石化高鹽廢水深度處理技術(shù)研究進(jìn)展

趙 鵬，張新妙，欒金義

（中國(guó)石化 北京化工研究院，北京 100013）

高鹽廢水一般是總含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1%的污水。目前，高鹽廢水主要涉及三大類：煤化工行業(yè)產(chǎn)生的煤化工高鹽廢 水、油氣田行業(yè)的氣田采出水和石化行業(yè)的高鹽廢水。高鹽廢水的處理方法主要有生物法和物理化學(xué)法。生物法因其應(yīng)用范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)，成為目前最常用的廢水處理方法。一般廢水中含鹽量小于20 g/L時(shí)，可以通過(guò)生物法處理含鹽污水；污水中鹽度較高時(shí)，高鹽分就會(huì)成為微生物的抑制和毒害劑，大大增加了生物法的處理難度。生物法處理較簡(jiǎn)單，但處理規(guī)模較大，基建投資高，無(wú)法回收水資源。因此，當(dāng)污水中含鹽量超過(guò)一定值時(shí)，采用生物法進(jìn)行高鹽廢水處理難度較大，需要尋求其他方法進(jìn)行處理［1］。而采用物理化學(xué)方法處理高鹽廢水是經(jīng)濟(jì)、有效的可行辦法。

高鹽廢水的處理難點(diǎn)是該類廢水的高鹽度和高硬度，目前，針對(duì)這一處理難點(diǎn)，物理化學(xué)法處理高鹽廢水的途徑主要是基于化工過(guò)程中各種形式的蒸發(fā)處理和基于膜法的深度脫鹽處理。蒸發(fā)法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作容易、技術(shù)相對(duì)成熟；缺點(diǎn)是設(shè)備占地面積大（機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)（MVR）除外）、投資高、結(jié)垢腐蝕嚴(yán)重、系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定等。膜脫鹽法是在傳統(tǒng)膜技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的新型膜技術(shù)或膜過(guò)程，主要通過(guò)采用新型膜技術(shù)、膜產(chǎn)品或改進(jìn)膜工藝實(shí)現(xiàn)膜過(guò)程的深度濃縮脫鹽。膜脫鹽法主要包括膜蒸餾、正滲透、高效反滲透、碟管式反滲透等技術(shù)，和基于化工過(guò)程的蒸發(fā)技術(shù)相比，膜法深度脫鹽技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于設(shè)備占地面積小、投資低、系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)好、能回收產(chǎn)品水，且膜設(shè)備一般采用塑料管路（高壓膜過(guò)程除外），減少結(jié)垢，無(wú)腐蝕問(wèn)題。隨著污水處理技術(shù)的發(fā)展，業(yè)內(nèi)大部分專家學(xué)者普遍接受了高鹽廢水三步走戰(zhàn)略，即預(yù)處理、減量化和結(jié)晶。而這三步的核心在于高鹽廢水的濃縮減量。

本文介紹了目前研究較多的高鹽廢水的濃縮技術(shù)：蒸發(fā)法、膜脫鹽法、正滲透和電滲析，探討了高鹽廢水處理技術(shù)目前的應(yīng)用現(xiàn)狀和應(yīng)用前景，并對(duì)高鹽廢水的處理前景進(jìn)行了展望。

1 蒸發(fā)法

蒸發(fā)法用于高鹽廢水處理相對(duì)比較成熟，以色列IDE公司、法國(guó)SIDEM公司、美國(guó)AquaTech公司和美國(guó)GE公司等相繼開發(fā)了多種蒸發(fā)技術(shù)并已將其投入實(shí)際工程應(yīng)用［2］。GE公司主要持有的核心技術(shù)是MVR技術(shù)，在中國(guó)神華煤液化項(xiàng)目中成功應(yīng)用。AquaTech公司主要持有降膜式蒸發(fā)器的一系列專利，工藝適用于高污染、強(qiáng)腐蝕的煉油污水的回收。

