石油化工、電力和煤化工等工業(yè)生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的含無機鹽的廢水。這些廢水含鹽量高，屬于高含鹽廢水。此類廢水如果直接排放將會破壞周邊土壤、使水體含鹽量升高，同時浪費礦物資源。因此，研究如何有效處理該類高含鹽廢水非常重要。

處理高含鹽廢水的基本思路是以低投資及運行成本把鹽和水分離，并分別進行回收利用。雖然簡單的蒸發(fā)過程能夠?qū)崿F(xiàn)，但能耗較大。近年來一些新技術(shù)、新工藝的應用，大大降低了分離成本，使高含鹽廢水的回收利用技術(shù)得到了快速發(fā)展。

一、高含鹽廢水的濃縮處理技術(shù)

1、熱濃縮技術(shù)

熱濃縮是采用加熱的方式進行濃縮，主要包括多級閃蒸（MSF）、多效蒸發(fā)（MED）和機械式蒸汽再壓縮（MVR）技術(shù)等。

MSF是早期應用的蒸餾技術(shù)，因其工藝成熟、運行可靠，在全世界的海水淡化中得到了廣泛的應用。但存在熱力學效率低、能耗高、設(shè)備結(jié)垢和腐蝕嚴重的缺點。

MED是將幾個蒸發(fā)器串聯(lián)運行，使蒸汽熱得到多次利用，從而提高熱能的利用率。MED較MSF的熱力學效率高，但占地面積大。MED的熱力學效率與效數(shù)成正比，雖增加其效數(shù)可以提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性，降低操作費用，但會加大投資成本。

MVR技術(shù)利用壓縮機將蒸發(fā)器中產(chǎn)生的二次蒸汽進行壓縮，使其壓力、溫度、熱焓值升高，然后再作為加熱蒸汽使用，具有占地面積小、運行成本低的優(yōu)勢。

相對于MED而言，它可以將全部二次蒸汽壓縮回用，減少了生蒸汽的用量，因此更加節(jié)能。金橋益海（連云港）氯堿有限公司采用MVR技術(shù)濃縮淡鹽水，其熱力學效率相當于多效蒸發(fā)的20~30效，降低了淡鹽水濃縮成本。

中鹽金壇鹽化有限公司引進機械再壓縮制鹽工藝，相對于多效真空蒸發(fā)制鹽工藝，節(jié)約能耗。在國外，MVR技術(shù)已廣泛應用于食品、化工和制藥等行業(yè)。

國內(nèi)，MVR技術(shù)在制鹽工業(yè)上已有應用的實例且節(jié)能效果顯著，但在含鹽廢水處理方面，仍處于研究和試運行階段，主要是由于高含鹽廢水成分較海水復雜，且物理化學性質(zhì)與海水具有較大的差別。韓東等采用MVR蒸發(fā)系統(tǒng)處理含硫酸銨的廢液，通過比較試驗系統(tǒng)與數(shù)值模擬的能耗值，證明采用MVR技術(shù)較多效蒸發(fā)每年可節(jié)省運行費用。

2、膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是由壓力差、濃度差及電勢差等因素驅(qū)動，通過溶質(zhì)、溶劑和膜之間的尺寸排阻、電荷排斥和物理化學作用實現(xiàn)的分離技術(shù)。與熱濃縮相比，其結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、操作溫度低，在高含鹽廢水脫鹽處理中主要應用的是納濾膜（NF）、電滲析（ED）和反滲透膜（RO）技術(shù)。

NF技術(shù)可去除絕大部分Ca2+、Mg2+、SO42-等易結(jié)垢離子，因此脫鹽是納濾技術(shù)主要的應用，其可對RO系統(tǒng)進水進行預處理，以降低結(jié)垢離子對RO膜污染。陳俠等采用NF技術(shù)預處理RO系統(tǒng)進水，SO42-、Ca2+、Mg2+截留率均在百分之九十以上，降低了結(jié)垢離子對RO膜的污染。

