图1 耐高温膜的基本特性：膜元件的最高允许运行压力随着介质温度的增加而降低。图中指数是运行压力和温度（℃）的乘积。

回收凝结水等工业高温废水，不仅实现了水资源的循环利用，而且还回收了热能，因此成为石化、化工等行业实现节水、节能和减排的重点工作。按照一般的估算，节能的价值远高于节水。

由于凝结水等高温废水的主要来源是工艺过程中的蒸气冷凝液和工业软化水，具有硬度、碱度等溶解性无机物含量较低，污染物主要为工艺介质泄漏、管道腐蚀和工艺接触污染等，与其他生产废水相比，杂质组分相对简单，易于回收利用。

以炼化凝结水为例，其主要污染物是铁和油，所以炼厂凝结水的净化处理就是高温除油除铁。传统的凝结水处理工艺主要依靠活性炭吸附过滤，近年来还采用了敷膜过滤、阻截式除油、粉末树脂除油和功能纤维过滤等多种工艺。一些用户反应，这些工艺的运行费用（主要是滤料更换费用）比较高，还有运行稳定性等局限性。

与上述基于吸附、聚集原理的工艺方法不同，反渗透、超滤和纳滤技术等压力驱动膜分离技术只是物理分离过程，净化水在压力的推动下透过膜成为产品水，杂质则随浓缩液一起排除系统，所以绝大部分杂质不会在膜元件中滞留。膜分离系统的主要特点是工艺流程短、运行维护简便、化学品消耗少、运行稳定且节能环保，这也是反渗透技术取代离子交换成为主流除盐工艺的原因。耐高温分离膜是专门为高温流体的分离而设计的特种高性能膜，GE公司在10年前就开始批量供应Duratherm耐高温系列膜，产品覆盖了微滤、超滤、纳滤和反渗透等整个膜过滤图谱。

图2 亲水性膜油水分离过程。 

GE将分离膜产品和技术分为两类：一类是以除盐和除浊为目的的常规水处理应用；另外类型是针对各种物料分离的工艺分离应用。凝结水除油除铁应用无论是温度还是油含量都超越了一般的水处理膜过程的应用范围，所以属于特殊工艺分离应用。耐高温的超滤膜、纳滤膜和反渗透膜都能满足去除金属氧化物和其他溶解性杂质的目的。对于具有特殊耐污染结构的工艺分离膜而言，溶解油、乳化油不会对膜产生不可逆的严重污染，即便发生了少量的浮油污染，工艺分离膜系统的再生能力比较强，而且在高温状况下清洗膜会更为容易。但我们考虑到凝结水回收工艺要像一般水处理一样稳定运行，维持较低的污染倾向和较长的清洗周期。目前GE公司产品线有耐高温膜Duratherm系列、油水分离专用MW系列以及专用吸油滤芯Mycelx系列产品可作为凝结水回收系统的备选产品，耐高温纳滤膜和反渗透膜可以作为精处理，吸油滤芯和MW超滤膜可作为去除浮油的预处理手段。超滤、纳滤和反渗透都可实现除油除铁，为满足不同的原水水质，可按需要进行工艺组合。

表1 耐高温膜Duratherm系列产品*

产品特点

耐高温膜Duratherm系列产品

GE耐高温膜Duratherm系列产品（如表1所示）在10年前就实现了商业化生产，在高温物料分离和热水处理方面应用广泛。普通的膜元件的持续操作温度必须低于50℃，如果超过此温度膜将很快丧失其正常性能。GE 公司凭借其强大的膜技术研发能力开发出耐高温膜元件——Duratherm系列（如图1所示），主要应用于食品饮料、制药和电子等行业中。

耐高温膜元件代表了卷式膜元件技术的一个重要的高端发展方向，最低序号的耐高温膜等同于可热水消毒的卫生级膜元件。为了在连续的高温运行和启动/停机的温度冲击中保持稳定的机械性能和优良的分离性能，耐高温膜采用了各种特殊耐高温材料和结构设计。比如，普通膜元件采用玻璃钢外套、PPO工程塑料端板和中心管，而耐高温膜采用了特制的笼状外套，端板和中心管材料有聚砜和316l不锈钢两种。耐高温膜元件的关键技术在于高温下膜性能的稳定性（退火缩孔等）和粘接剂及卷制成型工艺。

油水分离超滤膜MW

M系列UltraFilic改性聚丙烯腈超滤膜元件截留分子量20 000，膜孔径为0.01μm。采用了极端亲水性的专利膜材料，大大提高了膜元件的亲水性和抗油污能力，有效地防止了浮油对膜系统的污染（如图2，3所示）。MW型膜元件用于油水分离和悬浮固体的去除，也可用作反渗透或纳滤系统的预处理。采用专利聚丙烯外壳和50mil的平行进水流道。根据需要可选用其他结构材质及特殊流道设计。

图3 典型膜材料亲水性比较。

高性能吸油滤芯Mycelx

Mycelx吸油滤芯是GE公司新近开发的一项最新的专利技术，主体滤材是经过专利表面改性处理的聚丙烯，单支10in滤芯可以吸附300g油脂。在NF/RO系统之前安装Mycelx保安过滤器，可以保证膜系统的运行稳定性。一般凝结水含油在5ppm以下，少数情况会达到10ppm。如果按5ppm计，一支滤芯可以吸附600m3水的浮油，而一支40in的滤芯可以处理2400m3水。安装3台40×40in的过滤器，可处理288 000m3水，相当于300m3/h的系统，40天更换一次过滤器。
  
轮胎厂凝结水回收方案(如图4所示)

橡胶制品加工工艺基本都是在蒸气加热下完成的，每生产1万条轮胎，大致消耗600t蒸气，按80%计算，会产生近500t凝结水。未与轮胎接触的凝结水不受污染，可直接循环回用。

图4 轮胎厂凝结水回收系统工艺示意图。

但硫化工艺凝结水会沾染灰尘、橡胶粒、脱模剂及其他污染物，COD、SS和硬度都比较高，没有其他适当的直接回收方式。GE以高性能耐高温膜为基础，开发了适应于多种轮胎生产工艺的凝结回收解决方案，在美国和欧州建造了多套装置，为轮胎企业的节能、节水和减排做出了贡献。按照基本测算，多数情况下，不到一年即可回收投资。

水源和水质

硫化工艺凝结水、气室凝结水、其他污染凝结水。

图5 UF+NF+RO油田废水处理系统。

pH 6~8、TOC50~500mg/L(ppm)、硬度1~100mg/L(ppm)、碱度1~20mg/L(ppm)、SiO2 0.5~5mg/L(ppm)、水温50~80℃、Fe 1~5mg/L(ppm)。

表2 油田废水处理效果

工艺特征

耐高温膜元件 (Duratherm)；

纳滤 (NF) –除硬度和有机物；

反渗透 (RO) –去除残余含碳污染物、溶解性固体和金属；

预处理–特殊设计组合过滤工艺，取决于具体水质；

回收率 80%~90%；

热水系统设计，77℃；

类似技术—混床。

采油/气工艺废水处理方案

为了解决海上平台和陆地油气工艺废水的就地达标排放或回用问题，GE以耐高温油水分离专用超滤膜MW及耐高温纳滤膜和耐高温反渗透膜为基础，开发了一套处理方案。图5是工业装置工艺简图，表2是装置运行水质情况。