蒸發(fā)法是把含鹽水加熱使之沸騰蒸發(fā)，再把蒸汽冷凝成淡水的過(guò)程，主要包括低溫多效蒸發(fā)、MVR、多級(jí)閃蒸以及近來(lái)的低溫環(huán)繞壓力加速蒸發(fā)等技術(shù)。多效蒸發(fā)是最傳統(tǒng)的蒸發(fā)工藝，工藝較成熟，但能耗較高，限制了其推廣應(yīng)用。后期又出現(xiàn)了低溫多效蒸發(fā)，沿用了多效蒸發(fā)的理念，但相對(duì)于多效蒸發(fā)更為節(jié)能。此外，還有多級(jí)閃蒸技術(shù)，在海水淡化方面應(yīng)用較多，是針對(duì)多效蒸發(fā)結(jié)垢較嚴(yán)重的問(wèn)題而發(fā)展起來(lái)的。目前，全球海水淡化產(chǎn)量的60%是由多級(jí)閃蒸方法獲得的，但多級(jí)閃蒸技術(shù)本身也存在著一些缺陷，如設(shè)備腐蝕快、動(dòng)力消耗大、傳熱效率低及設(shè)備操作彈性小等［3-5］。MVR是國(guó)外較為成熟經(jīng)濟(jì)的蒸發(fā)技術(shù)，由于不用外接蒸汽（開車時(shí)除外），基本不用冷卻系統(tǒng)，占地面積小。MVR技術(shù)應(yīng)用較多，MVR技術(shù)的關(guān)鍵在于將系統(tǒng)產(chǎn)生的二次蒸汽通過(guò)提升溫度重新作為熱源循環(huán)利用以替代新鮮蒸汽從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)蒸發(fā)。由此可見，MVR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：1）由于100%循環(huán)利用二次蒸汽的潛熱，避免使用新鮮蒸汽，減少了能源消耗；2）由于取消了循環(huán)冷卻水，降低了由于冷卻塔產(chǎn)生的耗水、耗電、維護(hù)成本高問(wèn)題；3）對(duì)于熱敏性物料，可以配合使用真空泵，在接近絕壓的真空下進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)低溫蒸發(fā)。此外，澳大利亞開發(fā)的低溫/環(huán)繞壓力加速蒸發(fā)式污水處理設(shè)備系統(tǒng) （CWT系統(tǒng)） 于2008年在澳洲投入商業(yè)應(yīng)用。CWT系統(tǒng)的基本原理是：液體會(huì)在溫度的影響下進(jìn)行蒸發(fā)，污水中的物質(zhì)卻不隨水蒸氣蒸發(fā)，利用能量為污水創(chuàng)造一個(gè)使其加速蒸發(fā)的條件，即人為建造一個(gè)封閉的天氣系統(tǒng)，創(chuàng)造蒸發(fā)和下雨的循環(huán)過(guò)程，進(jìn)行最有效的低成本污水處理［6］。運(yùn)用環(huán)繞壓力技術(shù)可有效的創(chuàng)造蒸發(fā)條件。CWT系統(tǒng)作為國(guó)外新興技術(shù)，應(yīng)用案例極少，目前國(guó)內(nèi)僅有一家應(yīng)用，CWT系統(tǒng)的設(shè)備龐大、土建成本較高。

盡管蒸發(fā)法是目前最成熟、應(yīng)用最廣的高鹽廢水處理技術(shù)，但其較高的能耗使得處理成本大大增加，高昂的成本制約著蒸發(fā)技術(shù)在高鹽廢水處理領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。若能利用其他工藝過(guò)程中的廢熱，則可大大降低蒸發(fā)成本。此外，地?zé)?、太?yáng)能等可再生能源也是可利用的方向。

2 膜脫鹽法

膜脫鹽法具有投資低、無(wú)相變，運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，適合大規(guī)模處理，但濃縮后鹽濃度不太高，仍然需要蒸發(fā)結(jié)晶等后續(xù)工藝進(jìn)行處理。蒸發(fā)設(shè)備投資較大，因有相變，運(yùn)行費(fèi)用高，與膜技術(shù)相比，不適合大規(guī)模處理，但濃縮后水中的鹽含量高，水的回收率高，蒸發(fā)后的濃液可直接結(jié)晶、脫水。比較經(jīng)濟(jì)的做法是通過(guò)膜進(jìn)一步濃縮減量化，減少高運(yùn)行成本的蒸發(fā)水量，再通過(guò)蒸餾或蒸發(fā)、結(jié)晶，最終實(shí)現(xiàn)廢水“近零排放”。

