《中国化工报》2026年10月16日刊文提出高盐废水治理的第四条技术路径——MLD+SLS(固液协同)膏体类岩石化。该路径摒弃蒸发结晶与分盐提纯,让高盐水与煤矸石、粉煤灰等大宗固废协同反应制成类岩石材料,回填煤矿采空区。核心技术已获发明专利授权,2026年3月由中华环保联合会评定为国际先进水平。
一、既有三条路径的共同困境
工业高盐废水治理历经数十年技术与工程迭代,国际上形成了以ZLD(零排放)和MLD(近零排放)+深井灌注为代表的两条主流技术路径,国内普遍采用ZLD+混盐填埋的路径。文章指出,这三条路径存在能耗高、排碳高、经济性差、次生固废污染、地质安全隐患等共性难题。
二、ZLD:把"水污染"转成"固废污染"
ZLD是一套集"预处理—浓缩—蒸发结晶—固液分离"的组合工艺链,在欧美、中东等地已有数十年工程实践经验,主要应用于电厂脱硫废水、页岩气采出水、化工废水等领域。
- 投资——系统设备复杂,综合投资在千万至数亿元不等。
- 能耗痛点——行业数据显示,蒸发结晶工段电耗达到40至80千瓦时/立方米,治理高浓度卤水时能耗更高,不仅推高运行成本,还产生大量间接碳排放。
- 产物困境——治理后产物是盐及混盐,可能产生新的固废治理问题,处置成本可能高达2000至3000元/吨。
换言之,ZLD是将"水污染"问题转化为"固废污染"问题,巨额投入的结果是污染介质的时空转移。我国高盐废水治理长期跟随国际ZLD技术路径,在煤化工、煤炭、电力等领域形成大量工程实践,典型流程为"预处理—膜浓缩减量—蒸发结晶—分盐(或不分盐)—混盐/杂盐—危废填埋场"。煤化工高盐废水成分复杂,经此路径处理后的废盐还面临氯化钠和硫酸钠难以精准分离、产盐品质不佳、混合杂盐被纳入国家危险废物名录HW类管理范畴等问题,既增加处置成本,也难以实现理想的资源化利用。
三、MLD+深井灌注:三大风险待解
MLD在ZLD基础上进行了调整:将废水最大限度浓缩后,通过深井灌注方式注入地下深部咸水层或枯竭油气藏进行地质封存。但在实际应用中易产生争议与风险:
- 地质安全风险突出——历史上曾发生因注入压力过高诱发微地震的案例。
- 长期封存风险不确定——灌注流体在深部地层的长期迁移路径难以精确预测,百年尺度的环境风险缺乏可靠的评估手段。
- 公众接受度低——地下污染物灌注处置模式易与地下水污染、地层破坏等负面风险联系,项目选址落地阻力大,社会邻避矛盾突出。
四、第四条路径:固液协同膏体类岩石化
在此背景下,我国科研团队与企业联合提出MLD+SLS(固液协同)膏体类岩石化路径。其核心是摒弃高盐废水蒸发结晶、分盐提纯的传统路径:高盐水经材料化处理后,与煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏、钢渣、赤泥等大宗工业固废进行"固液协同"反应,通过常温化学激发与多态、多相废物同频固化反应,制备出结构致密、性能稳定、耐久性强的膏体类岩石材料;再将过程膏体泵送至煤矿采空区或塌陷区等地质空间进行原位类岩石充、回填,实现"两废"协同处置与地质灾害修复治理的一体化目标。
文章作者将其概括为"地球仿生类岩石生成的交叉科学过程",实现了高盐废水不提纯、不分离、全量资源化的创新处置——盐离子不作为"分离对象",而是作为核心功能组分参与胶凝固化与材料成型过程,通过物理包裹、化学键合与离子交换三重机制稳定"锁"在类岩石固结体内部,运用地质仿生学原理使其在地质时间尺度内不析出、不浸出、不迁移。
五、四个维度的范式变革
- 成本与能耗——从"烧钱"到"省钱":废水治理成本与固废处置成本相互抵扣,变"两笔支出"为"一笔收益",变"环保消耗"为"低价工程原材料"。
- 产物与风险——从"混盐危废"到"类岩石"稳定封存:固化体浸出液中主要污染物浓度均低于GB/T 14848—2017 Ⅲ类水标准限值。
- 空间利用——从"找地埋"到"向地要空间":将填埋转向煤矿采空区、塌陷区生态恢复,既完成"两废"最终处置,又实现采空区地质灾害治理与地表沉陷控制,把处置行为转为修复行为。
- 技术水平——达到"国际先进":核心技术已获得发明专利授权,并于2026年3月由中华环保联合会综合评定为国际先进水平。
文章同时指出该路径实现了三个转变:一是有害离子从"游离态"转化为"结合态",环境活性和迁移能力发生根本性改变;二是构建"矿井/煤电/煤化工高盐水—充填材料—采空区/塌陷区"的人工物质循环系统,治理从"线性处理"转向"共生循环";三是将污染物从地表人工封存(数十年风险窗口)转移至地下地质封存(百年至千年尺度稳定)。
六、适配中国能源禀赋的原创方案
该路径的战略价值在于其适配我国煤炭能源禀赋。我国煤炭产区与煤化工、煤电产业高度重叠,同时产生大量煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏等大宗固废,以及大量煤矿采空区与塌陷区。固液协同路径把三类"负担"——高盐废水、大宗固废、采空区地质灾害——整合为一条治理链,在理论上形成"以废治废、协同处置"的闭环。文章将其定位为低碳、安全、经济的原创方案,为高盐废水绿色利用提供全新技术范式与理论支撑。
作者也给出后续研究方向:可从胶凝体系盐离子长期演化规律、多场耦合条件下充填体耐久性能等关键科学问题入手,进一步探索该类岩石材料在生态环境恢复中的使用边界。
七、三点行业启示
其一,高盐废水治理的评价标准正在从"回收率"转向"全系统成本与风险"。单纯追求水分回收与盐分结晶纯度的思路,在能耗账单和危废处置成本面前难以为继;把固废与废水合并处置、相互抵扣成本,是更符合工程经济学的方向。
其二,"分离"并非资源化的唯一前提。传统ZLD的技术哲学是把混合物"分干净",而固液协同路径选择"锁稳定"——通过晶格固化让污染物在地质时间尺度内失去迁移能力。两种哲学对应不同的风险模型,也为高盐废水治理提供了更大的技术选择空间。
其三,跨介质协同治理值得行业重点跟踪。废水、固废、矿山地质治理长期分属不同管理条线与产业板块,而真正具备成本优势的方案往往出现在交叉地带。对工程公司而言,能否打通跨介质工艺包,将成为下一阶段核心竞争力之一。
天乙科技有限公司(TIANYI LIMITED)长期深耕污水处理与中水回用领域,围绕低碳工艺、资源回收、智慧运营三大方向,为市政污水厂、工业园区及各类用水主体提供从方案设计、装备制造、工程建设到运营管理的全链条服务。公司以"稳定达标、节能降耗、资源循环"为目标,持续帮助客户在绿色低碳转型中降低运行成本、提升系统韧性。
来源:《中国化工报》《固液协同打开高盐废水治理新局面》(2026年10月16日),作者于树江(中国矿业大学(北京)博士、水木(北京)能源环保有限公司董事长)、王凯(水木(北京)能源环保有限公司高工)。
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2026-10-17