氧化中间产物，返排液中高分子聚合物的聚集增强了其对Ca2+的螯合增溶作用，有利于降低水中含钙物质的结垢趋势。Guolin Jing等的研究表明，在HPAM存在时，CaCO3垢会在形貌上发生改变，变化的原因是由于溶液中的聚丙烯酰胺分子和Ca2+通过配位键形成螯合物，减少了CaCO3晶体的形成[6]。