2.1 高效反滲透

高效反滲透技術(shù)是20世紀(jì)90年代開發(fā)的新技術(shù)，它是在常規(guī)反滲透技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的，它結(jié)合了離子交換和常規(guī)反滲透兩者的優(yōu)點(diǎn)［7］。和常規(guī)反滲透不同的是，高壓反滲透在較高pH下運(yùn)行，由于有機(jī)物在高pH條件下保持皂化或弱電離狀態(tài)，硅也主要是以離子狀態(tài)存在，由此降低了有機(jī)物和硅對(duì)膜的污染。并且高效反滲透前預(yù)處理通常采用一級(jí)除硬和離子交換二級(jí)除硬，確保將水中的硬度去除到很低，由此避免了高pH下運(yùn)行時(shí)污水中的硬度在膜表面的結(jié)垢。因此，采用高效反滲透可以大幅度提高反滲透的回收率，現(xiàn)有運(yùn)行案例表明，采用高效反滲透可以將水中的鹽分濃縮到45 000 mg/L左右。高效反滲透工藝選用常規(guī)設(shè)備原件，普通的反滲透膜，通過(guò)優(yōu)化膜系統(tǒng)的預(yù)處理設(shè)計(jì)，以特殊的方式來(lái)運(yùn)行常規(guī)膜系統(tǒng)，使得膜系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)越的性能。

目前高效反滲透技術(shù)在國(guó)內(nèi)外均有應(yīng)用，例如印度GUJERAT 的RIL JAMNAGAR 加馬嘎煉油廠采用100 t/h污水回用裝置回收含油污水，已運(yùn)行3年以上；美國(guó)MAGNOLIA電廠液體零排放系統(tǒng)和加拿大EnCana Oil 油沙污水處理回用系統(tǒng)均是采用高效反滲透技術(shù)處理高鹽污水。

2.2 碟管式反滲透

碟管式反滲透也稱為高壓反滲透，是常規(guī)卷式反滲透的另外一種發(fā)展形式，和常規(guī)卷式反滲透不同的是，碟管式反滲透采用耐高壓的膜組件，也就是碟管式膜片膜柱。膜柱是由很多個(gè)膜片和導(dǎo)流盤組成，中心用拉桿和端板進(jìn)行固定，安裝在耐壓套管中。濃縮液與透過(guò)液通過(guò)安裝于導(dǎo)流盤上的O型密封圈隔離。運(yùn)行時(shí)，料液在膜表面形成由導(dǎo)流盤圓周到圓中心，再到圓周，再到圓中心的切向流過(guò)濾，透過(guò)液通過(guò)中心收集管不斷排出，濃縮液最后從進(jìn)料端法蘭處流出［8］?？梢姡苁椒礉B透通過(guò)降低膜面積，并輔以導(dǎo)流盤支撐，提高了反滲透膜的耐壓能力。且碟管式反滲透通過(guò)采用優(yōu)化設(shè)計(jì)導(dǎo)流盤，使水在組件中以湍流形式流動(dòng)，由此降低膜表面的膜污染，提高系統(tǒng)的回收率。

和常規(guī)反滲透相比，碟管式反滲透的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于：1）避免物理堵塞現(xiàn)象，碟管式膜組件采用開放式流道設(shè)計(jì)，料液有效流道寬，避免了物理堵塞；2）膜結(jié)垢和膜污染較少，由于采用帶凸點(diǎn)設(shè)計(jì)的導(dǎo)流盤，料液在過(guò)濾過(guò)程中形成湍流，最大程度上減少了膜表面污染及濃差極化現(xiàn)象；3）膜使用壽命長(zhǎng)，采用碟管式膜組件能有效減少膜結(jié)垢，膜污染減輕，清洗周期長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)了膜片壽命；4）濃縮倍數(shù)高，碟管式膜組件是目前工業(yè)化應(yīng)用壓力等級(jí)最高的膜組件，操作壓力最高可達(dá)16 MPa。

初期，碟管式反滲透主要被廣泛用于各種場(chǎng)合的垃圾滲濾液處理［9-10］。近幾年來(lái)，開始用于各種行業(yè)高鹽廢水的深度脫鹽處理，已有一些應(yīng)用案例［11］。該項(xiàng)技術(shù)最早開發(fā)者是美國(guó)的頗爾過(guò)濾公司，隨后，加拿大、德國(guó)和中國(guó)也出現(xiàn)了類似技術(shù)。

總的來(lái)說(shuō)，高效反滲透和碟管式反滲透均屬于深度脫鹽的中間過(guò)程，其產(chǎn)生的反滲透濃水需進(jìn)一步濃縮才能結(jié)晶。且由于碟管式反滲透的特定膜組件構(gòu)型可以抗拒更高的操作壓力，因此其濃縮深度高于高效反滲透，但相應(yīng)投資也較高。

