工业废水除盐是水处理领域的重要课题，尤其是高盐废水的处理对环保和资源回收至关重要。以下是近年来涌现的新技术和研究方向，结合传统工艺的优化与创新：

1. 膜技术升级

高压反渗透（HPRO）：针对高盐废水（TDS > 35,000 mg/L），通过提高操作压力（可达120 bar）实现高效脱盐，但能耗较高，需耦合能量回收装置。

正渗透（FO）：利用渗透压差驱动水分子通过半透膜，能耗低，但需开发高效汲取液（如NH₃/CO₂体系）。

膜蒸馏（MD）：结合热能与膜技术，利用温差使水蒸气透过疏水膜，适合处理高浓度盐水，可耦合太阳能或废热。

2. 电化学技术

电容去离子（CDI）：通过电极吸附离子，适合低盐废水（TDS < 5,000 mg/L），新型电极材料（如碳气凝胶、MXene）提升吸附容量。

电渗析（ED）改进

选择性电渗析：使用单价离子选择性膜（如Neosepta ACS）分离Na⁺/Ca²⁺，提高资源回收率

反向电渗析（RED）：利用盐度差发电，与脱盐过程耦合。

电化学氧化/还原：针对含有机物的高盐废水（如制药废水），在除盐同时降解污染物。

3. 热法技术优化

机械蒸汽再压缩（MVR）：将蒸发蒸汽压缩升温后循环利用，能耗仅为传统蒸发的1/3，适合大规模应用。

多效蒸馏（MED）耦合太阳能：利用太阳能集热器驱动多级蒸发，降低化石能源依赖。

4. 新兴分离技术

离子液体萃取：设计亲水性离子液体（如[BMIM]Cl）选择性萃取盐分，可回收再利用。

仿生膜技术：模拟生物膜通道（如水通道蛋白Aquaporin），实现高选择性脱盐，尚处实验室阶段。

共晶冻结（Eutectic Freeze Crystallization）：通过低温结晶分离盐类和水，可同时回收盐资源（如Na₂SO₄、NaCl）。

5. 耦合工艺与零排放（ZLD）

膜-热法耦合：例如“RO+蒸发结晶”组合，RO浓缩液进一步蒸发实现ZLD。

电化学-生物耦合：如微生物脱盐电池（MDC），利用微生物代谢产电驱动脱盐。

分盐结晶技术：通过控制结晶条件分离不同盐类（如NaCl与Na₂SO₄），提升资源化价值。

6. 绿色低成本技术

生物脱盐：利用嗜盐菌或微藻吸收离子（如盐生植物修复），但处理周期较长。

-吸附法新材料：如MOFs（金属有机框架）、生物炭等高效吸附剂，适合低浓度废水。

挑战与趋势

能耗与成本：新技术需平衡效率与经济性，如MVR和CDI的规模化应用。

膜污染控制：开发抗污染膜材料（如石墨烯改性膜）。

资源回收：从废水中提取有价值盐类（如锂、溴）是未来重点。

数字化管理：结合AI优化工艺参数（如膜系统清洗周期）。

应用场景建议

高盐有机废水：电化学氧化+RO/ED。

海水淡化浓水：HPRO+MVR结晶。

低盐废水：CDI或FO+低压RO。