科研团队围绕工业高盐废水零排放资源化难题开展专项攻关，创新构建热响应离子液体（TRIL）辅助渗透辅助反渗透（OARO） 一体化浓缩体系，突破传统膜浓缩工艺耐盐极限高、再生能耗大、膜易结垢等行业痛点，相关机理与工艺验证成果正式发表于国际膜分离领域权威期刊《Journal of Membrane Science》，为化工、煤化工、电力、印染等高盐废水低成本减量处置提供全新绿色技术路线。
一、行业痛点：高盐废水处理面临双重制约
我国煤化工、石化、电镀、锂电行业每年产生超 3 亿立方米高盐废水，TDS 浓度普遍突破 3.5%，属于难处置工业水体。当前主流处理路线存在明显短板：
- 常规高压反渗透受渗透压限制，仅能将废水浓缩至 60–80g/L，大量浓水进入蒸发结晶单元，吨水处理能耗、运维成本居高不下；
- 传统渗透辅助反渗透多采用无机盐汲取液，汲取液再生全程依赖电能，难以利用工厂余热，系统综合能效偏低；
- 高盐工况下膜表面极易产生浓差极化与盐垢，大幅缩短膜元件使用寿命，提升长期运维成本。
在 “双碳” 目标与水污染零排放政策双重约束下，行业亟需兼具高浓缩倍率、低能耗、汲取液可循环的新型膜浓缩技术。
二、核心创新：热响应离子液体驱动新型膜浓缩体系
本次研究创新性引入具备低临界溶解温度（LCST） 特性的四丁基鏻 – 2,4 – 二甲基苯磺酸盐（[P4444][DMBS]）热响应离子液体作为渗透汲取液，搭建 TRIL-OARO 耦合工艺平台，核心技术亮点如下：
- 高渗透驱动力，拓宽浓缩上限 热响应离子液体具备超高固有渗透压，可对 1.5–2.5 mol/L 超高盐度废水稳定萃取水分，产水通量稳定维持 1.5–3 LMH，突破常规反渗透浓缩浓度天花板，大幅削减后端蒸发水量与负荷中国科学院…。
- 低品位余热再生，大幅降低电耗 区别于无机盐汲取液电解再生模式，该离子液体在 40℃左右低温余热条件下即可发生液 – 液相分离，分层后高浓度离子液体相可直接循环复用，工厂蒸汽、设备废热均可作为再生热源，无需额外耗电，系统综合能耗较传统工艺降低 40% 以上。
- 低反向溶质通量，保障产水水质 离子液体挥发性极低，跨膜反向渗透量远低于常规汲取溶质；产水端配套纳滤深度截留微量溶出离子液体，出水水质稳定达标，可直接回用生产，实现水资源闭环循环。
- 机理模型明晰，工艺适配性强 团队结合传质动力学建模，系统解析浓差极化、温度、离子液体浓度对浓缩效率的影响规律，明确膜界面传质调控机制，为工艺规模化放大、参数优化提供理论支撑；该体系可适配煤化工脱硫废水、油田采出水、印染浓盐水等多类复杂高盐水质。
三、应用价值：助力工业废水低成本零排放
经台式装置连续运行验证，该耦合工艺具备三大产业化优势：
- 节能降本：依托低温余热再生，摆脱高耗电再生单元，显著削减蒸发结晶工段处理规模，大幅降低企业废水处置综合成本；
- 绿色循环：离子液体相分离再生损耗低，循环稳定性优异，无挥发性药剂污染，契合绿色水处理、循环经济发展要求；
- 适配场景广：模块化设计可集成于现有 “预处理 + 膜浓缩 + 蒸发结晶” 零排放生产线，改造难度低，适配各类高盐工业废水集中处理项目。
业内专家表示，该研究打通热响应功能材料与膜分离技术的融合路径，解决传统高盐膜浓缩能耗高、浓缩倍率有限的核心矛盾，为高盐废水资源化、低成本近零排放开辟全新技术方向，对推动工业水处理行业节能降碳、水资源循环利用具备重要工程价值。下一步，团队将开展中试放大试验，优化离子液体合成成本与膜组件匹配方案，加速技术工程化落地。
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