基于Friedel盐沉淀的两阶段优化工艺高效去除反渗透浓水中的氯离子及干扰离子研究

针对反渗透浓水(ROC)中高浓度Cl?和SO42?干扰处理的难题，研究人员创新性开发了基于Friedel盐(FS)沉淀的两阶段工艺。通过先形成ettringite(Ett)去除SO42?，再沉淀Cl?为FS，实现Cl?去除率68.0%、SO42?完全清除，同时降低90%硬度，为ROC处理提供了经济高效的解决方案。

　　

随着工业废水处理需求的激增，反渗透(RO)技术虽能高效净化水质，却会产生富含氯离子(Cl^?)的反渗透浓水(ROC)，其直接排放会破坏水生生态系统并腐蚀管道设备。传统蒸发法成本高昂，而单一化学沉淀法又受硫酸根(SO₄^2?)干扰效率低下。宝武水务科技有限公司等机构的研究团队在《Separation and Purification Technology》发表研究，通过Friedel盐(FS，一种层状双氢氧化物LDH)沉淀技术突破这一瓶颈。

研究采用批式实验与中试相结合的策略，运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)表征沉淀物晶体结构。通过参数优化发现：当n(Ca):n(Al):n(Cl)=8:3:1、30℃反应1小时时，模拟废水Cl^?去除率达80.0%；创新的两阶段工艺使实际ROC的Cl^?去除率较单阶段提升21%，同时实现SO₄^2?100%去除及硬度降低90%以上。

材料与方法
研究先以模拟废水优化Ca/Al/Cl配比、温度等参数，再通过两阶段系统处理实际ROC：第一阶段利用钙铝盐沉淀SO₄^2?为Ett，第二阶段形成FS去除Cl^?。

Effects of reagent dosage
数据表明Ca/Cl比≥8时，Cl^?去除效率显著提升至68.0%，但Al/Cl比过高会导致铝利用率(AUR)从56.5%降至14.0%，揭示钙充足是FS形成的决定性因素。

Discussion
机理分析显示两阶段工艺有效规避了SO₄^2?与Cl^?的竞争沉淀，生成的FS晶体结构稳定且可资源化利用。经济评估表明该方法较传统蒸发法成本降低60%。

Conclusions and recommendation
该研究证实FS两阶段工艺能同步解决ROC中Cl^?、SO₄^2?和硬度的去除难题，中试数据稳定性达66.8±5.0%。副产物碱性废水和FS可循环利用，兼具环境与经济效益，为工业废水处理提供了新范式。研究团队特别指出，未来需探索FS在重金属吸附等领域的延伸应用价值。