ED技術(shù)是一種以電位差為推動力，利用離子交換膜的選擇透過性，從溶液中脫除電解質(zhì)的膜分離技術(shù)。ED的淡水回收率高、膜有效壽命長、操作溫度高、膜污染少，但不能去除水體中的細菌和微生物?？紤]經(jīng)濟性的原因，相對于RO技術(shù)而言，ED技術(shù)適用于處理中小型企業(yè)中含鹽質(zhì)量濃度在1000mg/L~5000mg/L的水體。

RO技術(shù)作為海水和苦咸水的淡化技術(shù)已相當成熟。近年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)中高含鹽廢水的增多，RO技術(shù)也開始廣泛被用來濃縮各種高含鹽工業(yè)廢水。

出水水質(zhì)達到了印染廠工藝用水的要求，實現(xiàn)了印染廢水的資源化利用，具有明顯的經(jīng)濟和環(huán)境效益。

盡管RO分離技術(shù)在工業(yè)廢水除鹽回收上得到了廣泛應用，但因膜污染而導致的能耗增加和回收率的降低,仍是限制RO技術(shù)應用的主要問題。反滲透（HERO）技術(shù)是在常規(guī)RO基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與常規(guī)RO相比，HERO對進水的污染密度指數(shù)沒有限制，無需配備投資高的預處理系統(tǒng)，且RO是在高pH值下運行，降低了有機物及微生物等對RO膜的污染。

因此，HERO系統(tǒng)更加節(jié)能、清水回收率更高。HERO技術(shù)在國外已有較廣泛的應用，在國內(nèi)還不是很普及。

3、膜蒸餾技術(shù)

膜蒸餾（MD）技術(shù)是近20年來發(fā)展起來的，是由膜兩側(cè)的蒸汽壓差驅(qū)動的分離過程，可看作是膜分離和蒸餾技術(shù)的集合。MD技術(shù)所用膜為疏水性微孔膜，在蒸汽壓差驅(qū)動下，高溫側(cè)的蒸汽分子穿過該膜，并在低溫側(cè)冷凝回收，高溫側(cè)溶液得到濃縮。MD技術(shù)與傳統(tǒng)的蒸餾和膜分離技術(shù)相比，操作條件溫和、抗污染程度較強、能量來源較廣、對廢水鹽濃度適應性強。

MD技術(shù)可應用在淡水生產(chǎn)、重金屬去除和食品工業(yè)等領(lǐng)域，但目前絕大部分還處于實驗室或小規(guī)模工廠試驗階段，工業(yè)化還不成熟。S.Adham等采用MD技術(shù)淡化含鹽廢水，有效地從高鹽度鹵水（TDS在70000mg/L左右）中連續(xù)生產(chǎn)出高質(zhì)量的餾分（電導率小于10S/cm）。

游文婷等采用真空膜蒸餾技術(shù)分別處理含有較高濃度的Na2SO4和CaCl2模擬廢水，實驗過程中兩種廢水的膜通量差別較小。由此可知，MD技術(shù)對不同種類的含鹽廢水具有廣闊的應用前景。但MD技術(shù)高溫側(cè)有由液體到汽體的相變過程，該過程會消耗大量的熱能，從而降低熱能的利用效率。

目前，MD技術(shù)裝置用膜基本上為其他膜分離過程的商業(yè)用膜，并不能完全滿足MD技術(shù)對膜疏水性、滲透性、抗污染性的要求。同時，由于該技術(shù)膜通量較小，限制了其在工業(yè)上的應用。因此，膜通量和熱效率的提高以及借助再生能源或工業(yè)廢熱來降低運行成本，都會提高MD技術(shù)在工業(yè)上應用的競爭力，加快其工業(yè)化進程。

二、直接脫鹽的電吸附技術(shù)

電吸附除鹽技術(shù)（EST）是利用帶電表面的電化學特性來實現(xiàn)水中離子的去除、有機物的分解等。該技術(shù)采用了全新的水處理概念，在處理效率、適應性、能耗、運行維護以及環(huán)境友好等方面，有著明顯優(yōu)勢。與蒸餾、RO等技術(shù)相比，EST技術(shù)采用靜電作用而不是通過高溫高壓將離子從水中提取出來，因此能耗相對較低。