2.3 正滲透

正滲透是一種區(qū)別于常規(guī)壓力驅(qū)動(dòng)過(guò)程的新型膜分離處理技術(shù)，與超濾、微濾和反滲透等常規(guī)膜分離技術(shù)相比，正滲透不需要外界驅(qū)動(dòng)力，而是靠溶液自身的滲透壓差推動(dòng)的分離過(guò)程［12］。正滲透操作需要兩個(gè)條件：一是具有選擇透過(guò)性的膜，另一個(gè)是驅(qū)動(dòng)溶液。運(yùn)行過(guò)程中，正滲透系統(tǒng)一側(cè)為進(jìn)料液，另一側(cè)為驅(qū)動(dòng)溶液。利用水自發(fā)傳遞過(guò)選擇性半透膜的性質(zhì)，將進(jìn)料液中的水源源不斷地通過(guò)選擇性半透膜輸送到驅(qū)動(dòng)液中，驅(qū)動(dòng)液逐漸被稀釋，稀釋到一定濃度時(shí)，將驅(qū)動(dòng)液重新濃縮后循環(huán)使用。由于氨水和CO2可制成高濃度的熱敏性氨鹽驅(qū)動(dòng)溶液，具有較高的滲透壓，并可利用低溫?zé)嵩矗◤U熱、太陽(yáng)能等）通過(guò)加熱的方法循環(huán)使用［13］。因此目前現(xiàn)有的幾個(gè)工業(yè)運(yùn)行案例采用的驅(qū)動(dòng)液為碳銨溶液，達(dá)到一定濃度后通過(guò)精餾塔精餾后重新利用。

正滲透技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：1）不需外界壓力推動(dòng)，能耗低；2）材料本身親水，沒(méi)有外加壓力推動(dòng)，可有效防止膜污染，進(jìn)而降低膜清洗費(fèi)用；3）采用高滲透壓驅(qū)動(dòng)液實(shí)現(xiàn)高度濃縮，濃鹽水排放極少，回收率高。劣勢(shì)是目前常用的驅(qū)動(dòng)液需要附加正滲透驅(qū)動(dòng)液回收系統(tǒng)，占地面積大，過(guò)程復(fù)雜。此外，目前正滲透膜及膜組件的研發(fā)尚存在一些問(wèn)題，限制了正滲透技術(shù)的發(fā)展。在正滲透過(guò)程中，由于正滲透兩側(cè)均有溶液，因此和常規(guī)膜過(guò)程的外濃差極化不同的是，正滲透過(guò)程中既存在外濃差極化，也存在內(nèi)濃差極化。且和外濃差極化相比，內(nèi)濃差極化反而是影響正滲透過(guò)程的主要因素，會(huì)造成膜通量大幅下降。國(guó)內(nèi)外開展了長(zhǎng)期正滲透系統(tǒng)內(nèi)濃差極化的研究，結(jié)果表明，內(nèi)濃差極化主要受膜的結(jié)構(gòu)參數(shù)（如多孔層厚度、孔的彎曲系數(shù)和空隙率）和膜材料本身的物理化學(xué)性質(zhì)（如親水性、電荷性）的影響。目前國(guó)際上只有美國(guó)的OASYS公司的正滲透膜實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，但總體價(jià)格是反滲透膜的2倍，且水通量很低，OASYS公司商業(yè)運(yùn)行的水通量約3 L/（m2·h）。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)正在開展正滲透技術(shù)的相關(guān)研究。關(guān)于正滲透的研究主要集中在研制低內(nèi)濃差極化、高通量、高截留率、高強(qiáng)度的膜材料以及合適的驅(qū)動(dòng)溶液方面［14-17］。Coday 等［18］對(duì)正滲透技術(shù)在油氣廢水、垃圾滲濾液、污泥消化液、膜生物反應(yīng)器中的活性污泥等處理中的最新應(yīng)用進(jìn)行了綜述。Oasys Water公司也在積極推進(jìn)正滲透技術(shù)在水處理中的應(yīng)用。Oasys Water公司在美國(guó)油氣田現(xiàn)場(chǎng)完成了Permian Basin和Marcellus Shale兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，其中，在Permian Basin的中試試驗(yàn)將高鹽廢水濃縮到22×104mg/L。正滲透技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于液體食品濃縮和藥物釋放等方面。正滲透技術(shù)作為水處理技術(shù)中的新興技術(shù)，能將廢水含鹽量濃縮至20×104mg/L，實(shí)現(xiàn)高鹽廢水深度減量化。

