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目前我国多数油田进入开采中后期，注水法采油导致原油含水率逐年上升，受常规滤料比表面积小，吸油率低且易板结、流失等问题影响，原有过滤工艺难以满足日益复杂的含油污水处理要求。具有特殊浸润性的高分子改性材料以丰富的孔隙结构、过滤效率高、吸附效果好等优点，受到研究者的广泛关注。本文提出多孔聚氨酯改性材料用于油田含油污水处理的想法，并对其过滤特性进行深入研究。 本文基于过滤理论与多孔介质理论，构建过滤流体力学分析模型，结合国内外大量研究成果发现，滤料过滤特性受其自身结构与表面性质影响。本文选用浸涂法对聚氨酯海绵进行表面改性处理后获得过滤与吸油两种功能材料。借助Micro-CT和FTIR开展滤料结构与表面性质检测实验，发现两种材料内部均含有丰富孔隙结构，孔径较小且分布均匀，此外材料表面均含有支撑其特殊浸润性的官能团与化学键。 针对多孔滤料过滤系统的仿真模拟研究，选择聚氨酯改性材料作为研究对象，根据材料检测数据进行模型设置，运用流体力学软件（Fluent）进行多孔介质多相流的模拟运算，得到悬浮颗粒及油滴在滤层内部流场分布云图，在验证力学分析模型准确性的同时确定了水质及滤速对材料过滤效率的影响。 为了探究聚氨酯改性材料的过滤效果及稳定性，设计并搭建了多孔滤料过滤性能测试实验台和滤料稳定性试验装置。经验证材料的过滤效果在一定程度上受水质状况，滤层高度以及滤速的影响，这与模拟结果相吻合，从而证明了模拟的准确性。此外，聚氨酯改性材料处理后水质满足《国家污水综合排放标准》，对于污水中悬浮颗粒和含油的有效过滤效率高于80%，较常规滤料高出近15%，可用于油田含油污水的二级处理。