山東聊城魯西硝基復肥有限公司（簡稱公司）硝酸（27萬t/a）和xiaosuanan（40萬t/a）生產采用天津華景化工新技術開發有限公司雙加壓法硝酸生產工藝，將液氨蒸發為氣氨，氣氨經氨過熱器加熱，過濾，與空氣混合后進入氨氧化爐，在鉑網上進行氧化反應，反應生成NOx，NOx氣體在塔中被H2O吸收生成硝酸，硝酸與氨中和生產xiaosuanan。生成的硝酸w（NHO3）僅為60%，與氨中和過程中蒸發掉一部分水，大部分水還是在xiaosuanan中，w（NN4NO3）約為75%。復合肥生產需要高濃度的xiaosuanan，要求xiaosuanan濃縮至w（NH4NO3）≥99%。為滿足復合肥的生產要求，需要對低濃度的xiaosuanan進行蒸發濃縮，蒸發出的水蒸氣中w（NH4NO3）為0.1%～1.0%，無法對外排放，目前是經冷凝后（含xiaosuanan的廢水）再濃縮處理。本研究主要是探索反滲透技術在xiaosuanan廢水濃縮中的應用。

1、xiaosuanan廢水處理現狀

xiaosuanan廢水無法對外直接排放，xiaosuanan生產企業大多采用電滲析法處理此類廢水，也有少數企業采用AB法（吸附-生物降解工藝）全回收處理工藝、電去離子等工藝，或者以上工藝相結合進行處理，相關操作和維護都需要2人甚至更多。

xiaosuanan廢水其實不是真正的廢水，而是含xiaosuanan的純水。對xiaosuanan進行提濃，分離出的水可直接排放或回收利用，提取的xiaosuanan含量較高的濃水回系統再回收。由于xiaosuanan自身性質的原因，若采用反滲透技術進行此類廢水處理，容易堵塞反滲透膜，使用反滲透技術對xiaosuanan廢水進行處理，國內暫無較好的案例。

2、反滲透技術處理xiaosuanan廢水流程及特點

結合反滲透技術在水處理中的應用，以及反滲透技術無人操作和值守的特點，經公司領導、技術人員反復論證，并針對其他企業使用反滲透技術存在的弊病，與北京頗爾過濾器有限公司進行共同評審，確定了xiaosuanan廢水的處理流程。

本工程反滲透膜過濾系統設計進水規模為30m3/h，原水為xiaosuanan廢水，采用三級、兩段反滲透系統進行設計。系統廢水從儲水池被離心泵tisheng后，經過T型過濾、盤式過濾、超濾系統過濾，去除小顆粒后進入管道攪拌器，在管道攪拌器處投加硝酸或氨水，酸堿的投加量根據廢水的pH值進行調節，調節pH值后的xiaosuanan廢水進入中間水池后，由泵tisheng至一級反滲透系統，一級反滲透的濃水經過中間水箱后，進入高壓反滲透單元。一級反滲透的產水進入二級反滲透和三級反滲透系統過濾后，產水ρ（NH4+-N）小于6mg/L，可以直接排出或回用；二級反滲透的濃水和三級反滲透的濃水由于xiaosuanan濃度仍然較低，直接回到一級反滲透前端，進行合并處理。一級反滲透濃水經過高壓反滲透系統濃縮后可以將濃水的xiaosuanan質量分數tigao到5%～10％。

該廢水處理系統的大優點是實現了無人值守，除需要定期清洗過濾器（主要過濾機械雜質）外，其他全部實現自動清洗。并且針對xiaosuanan廢水中的硝化細菌影響超濾和反滲透運行情況，通過多次運行試驗和摸索，制定了超濾和反滲透清洗流程、周期及方法，解決了xiaosuanan廢水堵塞反滲透膜造成處理能力降低的問題。

3、生產中存在的問題及處理方法

2014年10月反滲透系統正式投入運行，經過近3個月的摸索，在北京頗爾過濾器有限公司和公司技術人員的共同努力下，系統正常運行。針對生產初期存在的問題，對系統進行了2次流程改造，并超濾系統及反滲透膜的清洗方法，徹底解決了反滲透技術應用在xiaosuanan廢水處理中存在的問題，并且對用于xiaosuanan廢水處理的反滲透膜的清洗方法申請了專利。目前此裝置已正常運行近4年，應該可以實現5年穩定運行。

系統運行主要存在3個方面的難點，以下介紹存在問題及解決方法。

1）機械雜質堵塞

機械雜質堵塞是反滲透技術的一個弊病，因xiaosuanan廢水中含有氨態氮，不能像其他水處理濃水一樣排放，且反沖洗水也含有氨態氮，所有雜質全部在系統內循環，時間久了系統內雜質會越來越多，影響系統運行。

為解決此問題，裝置在超濾系統前面增加了過濾盤式過濾器、T型過濾器，以及2級沉降，對xiaosuanan廢水除利用原來的900m3沉降池進行沉降外，增加50m3沉降池4個，運行2個備用2個，進行沉降，清理系統的雜質，達到系統運行穩定的目的。

2）xiaosuanan廢水指標不穩定

xiaosuanan蒸發系統運行不穩定時，廢水指標有時嚴重超標，并且非常不穩定，對反滲透的運行造成較大的威脅，并且對反滲透膜造成損傷。

為解決此問題，增加2個容積100m3的廢水調節緩沖罐，穩定xiaosuanan廢水的pH和鹽含量；對二級反滲透、三級反滲透濃水進行改造，配置管道將濃水引入緩沖罐中進行貯存，或引入原水池中進行處理，可在短時間內調整三級反滲透產出淡水至合格水平，不影響生產。

3）超濾膜和反滲透膜堵塞

超濾膜和反滲透膜堵塞，運行壽命不足1年。這個問題是反滲透技術無法應用到xiaosuanan廢水處理中的真正原因。

針對以上問題，在設計階段，增加超濾和反滲透的反洗次數，延長運行周期；增加反滲透中水的流速和liuliang，使水流速超過3m/s，減少水的自身結垢和雜質集聚。

根據硝化細菌產生的成因，制定廢水的pH值指標，降低細菌生存環境的適宜性，大大延長了反滲透的運行周期。

為徹底解決堵塞問題，針對反滲透堵塞和堵塞后的清理進行研究。xiaosuanan廢水中含有一些雜質，這些雜質很容易粘附在反滲透系統上，堵塞反滲透系統的超濾膜和一級反滲透膜，且堵塞物質的黏度大，采用常規的酸性清洗劑（鹽酸、硝酸、硫酸）及堿性清洗劑（燒堿、次氯酸鈉）等藥物進行泡洗基本沒有效果，在藥物泡洗的基礎上再對堵塞物質用水進行沖洗，效果仍不明顯，處理后的反滲透系統只能維持1～2d，就重新回到堵塞的狀態。并且進行藥物泡洗和沖洗處理每次需要12~24h，不僅成本高，費時費力，處理效果還不好，嚴重影響工廠的生產效率。

針對上述現有技術中存在的問題，經過分析硝基復合肥裝置處理的xiaosuanan廢水的特性及與北京頗爾過濾器有限公司技術人員溝通后發現，導致堵塞物質難以被清除的原因在于：xiaosuanan廢水中的硝化菌類在經過反滲透水處理系統的超濾膜和一級反滲透膜時會粘附在超濾膜和一級反滲透膜上，堵塞超濾膜和一級反滲透膜。對此采用清洗、藥物泡洗、空氣快速分離、清水沖洗的方法，實現了超濾系統、反滲透系統每6個月以上清洗一次，即可滿足生產需求。