以粉煤灰为腹膜材料的精细过滤装置处理油田污水时,粉煤灰中含有的CaO、MgO等成分易导致滤后水结垢,影响油田回注水的品质。为此,本课题设计了一套完整的粉煤灰改性工艺,并对粉煤灰进行改性实验研究。在研究粉煤灰的理化性质和粉煤灰中成分盐酸浸出热力学反应的基础上,提出了酸溶除杂——碱热合成沸石的改性方法,即:在初步实验的基础上,通过HCl溶解粉煤灰中的杂质成分,然后通过碱热合成法,使得粉煤灰沸石化,从而实现粉煤灰的改性。通过改性后粉煤灰助滤过滤实验,并对滤后水进行结垢预测,结果显示改性粉煤灰不但没有增加滤后水中的Ca²⁺、Mg²⁺等结垢离子,还使得这些离子含量有所降低,粉煤灰改性比较成功。通过实验对影响酸浸除去粉煤灰中杂质成分的因素进行了研究,主要包括:酸浓度、液固比、酸溶温度和酸溶时间。确定了粉煤灰酸溶实验最佳参数:酸浓度为2.5mol/L,液固比为4:1mL/g,酸溶温度为90℃和酸洗时间为1h。并进一步研究了改性粉煤灰对Ca²⁺的吸附特性,结果显示:改性粉煤灰对Ca²⁺有较好的吸附能力,即使中性条件下表观吸附量也可达到55.60 mg/g,并且吸附速度相当快,20 min即可达到平衡。为了使改性后粉煤灰作为腹膜材料在污水处理中能取得最佳过滤效果,进行了改性粉煤灰过滤特性实验,确立了最佳的预涂参数,即在粉煤灰粒径范围为15 m²0 m、预涂厚度为2.5mm和过滤速度为预涂速度的2倍的条件下,粉煤灰预涂层过滤特性曲线最好。论文研究成果不仅对于降低腹膜材料成本具有巨大经济意义,并且实现了以废治废、环保节能的目的,获得巨大的社会效益与环境效益。