高含盐工业废水处理技术现状及研究进展

MD技术可应用在淡水生产、重金属去除和食品工业等领域，但目前绝大部分还处于实验室或小规模工厂试验阶段，工业化还不成熟[15]。S.Adham等[16]采用MD技术淡化含盐废水，有效地从高盐度卤水(TDS在70000mg/L左右)中连续生产出高质量的馏分(电导率小于10S/cm)。

游文婷等[17]采用真空膜蒸馏技术分别处理含有较高浓度的Na2SO4和CaCl2模拟废水，实验过程中两种废水的膜通量差别较小。由此可知，MD技术对不同种类的含盐废水具有广阔的应用前景。但MD技术高温侧有由液体到汽体的相变过程，该过程会消耗大量的热能，从而降低热能的利用效率。

目前，MD技术装置用膜基本上为其他膜分离过程的商业用膜，并不能完全满足MD技术对膜疏水性、渗透性、抗污染性的要求。同时，由于该技术膜通量较小，限制了其在工业上的应用。因此，膜通量和热效率的提高以及借助再生能源或工业废热来降低运行成本，都会提高MD技术在工业上应用的竞争力，加快其工业化进程。

2直接脱盐的电吸附技术

电吸附除盐技术(EST)是利用带电电极表面的电化学特性来实现水中离子的去除、有机物的分解等。该技术采用了全新的水处理概念，在处理效率、适应性、能耗、运行维护以及环境友好等方面，有着独特的优势。与蒸馏、RO等技术相比，EST技术采用静电作用而不是通过高温高压将离子从水中提取出来，因此能耗相对较低。

与RO技术相比，EST系统浓水排放量小且不含膜类元件，因此对进水水质要求较低。EST技术无需添加任何药剂进行电极材料的再生，排放的水无新的二次污染物[18]。陈兆林等[19]采用EST技术对首钢污水厂二级出水进行中试研究，在原水电导率为1654μS/cm条件下，产水率达到73.1%，除盐率为82.1%。

但EST技术适于处理电导率小于5000μS/cm的水质，且除盐率不是很高，所以可以根据回用水水质要求，将EST技术与其他除盐技术结合，以降低总体运行成本。如采用EST技术预处理HERO系统中RO装置进水，可提高系统产水率和出水水质，延长膜的使用寿命，降低运行成本。EST技术目前还存在电极吸附容量低、价格昂贵、重复利用性差等缺陷，因此提高电极材料性能及优化电吸附模型，将会促进EST技术走向成熟。

3浓缩液处理技术

采用热蒸馏或膜分离技术浓缩含盐废水时，会产生少量更高浓度的浓缩液。若能将浓缩液进一步处理，使最终废弃物的排放量最小化甚至实现零排放，将会取得经济和环保双重效益。

热蒸馏与EST过程中产生的浓缩液均来自原水，可视其污染程度选择直接结晶或干燥技术实现零排放。膜滤浓缩液的成分较复杂，因此对其的处理是实现污水零排放的关键。膜滤浓缩液的处理应分两步实现，首先采用吸附、高级氧化、生化等方法降解其中的有机物，然后对膜滤浓缩液进行深度脱盐以提高总产水率。目前，膜滤浓缩液脱盐方法主要有膜蒸馏(MD)、正渗透(FO)、共晶冷冻结晶(EFC)。

如前所述，MD技术可以处理高浓度的废液(接近饱和)，因此采用MD技术与结晶技术相结合处理浓缩液，可基本上实现零排放。C.M.Tun等[20]利用MD技术和结晶技术处理RO浓排水，清水回收率达到95%。

FO技术是渗透驱动的膜分离过程，利用半透膜两侧的渗透梯度使水由浓缩液(低渗透压)侧向驱动液(高渗透压)侧流动，该过程不需外加压力，故能耗较低。FO技术可以处理TDS质量浓度较高(>70000mg/L)的浓缩液，且膜污染程度较压力驱动的膜分离技术低[21]。

R.L.Mcginnis等[22]以NH3/CO2作为驱动液，采用复合薄膜FO技术处理高浓度浓缩液(TDS质量浓度在73000mg/L左右)，清水平均回收率为64%±2.2%。EFC技术通过降低浓缩液的温度，使其达到低共熔点，从而实现冰和盐分离的目的。分离出来的冰洗净后溶化得到纯净的水，结晶出来的盐与母液混合后重复结晶过

程。M.J.Fernández-Torres等[23]对EFC技术和蒸发结晶技术处理质量分数为4%的Na2SO4溶液进行了能耗比较，结果证明，EFC技术能耗为蒸发结晶能耗的1/7至1/6。D.G.Randall等[24]采用EFC技术处理RO浓排水，系统清水回收率达到97%，同时得到的硫酸钠晶体的纯度为98%。

4结语

高含盐废水处理技术除了EST技术是直接脱盐以外，其他技术均属于间接除盐。传统的MSF、MED技术虽然节能效果较好，但设备复杂庞大、易结垢、能耗比较高。

新兴的MVR技术具有效率高、运行成本低等优势，将在废水处理方面得到广泛应用。膜分离技术中RO技术在废水脱盐领域应用最广，但其实际平均产水率只有75%，而且膜污染而导致的能耗增加和回收率的降低，限制了其应用。HERO技术克服了RO技术清水回收率低及膜污染严重的缺点，但是需要增加预处理过程，因此投资成本较高。MD技术因具有其他传统蒸馏技术和膜技术无法比拟的优势而得到了普遍、深入的研究，很多研究工作已经达到示范性生产的规模，膜蒸馏工业化应用的时间不会太遥远。EST技术以其能耗低、运行维护方便以及环境友好等优势，成为现有除盐技术的有利补充，但在处理高浓度废水以及大规模应用方面都还有很多问题。高含盐废水过程中产生的浓缩液经过进一步的技术处理，其零排放是可以实现的。

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