《Chemosphere》：Treatment and valorization of spent caustic brine: A critical review with emphasis on membrane technologies
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本刊推荐：针对高碱度、高COD的废碱液(SCB)处理难题，研究人员系统综述了以膜技术(NF/RO/BMED等)为核心的资源化策略，实现了NaOH(85%)和水(90%)的高效回收，为工业废水治理提供了符合循环经济原则的可持续解决方案。
在石油炼制、化工、金属加工和食品饮料等行业，氢氧化钠(NaOH)被广泛用于清洗、洗涤和萃取过程，由此产生的大量废碱液(Spent Caustic Brine, SCB)却成为令人头痛的环境难题。这种废水不仅pH值高达12以上，还含有高浓度的硫化物、酚类、有机化合物和重金属，化学需氧量(COD)可达2500-91000 mg/L，属于危险废物。传统处理方法如稀释、深井注入或湿式空气氧化(WAO)虽然能降低毒性，但往往伴随着化学品的永久流失、高能耗和二次污染问题，与当前推崇的循环经济理念背道而驰。
面对这一挑战，研究人员在《Chemosphere》上发表了题为《废碱液的处理与资源化：侧重于膜技术的批判性综述》的论文，系统梳理了SCB管理策略的演进路径。研究团队来自沙迦美洲大学化学与生物工程系，他们创新性地将现有技术分为三类：无资源回收的传统工艺、有限回收的常规工艺以及能实现高效回收的膜技术，并重点探讨了膜技术在资源回收方面的巨大潜力。
为全面评估不同技术的适用性，研究人员采用了系统的文献荟萃分析方法，重点整合了来自石油精炼、石化、纺织、食品等多个工业领域的SCB处理案例。关键技术方法包括对压力驱动膜过程（微滤MF、超滤UF、纳滤NF、反渗透RO）、电驱动膜过程（电渗析ED、扩散渗析DD、双极膜电渗析BMED）以及热驱动过程（膜蒸馏MD）的性能数据进行对比分析，特别关注了这些技术在极端碱性(pH≥12)和高盐条件下的长期稳定性、污染物去除率以及NaOH和水的回收效率。
2.1. 处理与资源化路线的比较分析
研究表明，传统处理路线以污染物降解/中和为主要目标，导致NaOH和有机物的永久损失。而资源化路线则通过NF、RO、BMED等膜技术选择性回收NaOH、水和盐，实现了从"末端治理"向"过程资源化"的范式转变。膜技术路线虽操作复杂度较高，但环境效益显著，更符合循环经济原则。
2.2. 无资源回收的传统工艺（路线1）
稀释、深井注入和酸中和等传统方法虽然简单易行，但都存在明显缺陷。稀释会大幅增加废水体积；深井注入有泄漏风险且资源不可回收；酸中和则会产生腐蚀性副产物并永久损失有价值的NaOH成分。
2.3. 有限资源回收的常规工艺（路线2）
吸附、焚烧、湿式空气氧化(WAO)、光催化氧化、电絮凝、燃料电池、活性污泥、嗜盐碱生物修复和流化床生物反应器等常规技术，在污染物去除方面各具特色。例如，电絮凝可去除93%的硫化物，WAO可实现80%的COD削减，微生物燃料电池能同时处理污染物并产生电能。然而，这些方法大多无法有效回收NaOH，资源化程度有限。
2.4. 实现水、NaOH和资源回收的膜技术（路线3）
膜技术展现出独特的优势，能够同时实现污染物分离和资源回收。研究表明，集成膜系统通常遵循"预处理(MF/UF)→浓缩(NF/RO)→离子分离(ED/DD)→酸碱再生(BMED)"的工艺路线。具体而言，NF技术可回收72-84%的NaOH，同时保持较高的有机物截留率；BMED技术能在最佳条件下实现超过95%的电流效率，将NaOH再生至约0.11 mol/L的浓度；膜蒸馏(MD)对非挥发性污染物的截留率接近100%，特别适用于高盐度SCB的处理。
3.1. 商业化技术与专利
MERICON?系列、Technip Energies的废碱液处理单元(SCTU)等商业化技术已在工业界得到应用。相关专利如US 8734648B2(WAO工艺)、CN 111099778A(BMED回收处理)等，反映了技术从单纯处理向资源回收方向的发展趋势。
3.2. 文献空白与展望
当前研究存在多个重要空白：缺乏长期稳定性数据、多种污染物交互作用研究不足、标准化性能评估指标缺失等。未来研究应重点开发耐碱膜材料、推进中试规模验证、建立统一的技术经济评价标准，并开展全生命周期评估。
该综述通过系统分析表明，膜技术主导的资源化策略为SCB管理提供了可持续解决方案。与传统方法相比，膜技术不仅能有效去除污染物，还能实现NaOH、水和有价值矿物的高效回收，大幅降低新鲜化学品消耗和废水排放量。虽然膜技术目前仍面临材料稳定性、操作成本和标准化等挑战，但通过膜材料创新、工艺优化和系统集成，有望在工业规模实现SCB的近零排放处理。
这项研究的重要意义在于为高碱度工业废水的管理提供了从"治理"到"增值"的范式转变思路，为相关行业实现循环经济目标提供了技术路线图。随着全球对资源效率和环境可持续性的要求不断提高，SCB资源化技术将在工业废水管理领域发挥越来越重要的作用，推动化工、石化等高耗水行业向更加绿色、可持续的方向发展。
