以无机纳米氧化铝（Al2O3）粒子与聚偏氟乙烯（PVDF）溶液共混，采用相转化法流延成膜，制备无机改性有机高分子板式超滤膜。用杯式超滤装置考察了无机纳米粒子的含量对改性膜性能的影响。用接触角测定仪测得膜与纯水的接触角用以表征膜的亲水性的变化；膜的强度由强度测定仪测定；用扫描电镜（SEM）、透射电镜（JEM）和激光共聚焦扫描电镜（CLSM）观察了膜的表面孔分布和断面孔的结构及纳米颗粒在膜中的分散情况；利用差热分析仪（DSC）分析了无机Al2O3与有机PVDF间的相互作用以及无机纳米粒子添加对有机膜成膜机理的影响。结果表明，纳米Al2O3的加入没有改变有机膜的微观结构和成膜机理，在保持了PVDF有机膜原有特性的基础上，改善了PVDF膜的表面亲水性和膜强度，增强膜通量和抗污染性。　　在油田含油污水处理中，用改性后的纳米Al2O3－PVDF管式膜超滤膜装置进行了小试实验，出水中含油量小于0.7mg/L，悬浮固体小于0.5mg/L，TOC（TotalOrganicCarbon）去除率达95％以上，COD（ChemicalOxygenDemand）去除率80－90%，浊度的去除率90%以上，固体颗粒的粒径中值小于2μm。出水水质达到了油田回注水标准，并且改性膜的出水指标均高于未改性膜。通过扫描电镜和原子力显微镜（AFM）对膜改性前后的污染情况进行了观察。并用气相色谱-质谱联合分析仪和能谱仪对两种膜上的污染物进行了微观分析。结果表明，造成膜污染的物质主要是有机聚合物和无机矿物质，且改性膜所吸附的污染物的种类和数量都少于未改性膜。为了了解污染膜清洗后的通量恢复情况，试验采用不同的药剂对污染膜进行了化学清洗。结果表明，碱性药剂清洗后，膜通量恢复得较好，用浓度1%、pH=10的OP-10的表面活性剂进行化学清洗后，可使膜通量恢复率达96.5%。　　Field模型是广泛应用于超滤过程膜污染的数学模型，实用的Field模型包括滤饼过滤模型、完全堵塞过滤模型和中间堵塞过滤模型。试验运行条件不同，膜污染所适用的模型不同。运用改性膜现场处理含油污水试验的数据，对Field模型中的三种污染机理进行了选择和分析，发现完全堵塞过滤模型最适合于本试验操作条件下的膜污染情况，并在此模型的基础上建立了适用于超滤处理含油污水的通量随时间变化的数学方程。根据方程所计算的膜通量的数值与实际测得的通量值相吻合，通过所建立的数学方程可以很好的预测通量随时间的变化趋势，对含油污水的超滤膜处理过程具有重要的参考价值。　　对日产水300m3规模的超滤处理含油污水装置进行了经济评价，在制水成本上改性膜比原膜降低7.8%，改性膜为2.05元，未改膜为2.21元。并且采用改性PVDF超滤膜装置，在相同的有效运行期内，装置只需要更换4次膜组件，较未改性PVDF超滤膜装置少3次，延长了装置稳定运行的周期，确保了出水的稳定性。大庆油田回注用清水外购每吨需要3.50元，如果采用超滤膜技术处理后的水回注地层，每吨水节省1.30－1.45元，经济效益显著。