煤化工高鹽廢水主要來源于生產(chǎn)過程中的煤氣洗滌廢水、除鹽水系統(tǒng)排水、循環(huán)水系統(tǒng)排水、中水回用系統(tǒng)濃水等，溶解性總固體(TDS)濃度通常＞10000mg/L，廢水中Na+、Cl-和SO2-4濃度之和占離子總量的80%～90%以上。目前，主要采用預(yù)處理-納濾分離-反滲透濃縮-蒸發(fā)/冷凍結(jié)晶組合工藝實現(xiàn)高鹽廢水零排放，反滲透產(chǎn)水進(jìn)行回用，同時副產(chǎn)NaCl和無水Na2SO4結(jié)晶鹽。

納濾分離技術(shù)是高鹽廢水零排放中的關(guān)鍵技術(shù)。由于納濾膜的篩分效應(yīng)(空間位阻效應(yīng))、道南效應(yīng)(電荷效應(yīng))和介電排斥效應(yīng)，使納濾膜對有機(jī)物、多價離子和單價離子等的截留率呈顯著差別。因此，利用納濾膜對不同價態(tài)陰離子的選擇性截留原理對Cl-和SO2-4進(jìn)行分離，已成為高鹽廢水零排放中至關(guān)重要的工藝步驟。

近些年，納濾分離技術(shù)的相關(guān)研究和工程應(yīng)用逐漸成熟。分別對應(yīng)用于煤化工廢水、脫硫廢水和礦井水零排放納濾系統(tǒng)的分離性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，納濾系統(tǒng)對Cl-和SO2-4具有較好的分離效果。然而，目前工程中常采用1級2段或1級3段的納濾系統(tǒng)，水回收率很高，但SO2-4截留率較低；而兩級納濾系統(tǒng)具有很高的SO2-4截留率，系統(tǒng)水回收率卻很低。水回收率和截留率的相互制約是納濾膜分離的重要特征，而無法同時兼顧較高的水回收率和SO2-4截留率已成為其工程應(yīng)用中的主要問題，導(dǎo)致納濾系統(tǒng)分離性能大大降低，并最終影響結(jié)晶鹽的產(chǎn)量和純度。

為此，發(fā)明了一種由3個納濾子系統(tǒng)構(gòu)成的高水回收率和高SO2-4截留率的高分離納濾系統(tǒng)，創(chuàng)造性地對納濾膜進(jìn)行優(yōu)化組合，以提升納濾系統(tǒng)的分離性能。該技術(shù)已成功應(yīng)用到國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司寧東礦區(qū)煤化工高鹽廢水零排放項目，對該項目中高分離納濾系統(tǒng)的應(yīng)用效果進(jìn)行分析，以期為納濾分離技術(shù)的優(yōu)化升級和推廣應(yīng)用提供數(shù)據(jù)參考。