2.4 膜蒸餾

膜蒸餾是20世紀(jì)80年代為海水脫鹽而研發(fā)的疏水膜技術(shù)，它是采用微孔疏水膜，是以膜兩側(cè)蒸汽壓差為驅(qū)動(dòng)力的一種新型膜分離過(guò)程。膜蒸餾是膜技術(shù)與蒸餾過(guò)程相結(jié)合的膜分離過(guò)程，其所用的膜為不被待處理溶液潤(rùn)濕的疏水微孔膜，即只有蒸汽能夠進(jìn)入膜孔，液體不能透過(guò)膜孔。膜蒸餾是熱量和質(zhì)量同時(shí)傳遞的過(guò)程，是有相變的膜過(guò)程，傳質(zhì)推動(dòng)力為膜兩側(cè)透過(guò)組分的蒸汽壓差。因此，實(shí)現(xiàn)膜蒸餾需要有兩個(gè)條件：1）所用膜必須是疏水微孔膜（對(duì)分離水溶液而言）；2）膜兩側(cè)要有一定的溫度差存在，以提供傳質(zhì)所需的推動(dòng)力［19-21］。

膜蒸餾的優(yōu)勢(shì)主要是：產(chǎn)水水質(zhì)好，脫鹽率高（98%以上），水回收率高，可利用工業(yè)廢熱。和多效蒸發(fā)相比，膜蒸餾可以低溫操作，產(chǎn)水水質(zhì)更好，蒸餾效率更高，設(shè)備造價(jià)也比常規(guī)蒸餾塔低。和反滲透相比，膜蒸餾可常壓運(yùn)行，對(duì)預(yù)處理要求低，可處理反滲透不能處理的高鹽廢水，水回收率更高［22-23］。正是由于膜蒸餾技術(shù)的諸多優(yōu)勢(shì)，使其在高鹽廢水回用領(lǐng)域占據(jù)了一席之地［20-21］。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)膜蒸餾技術(shù)的應(yīng)用研究主要集中在高鹽污水的深度濃縮上。由于膜蒸餾采用疏水膜，無(wú)機(jī)鹽對(duì)疏水膜表面的影響較小，無(wú)機(jī)鹽的存在反而可以增大溶液的表面張力和界面張力，減弱溶液的親水性，可以減弱甚至避免膜污染和結(jié)垢問(wèn)題以及膜潤(rùn)濕［24-25］。Gryta等［25-27］的研究結(jié)果表明，在較高的溫度和無(wú)機(jī)鹽濃度下，膜的生物污染極少，且酸洗可以有效去除無(wú)機(jī)垢，使得膜通量恢復(fù)到初始值。因此膜蒸餾非常適用于高鹽污水的深度濃縮領(lǐng)域，響應(yīng)目前業(yè)內(nèi)要求高鹽污水近零排放的號(hào)召。但由于膜蒸餾采用疏水膜，表面活性劑類物質(zhì)會(huì)破壞膜的疏水性，導(dǎo)致膜潤(rùn)濕，進(jìn)而影響膜蒸餾過(guò)程，且疏水性的物質(zhì)很容易吸附 在膜表面堵塞膜孔，使膜通量迅速降低，因此要特別注意膜蒸餾的進(jìn)料液中不能含有表面活性劑類的物質(zhì)［24］。

膜蒸餾技術(shù)由于不受鹽水滲透壓的限制，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)限濃縮，接近過(guò)飽和而直接進(jìn)入結(jié)晶器，屬于最深度的濃縮脫鹽技術(shù)，可以將高鹽廢水直接濃縮到近過(guò)飽和，從而直接進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶器。膜蒸餾過(guò)程在溫和的操作條件下，完成溶質(zhì)和溶劑的回收或回用，可以利用低品質(zhì)廢熱，全密封處理極高濃度的廢水，實(shí)現(xiàn)零排放，是一種環(huán)境友好的水處理工藝，對(duì)于高鹽污水深度處理具有很好的推廣應(yīng)用前景。

盡管如此，由于膜蒸餾過(guò)程和蒸發(fā)過(guò)程一樣，也是存在相變的膜過(guò)程，因此除了膜蒸餾材料因素外，膜蒸餾系統(tǒng)的能耗更是制約膜蒸餾工業(yè)化的主要因素。盡管長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者投入了大量研究如何降低膜蒸餾系統(tǒng)的能耗，包括耦合熱泵、太陽(yáng)能等多效膜蒸餾過(guò)程的研究［28-31］，但是，除非有免費(fèi)的低溫?zé)嵩?，否則膜蒸餾過(guò)程的能耗依然是制約其工業(yè)化的主要因素。

