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油水分离后的油田含聚采油废水是一种高盐度高COD废水,处理排放成本较高,该废水处理后作为聚合物驱溶液的配制用水使用,实现含聚污水的重复利用,达到保护环境和资源的可持续利用,具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。实现高盐度高COD废水的回收利用关键问题是如何降低含盐量,即降低废水矿化度。采用电渗析技术处理高盐度高COD使其达到重复利用和外排的标准,是目前国内外的研究热点之一。为提高电渗析装置的脱盐效率,开发一种离子交换容量大、机械性能好、膜电阻小、抗污染的离子交换膜成为急需解决的重要课题。 聚偏氟乙烯是由偏氟乙烯均聚后得到的一种线性半结晶性聚合物,是一种具有耐高温、耐溶剂和高强度等性质的优良制膜材料。本课题利用化学性质稳定的PVDF为离子交换膜的主体骨架,丙烯磺酸钠为带功能基团的单体,通过浸没沉淀相转化法制备了一种掺杂硅烷偶联剂改性SiO2的杂化PVDF阳离子交换膜,全方位考察了PVDF含量、丙烯磺酸钠含量、改性SiO2和引发剂过氧化苯甲酰(BPO)含量对阳离子交换膜的离子交换容量、水通量或含水率的影响。结果表明PVDF量的增加使膜的结构更加紧密,但使膜的含水率降低;丙烯磺酸钠的增加提高了膜的离子交换容量和含水率;改性SiO2量的增多使膜的水通量增加,含水率增加;引发剂BPO的加入量对膜性能的影响较小。优化的制膜条件为:PVDF的含量为20.0%,丙烯磺酸钠的含量为18.0%,改性SiO2的含量为0.02%,引发剂BPO的含量为0.10%。膜的纯水通量为11.0 L·m-2·h-1;含水率为38.0%;离子交换容量为1.48mmol/L;膜厚度为160μm。 本课题采用实验室小型电渗析装置进行了脱盐实验,确定了电渗析装置的工作电压和浓、淡水的流量。对商品阳离子交换膜与本课题制备的改性SiO2/PVDF阳离子交换膜在相同工作条件下对电解质溶液的脱盐效果进行了比较。证明添加硅烷偶联剂改性的SiO2提高了PVDF膜的脱盐能力,并降低了离子交换膜受到HPAM污染的程度,表明改性SiO2/PVDF阳离子交换膜具有较强的抗污染能力。