與RO技術(shù)相比，EST系統(tǒng)濃水排放量小且不含膜類元件，因此對進水水質(zhì)要求較低。EST技術(shù)無需添加任何藥劑進行材料的再生，排放的水無新的二次污染物。

但EST技術(shù)適于處理電導率小于5000μS/cm的水質(zhì)，且除鹽率不是很高，所以可以根據(jù)回用水水質(zhì)要求，將EST技術(shù)與其他除鹽技術(shù)結(jié)合，以降低總體運行成本。如采用EST技術(shù)預處理HERO系統(tǒng)中RO裝置進水，可提高系統(tǒng)產(chǎn)水率和出水水質(zhì)，延長膜的使用壽命，降低運行成本。EST技術(shù)目前還存在電吸附容量低、價格昂貴、重復利用性差等缺陷，因此提高電材料性能及優(yōu)化電吸附模型，將會促進EST技術(shù)走向成熟。

三、濃縮液處理技術(shù)

采用熱蒸餾或膜分離技術(shù)濃縮含鹽廢水時，會產(chǎn)生少量更高濃度的濃縮液。若能將濃縮液進一步處理，使廢棄甚至實現(xiàn)零排放，將會取得經(jīng)濟和環(huán)保雙重效益。

熱蒸餾與EST過程中產(chǎn)生的濃縮液均來自原水，可視其污染程度選擇直接結(jié)晶或干燥技術(shù)實現(xiàn)零排放。膜濾濃縮液的成分較復雜，因此對其的處理是實現(xiàn)污水零排放的關(guān)鍵。膜濾濃縮液的處理應分兩步實現(xiàn)，首先采用吸附、氧化、生化等方法降解其中的有機物，然后對膜濾濃縮液進行深度脫鹽以提高總產(chǎn)水率。目前，膜濾濃縮液脫鹽方法主要有膜蒸餾（MD）、正滲透（FO）、共晶冷凍結(jié)晶（EFC）。

如前所述，MD技術(shù)可以處理高濃度的廢液（接近飽和），因此采用MD技術(shù)與結(jié)晶技術(shù)相結(jié)合處理濃縮液，可基本上實現(xiàn)零排放。

FO技術(shù)是滲透驅(qū)動的膜分離過程，利用半透膜兩側(cè)的滲透梯度使水由濃縮液（低滲透壓）側(cè)向驅(qū)動液（高滲透壓）側(cè)流動，該過程不需外加壓力，故能耗較低。FO技術(shù)可以處理TDS質(zhì)量濃度較高（>70000mg/L）的濃縮液，且膜污染程度較壓力驅(qū)動的膜分離技術(shù)低。

四、結(jié)語

高含鹽廢水處理技術(shù)除了EST技術(shù)是直接脫鹽以外，其他技術(shù)均屬于間接除鹽。傳統(tǒng)的MSF、MED技術(shù)雖然節(jié)能效果較好，但設(shè)備復雜龐大、易結(jié)垢、能耗比較高。

新興的MVR技術(shù)具有效率高、運行成本低等優(yōu)勢，將在廢水處理方面得到廣泛應用。膜分離技術(shù)中RO技術(shù)在廢水脫鹽領(lǐng)域應用廣，而且膜污染而導致的能耗增加和回收率的降低，限制了其應用。HERO技術(shù)克服了RO技術(shù)清水回收率低及膜污染嚴重的缺點，但是需要增加預處理過程，因此投資成本較高。MD技術(shù)因具有其他傳統(tǒng)蒸餾技術(shù)和膜技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢而得到了普遍、深入的研究，很多研究工作已經(jīng)達到示范性生產(chǎn)的規(guī)模，膜蒸餾工業(yè)化應用的時間不會太遙遠。EST技術(shù)以其能耗低、運行維護方便以及環(huán)境友好等優(yōu)勢，成為現(xiàn)有除鹽技術(shù)的有利補充，但在處理高濃度廢水以及大規(guī)模應用方面都還有很多問題。高含鹽廢水過程中產(chǎn)生的濃縮液經(jīng)過進一步的技術(shù)處理，其零排放是可以實現(xiàn)的。