目前國(guó)外對(duì)膜蒸餾的研究集中在新加坡、澳大利亞和意大利科研院所。對(duì)外公開報(bào)導(dǎo)膜蒸餾中試的有新加坡Memsys公司。據(jù)中國(guó)脫鹽網(wǎng)報(bào)道，Memsys 膜蒸餾系統(tǒng)向商業(yè)化邁進(jìn)。膜蒸餾將服務(wù)于中國(guó)煤制油項(xiàng)目。國(guó)內(nèi)研究主要集中在中國(guó)石化北京化工研究院、天津工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院等科研院所。

鑒于膜蒸餾的技術(shù)特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，膜蒸餾在高鹽廢水處理領(lǐng)域的進(jìn)水電導(dǎo)率適用范圍為進(jìn)水電導(dǎo)率高于50 000 μs/cm的高鹽廢水。并且膜蒸餾技術(shù)尤其適用于有低溫廢熱的企業(yè)，充分利用低溫廢熱，降低能耗，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。

2.5 電滲析

電滲析是一種利用直流電場(chǎng)和選擇性離子交換膜達(dá)到將電解質(zhì)組分從溶液中分離濃縮的電化學(xué)分離過(guò)程。電滲析最早在20世紀(jì)50年代被應(yīng)用在苦咸水淡化領(lǐng)域用以制備飲用水和工業(yè)用水。日本在20世紀(jì)60年代實(shí)現(xiàn)了電滲析濃縮海水制鹽的工業(yè)化［32］。因?yàn)楹Ｋ且环N典型的高鹽水體，所以電滲析在高鹽廢水近零排放領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。

日本制鹽業(yè)在制鹽過(guò)程中利用電滲析將原海水濃縮至185～200 g/L，濃縮1 t鹽的能耗約為185～220 kWh［32］。張影等［33］用含鹽量 70 g/L 的鹽水模擬海水淡化濃水，采用間歇循環(huán)的方式進(jìn)行電滲析濃縮實(shí)驗(yàn)，篩選出的最佳操作條件為電壓19 V、流量250 L/h、淡、濃室流量比為 2∶3，在此條件下鹽水可被濃縮至177.63 g/L，濃縮每噸鹽的能耗約為 172 kWh。Korngold等［34］利用電滲析將反滲透濃鹽水濃縮至20%左右，濃縮每噸鹽水的能耗約為1.5～7.1 kWh，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蒸發(fā)濃縮的能耗（每噸約25 kWh）。

與蒸發(fā)、膜蒸餾和正滲透過(guò)程不同，電滲析只能濃縮原料液中電解質(zhì)組分，而且高價(jià)金屬離子如鈣、鎂和鐵等會(huì)影響膜的性能。但電滲析能耗較低、對(duì)預(yù)處理要求低且無(wú)二次濃縮液處理問(wèn)題，頻繁倒極模式的應(yīng)用更是最大程度地解決了運(yùn)行過(guò)程中的結(jié)垢問(wèn)題，拓寬了電滲析的應(yīng)用范圍。這使得電滲析在高鹽廢水濃縮減量領(lǐng)域具有極大的潛力。

總的來(lái)說(shuō)，對(duì)于膜技術(shù)而言，任何單項(xiàng)膜技術(shù)并不能發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，只有將各種膜技術(shù)耦合集成，才能充分發(fā)揮膜技術(shù)的技術(shù)優(yōu)越性。

3 結(jié)語(yǔ)

高鹽廢水深度處理甚至“近零排放”一直是污水處理領(lǐng)域的難題，在國(guó)家環(huán)保政策日益嚴(yán)格的形勢(shì)下，做好該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)高鹽廢水的末端治理尤為重要。此外，應(yīng)注重生產(chǎn)過(guò)程中全流程的用水和排污，企業(yè)用水排水管理應(yīng)從以達(dá)標(biāo)排放為目標(biāo)發(fā)展到以達(dá)標(biāo)與資源化為目標(biāo)，根據(jù)“分類處理，按質(zhì)回用”的原則對(duì)企業(yè)用水實(shí)施更細(xì)化的管理方式，先將廢水最大化減量，并實(shí)現(xiàn)污污分流與分治，做好企業(yè)的水平衡和鹽平衡，實(shí)現(xiàn)廢水的源頭治理和資源化。