在全球淡水资源短缺的背景下,脱盐技术的快速扩张应用产生大量的高盐废水,给周边环境带来了严重的污染。以膜蒸馏技术为核心的高盐废水处理技术突破盐度限制、能够利用低效热能且易于模块化应用,在小型的高盐废水处理中具有显著优势。然而,膜污染和膜润湿问题增加了膜蒸馏运行的能耗,降低了系统运行稳定性,制约着膜蒸馏技术在高盐废水处理上的应用。本论文从研究膜蒸馏处理高盐废水的膜污染和膜润湿特性入手,探索适用于高盐废水处理的膜污染和膜润湿控制技术。论文首先采用反渗透浓缩液作为典型的高盐废水,通过对比不同膜材料特性和系统运行工况对膜蒸馏系统的影响,利用基于比通量下降、进水错流压力增加和出水电导率增长的膜污染和膜润湿评价方法,探究膜蒸馏处理高盐废水过程中的膜污染和膜润湿特性。研究表明,在膜发生润湿前,膜蒸馏能够从含盐量46.5 g/L的高盐废水中回收水资源,出水离子浓度符合饮用水标准。随着废水浓缩超过一定倍数,微溶性的硫酸钙在膜表面发生结晶污染,导致膜通量急剧下降。膜结晶污染降低膜的疏水性,使得膜蒸馏在运行压力远低于膜的润湿压力下发生膜润湿。膜结晶污染主要受到溶液浓度的影响,不同特性的膜发生结晶的盐度无显著差异。通过将进水温度由60℃降低至40℃可以有效的延缓膜污染,进而将膜润湿的盐度由153 g/L提高至186 g/L。提高进水流速可以一定程度延缓膜污染,但会增加运行压力导致膜局部润湿风险升高。可见,仅凭优化膜蒸馏系统是无法从根本上解决膜结晶污染问题的。尽管膜污染可逆性强,通过纯水冲洗通量恢复率大于88%,但污染再生膜的截盐率下降。为明确有机物对膜蒸馏系统的影响,采用模型有机物配水和实际高有机物废水相结合的方式进行研究。结果表明,牛血清蛋白和海藻酸钠会导致硫酸钙结晶的形态畸变,阻碍膜结晶,但海藻酸钠会和钙离子作用,形成大块的晶体,加速后期的膜污染;腐殖酸在溶液浓度超过一定限值后能够诱导结晶,促进硫酸钙在溶液中的均相成核,从而减缓膜表面的污染。溶液中的三种有机物均有一定程度的阻垢作用,延缓膜通量的下降。膜表面的有机物能够和钙离子结合,延缓膜结晶污染过程,但膜结晶发生后腐殖酸和海藻酸钠污染层会增加硫酸钙晶体和膜的作用力,导致膜污染过程加速。在实际的废水处理中,膜蒸馏实现了良好的截留效能,DOC去除率高于99%,磷在出水中未检出,在酸化至p H=5时氨氮的去除率超过98%,出水符合工业冷却水用水标准。尽管高浓度的有机物沉积导致膜的接触角下降,但是运行过程中未发生膜润湿。在有机物和无机物污染共存情况下,无机结垢可能通过吸附作用加剧有机物污染,通过酸化可以有效的控制Ca、Mg和Si等无机盐引起的膜结晶污染,进而降低膜的有机物污染。基于以上对膜蒸馏处理高盐废水的膜污染和润湿特性认识,本论文探究采用诱导结晶对于膜蒸馏的膜结晶污染和膜润湿控制作用。结果表明采用加热诱导结晶的方式,能够促进溶液的均相成核结晶,从而延缓膜表面的污染,在提升10℃结晶温度下将回收率由26%提升至45%。在结晶池中投加硫酸钙晶种能够加速硫酸钙结晶,在投加5 g/L下比单独加热10℃提升37%,提升幅度随着投量增加而增加,但高投量下部分晶体在膜表面沉积诱导结晶,恶化膜污染控制效果。投加1 g/L晶种下膜污染和膜润湿效果控制最好。将诱导结晶应用于反渗透浓缩液处理,在投加晶种下,维持80%通量下的浓缩盐度由159 g/L提升至189 g/L,提高10℃的结晶温度可以进一步提升200 g/L。本论文从探究膜蒸馏处理高盐废水的膜污染和膜润湿特性入手,探究了膜蒸馏系统运行条件、膜材料特性和废水中有机物对膜污染和润湿的影响,提出了以加热和晶种诱导结晶的方式控制膜结晶污染,实现了膜蒸馏高盐废水处理中膜污染和膜润湿的控制,为实际高盐废水处理提供指引。