1、课题来源与背景：随着我国油田开采不断深入，油田采出液的含水率不断上升，将采油废水进行处理后，回用为采油回注水，已成为减少环境污染、节约水资源、保障油田可持续开发的一个必要措施。采油废水中主要污染物为悬浮物、悬浮油及溶解油。油田常规的技术主要有破乳化、气浮、沉淀、砂滤工艺等，但这些工艺对含油废水中的悬浮性颗粒比较有效，对溶解性油，则难以起到去除的效果。含溶解性油的废水处理是世界性的难题，对环境的危害极大。超滤膜分离处理采油废水后，水质效果非常好，出水不仅可以达标排放，完全可以继续回用为采油回注水，经济社会较显著。 但在试验及运行中也两方面主要问题。一是膜组件价格高，一般用户无法接受膜工艺的投资；二是膜工艺在运行中容易产生石油类物质堵塞膜孔径的问题，即造成膜污染，使运行不稳定、成本高。因此合成廉价抗污染膜材料成为膜法含油污水处理的技术关键。PVC材料最显著的优点是价格低廉（约为PVDF的四分之一），在我国研究比较成熟，品种广泛，这使其首先具备了降低膜成本的潜力。但由于PVC膜的疏水性，应用在油水分离、蛋白类药物分离时容易产生吸附污染，膜的通量有所下降，使得其应用受到了限制。因此，对PVC膜进行亲水改性，是有效增强其分离性能和抗污染性能的思路。 2、研究目的与意义：对PVC膜进行亲水改性，解决运行中的两方面问题。一是膜组件价格高，一般用户无法接受膜工艺的投资；二是膜工艺在运行中容易产生石油类物质堵塞膜孔径的问题，即造成膜污染，使运行不稳定、成本高。使用价格低廉（约为PVDF的四分之一）的PVC材料，对其进行亲水改性，解决在油水分离、蛋白类药物分离时容易产生吸附污染，膜的通量有所下降等问题，有效增强其分离性能和抗污染性能。 3、主要论点与论据：有机高分子膜因其制备工艺简单，截留效果好，在采油废水处理时的具有优势。但膜的成本是决定膜是否可用的一个主要问题，制膜骨架材料的有机高分子聚合物决定膜的主要制备成本。因此，在本研中拟采用聚氯乙烯（约为PVDF的四分之一）作为膜合成材料。但膜污染问题是膜材料应用过程中最为常见的也是很难避免的一个问题，这主要是由于用于合成膜材料本身高分子聚合物的天生的疏水性导致的。因此，必须找到合理的膜材料改性方法以提高PVC滤膜的亲水性能。纳米三氧化二铝、纳米氧化硅等无机纳米离子可以提高膜的亲水性和抑菌性。 4、创见与创新：（1）提出通过在聚氯乙烯（PVC）制膜材料中加入亲水性的纳米颗粒，,实现有机膜的无机亲水性改性的新思路。（2）选用了廉价的聚氯乙烯（PVC）作为制膜材料，解决膜法含油废水处理中膜造价高的问题。（3）研究了无机纳米颗粒改善有机膜亲水性的机理。 5、社会经济效益：该膜材料具有成本低，抗污染的优点，具有广阔的市场前景，同时，用于大量采油废水的处理与回用，节约水资源，减轻环境污染，具有重要的环境和社会效益。 6、历年获奖情况，该成果未参加其他评奖。 7、成果简介：采用纳米SiO2粒子改性后PVC超滤膜过滤表面亲水性显著提高，膜清洗周期延长。研究出可用于实际工程的纳米粒子/PVC复合超滤膜膜组件，为纳米共混膜的工业化提供科学依据。 申请关于纳米颗粒/PVC超滤膜膜组件制备及采油废水处理的国家发明专利3项，授权发明专利1项，公开2项。 研究出纳米颗粒/PVC共混超滤膜组件抗含油废水污染的机理及控制技术。共发表相关英文论文7篇，其中SCI论文6篇。

哈尔滨工程大学

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