电渗析和反渗透耦合深度处理制革高盐废水的研究_胡栋梁

电渗析和反渗透耦合深度处理制革高盐废水的研究_胡栋梁在我国社会经济发展和城市化进程中，水资源紧缺正在逐渐成为制约我国可持续发展战略的主要因素之一[1]。制革工业给地方经济到来繁荣的同时，它也是耗水及废水排放大户，据统计，皮革行业每年排放废水0.1Gt多，约占全国工业废水总排放量的0.47%[2-5]。为了减少制革废水的排放，许多制革企业采用了以“超滤+反渗透（RO）”为主的双膜法处理工艺，对制革废水进行回用，实现了减排[6-10]。但制革废水中TDS的质量浓度达到8g/L以上，导致制革废水回用率一般在60%以内，尚有40%的高盐废水排放[11]。并且此类高盐废水含有大量的无机盐（如Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等），且还含有较高的COD，是难降解的废水之一，因而高盐废水的合理处置是制约制革行业实现废水“零排放”的瓶颈[12]。目前，相对成熟的高浓盐水处理技术主要有热法浓缩技术、超高压RO技术、电渗析（ED）浓缩技术以及不同技术的组合。同时，膜蒸馏和正渗透等诸多新技术的研究也得到了广泛的关注。热法浓缩技术包括自然蒸发（蒸发塘）、多效蒸发、机械压缩再蒸发（MVR）等[13]。其中，蒸发塘技术虽具有简单易行等优势，但存在明显地域限制，且存在可能的环境风险，现已逐步淘汰[14]；多效蒸发技术和MVR技术都可以有效减少热量损失，基本可以实现废水的零排放，但是易在蒸发器中结垢并堵塞蒸发器，且对材料耐腐蚀性能要求高，多效蒸发技术仍需额外蒸汽提供热量，对低含量浓盐水处理成本高，而MVR技术还消耗大量的电量，同时首次启动时需要大量蒸汽[15]。ED与RO过程相耦合，克服了热法的缺点，并且在能耗、占地和投资等方面优势明显[16-19]。因此，探究开发ED和RO耦合技术，符合当前制革行业对废水减排和资源化利用的迫切需求。本研究在福建某大型皮革厂“双膜法”废水处理工艺的基础上，探究以高效电驱离子膜装置为核心的适用于皮革行业高盐水的高效回收利用新技术，以实现废水中的水和无机盐的资源化回收利用，为实现制革行业废水零排放和资源化回收利用提供技术支撑[20]。电渗析和反渗透耦合深度处理制革高盐废水的研究胡栋梁1，2，方亚平1，温会涛3，袁俊生1，2，4（1.河北工业大学，天津300130；2.泉州师范学院，福建泉州362000；3.兴业皮革科技股份有限公司，福建泉州362200；4.海水资源