正渗透(FO)是一种新兴的渗透驱动型膜分离技术,可直接用于高盐含油废水的处理,分离效果好,预处理过程简单,能有效减少成本,具有广阔的应用前景。目前,FO在工业应用方面正处于起步阶段。本文采用理论分析和实验相结合的方法,分别研究FO膜材料、工艺参数及膜间流态对FO处理高盐含油废水效果的影响,以指导FO用于高盐含油废水的处理。首先,论文对聚砜(PSF)和聚醚砜(PES)FO膜的形貌、亲水性、表面电位、水通量、盐返混通量等性能参数进行比较实验研究,选择适用于高盐含油废水处理的FO膜。研究结果显示,PSF复合膜具有厚度更薄、接触角更小、荷负电更多、支撑层具有指状孔结构等特点,对应分离过程具有传质阻力更小、亲水性更好、抗污染性更好、水通量更高、盐返混通量更低等特点。因此,PSF膜更适用于油田高盐含油废水的处理。其次,采用实验室配水方法,模拟配制高盐含油废水,并研究汲取液、流动速度、搅拌速度、流动形式、运行模式等工艺参数对FO处理高盐含油废水效果的影响,可得结论:在FO运行模式下,以3 mol/L的NaCl溶液作为汲取液,错流速度为15 cm/s,FO处理高盐含油废水的效果最好,水通量高达29.0 L/(m~2·h),与未优化实验条件相比,水通量提升63.20%,截盐率达到98.66%,截油率达到96.05%,污染恢复效率达到98.58%。对比研究不同含油浓度对FO处理效果的影响,可知当含油浓度低于700 mg/L时,采用FO技术处理高盐含油废水是可行的。最后,由于膜间流态会显著影响FO过程中的浓差极化和分离效果,而添加垫层可有效改善膜间流态。因此,本文研究了垫层在膜组件中的位置、垫层与膜之间的距离、垫层开孔形状及开孔尺寸对浓差极化的影响,进而优化垫层结构,改善浓差极化和处理效果。结果表明,将开孔尺寸为3 mm的正方形孔垫层置于原料液腔体远离膜0.6 mm处,可有效改善浓差极化现象,水通量提升15.98%,盐返混通量降低11.54%,并对截盐率和截油率略有提升。