某化工廠主要生產(chǎn)汽車鋰離子動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池正極材料前驅(qū)體——電池級(jí)正磷酸鐵，其主要生產(chǎn)原理為：鐵鹽、草酸鹽或磷酸鹽溶液在合適的反應(yīng)條件下生成沉淀物，再將沉淀物與反應(yīng)溶液過濾，并對(duì)沉淀物產(chǎn)品中的金屬與非金屬雜質(zhì)進(jìn)行分離去除即可。具體生產(chǎn)主要分為粗品及精制兩個(gè)階段。在粗品生產(chǎn)階段，硫酸亞鐵、磷酸、氨水及磷酸氫二氨等反應(yīng)物在一定條件下生成磷酸鐵，經(jīng)壓濾機(jī)壓濾得到的濾餅即為粗品。粗品生產(chǎn)階段通過套用消納沒有外排污水產(chǎn)生。精制生產(chǎn)階段則分為氧化和老化兩個(gè)工序，氧化工序?yàn)橄驗(yàn)V餅中通入硫酸充分反應(yīng)，再通入大量純化水(電導(dǎo)率≤10μs/cm)進(jìn)行持續(xù)清洗60～90min以去除其中的金屬及非金屬雜質(zhì)，保證產(chǎn)品達(dá)到電池級(jí)，此工序會(huì)產(chǎn)生大量的氧化清洗污水;老化工序?yàn)橄驂簽V機(jī)的濾餅中通入磷酸充分反應(yīng)，再同樣通入大量純化水(電導(dǎo)率≤10μs/cm)進(jìn)行持續(xù)清洗60～90分鐘以去除雜質(zhì)，此工序也會(huì)產(chǎn)生大量的老化清洗污水。氧化清洗污水和老化清洗污水即電池級(jí)正磷酸鐵生產(chǎn)工業(yè)的主要污水來源，其主要污染因子為氨氮、磷酸鹽、硫酸鹽及pH

　為減少運(yùn)行成本，考慮采用膜分離技術(shù)，在產(chǎn)生污水的氧化工序和老化工序進(jìn)行中水回用，從源頭減少處理規(guī)模，因該企業(yè)電池級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)要求，中水回用水質(zhì)必須達(dá)到電導(dǎo)率≤10μS/cm。須采用反滲透級(jí)別的膜組件。為驗(yàn)證其可行性，采用本項(xiàng)目污水進(jìn)行了反滲透小試實(shí)驗(yàn)。

　　采用的小試實(shí)驗(yàn)流程為“項(xiàng)目污水-原水泵-保安過濾器-增壓泵-反滲透膜組件-出水”，膜組件為單支陶氏公司生產(chǎn)的BW30-4040反滲透膜組件，該膜組件為卷式聚酰胺復(fù)合膜，單支有效面積為7.2m2，標(biāo)稱脫鹽率為99.3%。小試過程添加3ppm阻垢劑。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，污水經(jīng)小試系統(tǒng)后，出水電導(dǎo)率可降低至100～200μS/cm，具有較好的處理效果。但運(yùn)行存在如下問題：①系統(tǒng)污堵較快，且較難清洗：每天小試10小時(shí)，運(yùn)行5天左右，膜組件出現(xiàn)較嚴(yán)重污堵，采用CEB酸洗及堿洗后不能恢復(fù)。同時(shí)，膜組件前端的保安過濾器2天須更換一次;②系統(tǒng)膜通量及回收率均較低：正常運(yùn)行的膜通量在8L/m2·h左右，回收率僅能控制在40%以下，還有60%的濃縮液需要進(jìn)一步處理;③雖然系統(tǒng)具有較好的脫鹽效果，但產(chǎn)水電導(dǎo)率無法達(dá)到10μS/cm生產(chǎn)要求。

　　產(chǎn)生上述問題主要原因如下：①項(xiàng)目污水中含有一定量的納米級(jí)別的磷酸鐵顆粒。電池級(jí)正磷酸鐵產(chǎn)品顆粒本身為納米級(jí)別，而氧化清洗及老化清洗工序中，壓濾機(jī)濾布孔隙不足以完全截留產(chǎn)品，必然有少量產(chǎn)品顆粒進(jìn)入污水中，造成膜組件前端的保安過濾器堵塞，且5μm孔徑的保安過濾器不能完全截留，進(jìn)一步導(dǎo)致膜組件的污堵;②污水中含有一定量的鐵離子及硫酸根離子，鐵離子對(duì)聚酰胺復(fù)合膜的氧化具有催化作用，硫酸根離子則能形成硫酸鈣沉淀附著于膜表面，基本無法通過CEB清洗去除。對(duì)膜造成性損傷，這是造成單級(jí)反滲透膜使用壽命較低的主要原因;③污水中的TDS過高，污水中TDS在10000mg/L左右，已超出陶氏BW30系列膜組件的推薦進(jìn)水要求，從而導(dǎo)致膜組件加速報(bào)廢。