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国内高盐污水处理简述

       高盐污水处理“零排放”是当今很多企业需要面临的非常严峻的环保问题，而离子膜电渗析由于其独特的分离机制能够实现高盐污水处理中无机盐的分离、浓缩和资源化利用，从而实现水和盐的回收利用。本文综述了离子膜电渗析目前在高盐污水处理“零排放”盐浓缩工艺中的应用情况；展望了电渗析在高盐高COD污水处理中的应用前景以及新型的电渗析技术如选择性电渗析和双极膜电渗析在混盐分离和盐的资源化利用中的机遇；同时指出离子膜电渗析在大规模应用中仍存在很多挑战，如离子膜性能的提高、电渗析工艺的优化和电渗析设备的投资成本和能耗如何降低。本文将为高盐污水处理“零排放”提供新思路，同时为离子膜电渗析在高盐污水处理“零排放”中的规模化应用奠定基础。

       随着我国工业化进程的加速推进，在煤转化、火电厂脱硫、印染、造纸、化工和农药及石油、天然气的采集加工等生产领域通常会产生大量的高盐污水处理，多含 Cl^-、SO₄^2-、Na⁺、Ca²⁺等盐类物质，其总含盐量高于1%。这种高盐污水处理对环境的危害远远高于城市生活污水，但由于治污成本较高、环保监管难，其无序排放不仅会造成环境污染，还会引起土壤的盐碱化。以煤化工为例，煤在转化过程中每年会产生10亿吨的含盐污水处理，主要以高浓度煤气洗涤污水处理为主，还包括焦化污水处理、煤气化黑水、煤直接/间接液化污水处理和合成气转化催化剂制备过程中产生的污水处理等。我国水资源远低于世界平均水平，而煤炭资源与水资源呈逆向分布，约70%的煤矿资源分布在水资源匮乏的地区，作为煤化工发展主体的新疆、内蒙古、山西和陕西，其水煤比仅为1∶22、1∶30、1∶45和1∶7，水资源目前已成为煤化工发展的首要约束指标。随着 2015年4月国务院“水十条”法规的颁布，国家对这类高盐污水处理的处理提出了更高的要求，并制定造纸、焦化、氮肥、有色金属、印染、农副食品加工、原料药制造、制革、农药、电镀等行业专项治理方案，实施清洁化改造，努力实现污水处理“零排放”方式对污水处理中的无机盐加以综合利用，以最大化地减少对环境的危害和实现资源的循环利用。

       目前，高盐污水处理“零排放”处理工艺流程主要包括预处理过程、生化处理过程、超滤+反渗透（RO）、盐浓缩单元、蒸发结晶等。与传统的达标排放工艺流程相比，“零排放”和蒸发结晶是高盐污水处理治理新形势下的工艺需求。传统的达标排放对水的回收率为50%～60%，此时污水处理中含盐水总溶解固体 （TDS）通常为4000～50000mg/L。为实现污水处理“零排放”，在蒸发结晶工艺之前通常会设计盐浓缩工艺，实现污水处理的减量化，降低过程能耗和成本。因此，针对高盐污水处理的盐浓缩技术研究成为学术界和工业界的关注热点。

       工业上主流的盐浓缩技术主要包括高压反渗透（HPRO）、正渗透 （FO）、膜蒸馏（MD） 和离子膜电渗析（ED）等。离子膜电渗析是通过阴阳膜交叉排列的膜对组合，在直流电场的作用下，利用离子膜对反离子的高选择透过性，可实现离子型化合物的分离、淡化和浓缩。近年来，电渗析在电厂脱硫、电镀和印染等高盐污水处理领域得到了广泛的应用，并取得了一定的成效。此外，在含高COD和高盐的污水处理 （如煤化工污水处理和制药污水处理）处理中，很多学者和企业也开始利用电渗析的方法来处理，首先实现COD与盐的分离，再对分离出来的盐进行浓缩回用。对于煤化工高盐污水处理浓缩后产生的盐，其组分主要为氯化钠和硫酸钠的混盐。该类混盐的价值通常较低，因此可通过双极膜电渗析将其转化为相应的酸和碱，从而提高盐的价值。因此，本文将详细介绍离子膜电渗析相关过程在高盐污水处理“零排放”中的应用、机遇与挑战。

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