综述：基于膜技术的可持续地热水资源化利用与矿产回收：工艺集成及影响参数的综合评述

这篇综述系统探讨了膜技术（NF/RO/MD/ED等）在地热流体资源化中的应用，重点解析了工艺集成如何协同实现淡水生产与矿物质（SiO2 、Li、Rb等）富集，并指出地热特性（温度/盐度）与膜材料设计的协同优化是推动循环经济（circular economy）的关键。

　　

膜技术驱动的可持续地热资源革命

Abstract
地热流体作为兼具可再生能源、淡水和稀有金属（如Li、Rb）三重价值的特殊资源，其高效利用已成为全球研究热点。膜技术凭借模块化设计和选择性分离优势，正推动地热资源从单一能源开发迈向"水-能-矿"联产模式。

Introduction
地热流体按温度梯度可分为中低温（直接利用）与高温（发电）资源，全球年利用率增速超8%。传统地热尾水（含SiO₂
、Ca²⁺
等溶解矿物）回灌或排放方式不仅浪费资源，还可能引发热污染。膜技术通过将脱盐与矿物富集（浓缩2-7倍）耦合，为资源闭环提供了新范式。

Membrane-based processes for water reclamation

• 耐温膜材料：聚四氟乙烯（PTFE）膜在80℃地热MD中通量达25 L/m²
  h，但CaSO₄
  结垢需预处理
• 工艺创新：NF-RO联用可分级截留二价离子（Mg²⁺
  回收率>90%）与单价离子（Li⁺
  ）
• 能量协同：土耳其某电站利用地热余压驱动RO，能耗降低40%

Valuable metal/mineral recovery

• 靶向提取：嵌段共聚物膜对Li⁺
  /Rb⁺
  的选择性系数达12.3
• 电膜耦合：ED与结晶联用可从pH 3.5的酸性地热水中回收99%硼酸
• 经济瓶颈：稀土元素（如Ge）提取成本仍高于传统采矿

Circular economy-driven sustainability
冰岛Hellisheidi电站的案例显示，MD-ED集成系统可使水回用率提升至85%，同时Li₂
CO₃
副产品创造额外收益。但膜污染（硅胶沉积）和高温耐受性（>120℃）仍是规模化应用的挑战。

Conclusion
未来突破方向包括：开发耐酸/抗结垢的杂化膜材料，优化膜组件在脉动地热流中的稳定性，以及建立基于LCA（生命周期评价）的工艺选择模型。地热驱动的膜技术有望成为"零液体排放"生态工业链的核心环节。