利用反向太阳能界面蒸发技术实现高盐度废水的零液体排放

《Journal of Cleaner Production》：Reverse solar interfacial evaporation for high salinity wastewater zero liquid discharge

　　

徐张 | 王一鸣 | 朱学武 | 陈飞勇 | 张新宇 | 徐冰

摘要

高盐度废水的处理仍然是一个重大的环境挑战。零液体排放（ZLD）技术是一种有前景的解决方案；然而，其大规模应用受到高能耗和蒸发结晶过程中产生的二次环境污染的阻碍。本研究提出了一种基于先进反向太阳能界面蒸发的新型ZLD策略。该方法将结晶界面与光热界面分离，从而减轻了盐结晶对太阳能吸收的不利影响，并引入了盐结晶阻垢剂来破坏结晶前体的均匀成核并延缓其沉淀。实验结果表明，在结晶界面形成的盐晶体对光热性能的影响可以忽略不计。在亲水性棉纤维之间形成的微液膜增强了马兰戈尼效应（Marangoni effect），提高了蒸发效率，并促进了NaCl在纤维尖端的结晶。复合阻垢剂MDC220能够延缓晶体成核，改变NaCl晶体的形态，并在ZLD过程的初始阶段提高结晶效率。然而，在连续蒸发过程中，预成核的晶体可能会被新形成的NaCl晶体包裹和生长，导致盐层堵塞，从而在后期降低效率。这些发现突显了所提出的反向太阳能界面蒸发设计和结晶控制策略作为低成本、高效且可持续的解决方案，在高盐度废水处理中实现ZLD的巨大潜力。