随着工业排水和用水限制的提升,废水有效处理及“零排放”已成为煤化工行业废水处理和水回用的关键目标。反渗透（RO）由于高效的脱盐效率和技术成熟度,已成为煤化工高盐废水处理的关键技术,但RO膜污染仍是限制RO稳定运行和维护的关键,是煤化工废水零排放的瓶颈。针对煤化工废水RO膜处理系统夏季严重污堵的问题,本研究以某一级两段式RO系统为主体处理工艺的煤化工污水处理系统为考察对象,综合分析其系统运行效能、明确膜污染垂直与水平特征、分析关键污染物组成,并采用不同清洗剂进行污染膜清洗,以期找到有效的膜污染控制策略。同时,结合XDLVO理论初步分析膜污染形成机理,以期为膜污染机制揭示和膜污染控制提供一定的理论支撑。通过系统分析煤化工废水处理流程的水质变化,发现生化段稳定地实现了有机物的削减,离子交换树脂进一步保障产水的脱盐率,促进实现较高的水回收率,是煤化工废水零排放的重要保障。但对膜系统而言,脱盐及有机物去除的主要负荷集中在RO过程,一段/二段RO脱盐率分别为94.16%和96.16%,COD去除率分别为68.12%和87.4%;一段RO有机物浓缩为9倍,二段RO盐浓缩为5倍,两段RO均出现较高的污染潜势。一段RO以有机-微生物-硅污染为主,形成致密的污染层,主要污染物为蛋白质、多糖、腐殖酸;二段RO以Ca、Mg等的无机结垢为主,污染层结构相对松散。两段均存在不同的微生物优势菌属,与其膜污染组成相关。同时发现两段RO均存在一定的垂直分布特征,且存在浓度较高的硅污染。因此确定膜污染过程关键污染物主要为蛋白质、多糖、腐殖酸、Ca2+、Mg2+、Si O2等。为找到最佳清洗策略,采用化学清洗剂进行污染膜清洗研究发现,Na OH对有机物清洗效果最好,且整体清洗效果也较佳;EDTA-2Na对无机离子及Si O2的去除效果更好;其余两种酸清洗效果较差,但对无机离子清洗效果较好。同时发现组合清洗效果在两段RO过程中不同,一段RO以先碱后酸效果最佳,二段RO以先酸后碱效果最佳。进一步地,为阐明关键污染物与膜结合的作用能,研究膜污染的分子学机制,基于XDLVO理论计算发现,Si+SA,Ca+HA可能是导致膜污染加重的主要污染物,且膜污染的形成主要受极性作用能的影响,疏水-疏水结合是导致膜污染的主要原因。综上,本研究对实际某煤化工废水处理系统进行了系统剖析,明确了膜污染机制与分布特征,提出了基于预处理-关键污染物控制-控制微生物/清洗剂抗性的膜污染控制策略,可为煤化工废水的处理提供有效支撑。