某化工厂主要生产汽车锂离子动力电池和储能电池正极材料前驱体——电池级正磷酸铁，其主要生产原理为：铁盐、草酸盐或磷酸盐溶液在合适的反应条件下生成沉淀物，再将沉淀物与反应溶液过滤，并对沉淀物产品中的金属与非金属杂质进行分离去除即可。具体生产主要分为粗品及精制两个阶段。在粗品生产阶段，硫酸亚铁、磷酸、氨水及磷酸氢二氨等反应物在一定条件下生成磷酸铁，经压滤机压滤得到的滤饼即为粗品。粗品生产阶段通过套用消纳没有外排污水产生。精制生产阶段则分为氧化和老化两个工序，氧化工序为向滤饼中通入硫酸充分反应，再通入大量纯化水(电导率≤10μs/cm)进行持续清洗60～90min以去除其中的金属及非金属杂质，保证产品达到电池级，此工序会产生大量的氧化清洗污水;老化工序为向压滤机的滤饼中通入磷酸充分反应，再同样通入大量纯化水(电导率≤10μs/cm)进行持续清洗60～90分钟以去除杂质，此工序也会产生大量的老化清洗污水。氧化清洗污水和老化清洗污水即电池级正磷酸铁生产工业的主要污水来源，其主要污染因子为氨氮、磷酸盐、硫酸盐及pH
为减少运行成本，考虑采用膜分离技术，在产生污水的氧化工序和老化工序进行中水回用，从源头减少处理规模，因该企业电池级产品生产要求，中水回用水质必须达到电导率≤10μS/cm。须采用反渗透级别的膜组件。为验证其可行性，采用本项目污水进行了反渗透小试实验。
采用的小试实验流程为“项目污水-原水泵-保安过滤器-增压泵-反渗透膜组件-出水”，膜组件为单支陶氏公司生产的BW30-4040反渗透膜组件，该膜组件为卷式聚酰胺复合膜，单支有效面积为7.2m2，标称脱盐率为99.3%。小试过程添加3ppm阻垢剂。实验发现，污水经小试系统后，出水电导率可降低至100～200μS/cm，具有较好的处理效果。但运行存在如下问题：①系统污堵较快，且较难清洗：每天小试10小时，运行5天左右，膜组件出现较严重污堵，采用CEB酸洗及碱洗后不能恢复。同时，膜组件前端的保安过滤器2天须更换一次;②系统膜通量及回收率均较低：正常运行的膜通量在8L/m2·h左右，回收率仅能控制在40%以下，还有60%的浓缩液需要进一步处理;③虽然系统具有较好的脱盐效果，但产水电导率无法达到10μS/cm生产要求。
产生上述问题主要原因如下：①项目污水中含有一定量的纳米级别的磷酸铁颗粒。电池级正磷酸铁产品颗粒本身为纳米级别，而氧化清洗及老化清洗工序中，压滤机滤布孔隙不足以完全截留产品，必然有少量产品颗粒进入污水中，造成膜组件前端的保安过滤器堵塞，且5μm孔径的保安过滤器不能完全截留，进一步导致膜组件的污堵;②污水中含有一定量的铁离子及硫酸根离子，铁离子对聚酰胺复合膜的氧化具有催化作用，硫酸根离子则能形成硫酸钙沉淀附着于膜表面，基本无法通过CEB清洗去除。对膜造成性损伤，这是造成单级反渗透膜使用寿命较低的主要原因;③污水中的TDS过高，污水中TDS在10000mg/L左右，已超出陶氏BW30系列膜组件的推荐进水要求，从而导致膜组件加速报废。