水危机是一个全球性的环境问题。大量未经处理的废水导致水质严重恶化，进一步加剧了淡水资源的短缺。全球有80%的废水直接排放到生态系统中，而在一些发展中国家这一比例甚至高达99%。高盐度废水是主要的工业废水之一。由于处理量大且其中含有可回收的高价值物质，因此迫切需要解决不当排放的问题。高盐度废水被定义为总溶解固体（TDS）≥3.5 wt.%的废水[1]，其中含有难以降解的无机盐和有机污染物。因此，开发高盐度废水处理和再利用技术有望缓解水资源短缺问题，从而促进现代环保产业的发展[2],[3]。
传统的高盐度废水处理技术主要包括热法和膜分离法。热法的基本原理是利用盐和水之间的沸点差异[4]。当加热到特定温度时，高盐度废水中的水会蒸发并随后冷凝。用于处理高盐度废水的热法主要包括多级闪蒸（MSF）和多效蒸馏（MED）（图1）。MSF是一种成熟的脱盐技术，但难以降低其高昂的成本和较高的能耗[5]。大型MSF装置通常在90–120°C的温度下运行，具有19–28个级数[6],[7]。操作温度的提高可以提高MSF的脱盐效率，但也会增加内部结垢和金属腐蚀。MED也是一种常见的蒸发方法，其脱盐效率与级数有关，级数越多，脱盐效率越高，但同时热量损失和能耗也会增加[8],[9]。传统热法的热源通常来自化石燃料等不可再生能源，这一特性导致了显著的经济和能源需求[10]。相比之下，作为新型高效的废水处理技术，膜分离法能够有效净化废水并回收有价值的物质，在节能、减排和循环经济中发挥着重要作用[11]。因此，近年来也开发了用于高盐度废水处理的膜分离技术。
用于高盐度废水处理的膜分离技术利用选择性膜实现净化、分离和浓缩，通常排斥率超过95%。然而，传统的反渗透（RO）和纳滤（NF）工艺在处理高盐度废水时需要大量能量来克服高渗透压，从而增加了运营成本[12],[13]。相比之下，近年来出现了一些新型膜脱盐技术，如正向渗透（FO，基于渗透压驱动）和膜蒸馏（MD）及渗透蒸发（PV，基于热驱动）。FO是一种利用膜两侧渗透压差作为驱动力的膜技术。水分子在无外力作用下会自发地从低渗透压侧穿过膜到达高渗透压侧[14]。然而，由于严重的浓缩极化和处理产物水中高渗透压成分所需的外部蒸馏技术的高能耗，FO在实际工业应用中受到限制[15]。相比之下，热驱动的膜过程（如MD和PV）因具有较高的分离效率和低能耗而受到广泛关注。
目前，MD和PV是两种典型的热驱动膜技术[16],[17],[18],[19],[20],[21]。MD过程使用疏水膜作为气体传输通道，并阻止进料物质的渗透[22]。水蒸气在热侧和冷侧之间的蒸汽压差驱动下穿过疏水膜并冷凝成纯净水。与RO不同，MD能够耐受高盐度废水。此外，如果利用废热，MD过程可以模块化操作，使其在工业应用中具有灵活性[23],[24],[25],[26],[27]。这些理想特性使MD在处理来自不同工业部门的高盐度废水与能源之间的关系方面具有巨大潜力[28],[29]。PV是另一种热驱动的膜分离技术[30],[31],[32]，广泛应用于具有挑战性的分离过程（例如共沸物分离、酒精-水混合物分离等）[33],[34],[35],[36],[37],[38]。相比之下，脱盐是PV技术在脱盐领域的最新应用。在PV脱盐过程中，水通过溶解和扩散作用在蒸汽压差下透过亲水膜，实现高浓度无机盐的去除。与MD过程不同，在PV过程中，液态水分子可以通过“溶解-扩散-蒸发-冷凝”机制穿过膜[39]，这一过程不受孔隙湿润的限制，并且理论上（或接近）可以在长期运行中实现100%的去除率。据我们所知，已有许多关于单独使用MD或PV的研究。Ong Yee Kang等人[40]从膜制备技术和材料开发的角度回顾了聚合物PV膜的发展；Xuanxuan Cheng等人[36]回顾了五种PV混合膜的制备方法和传输机制；Thomas, ER等人分析了传统PV膜材料的膜性能和结垢倾向[41]；Qinzhuo Wang等人主要研究了膜材料性质、传输机制和操作条件对PV性能的影响[42]；Lu, Kang-Jia等人总结了全疏水界面在MD中的基本原理、创新设计和新应用[43]；Sergio Santoro回顾了太阳能驱动MD的技术现状和挑战[44]；Rezaei, Mohammad等人讨论了操作参数、MD模块设计和膜疏水性对膜湿润的影响以及抗湿润方法[45]；Deshmukh, Akshay等人指出了MD的挑战，如受热分离效率限制、热回收和温度极化等问题，以及改进MD膜和系统设计的策略[46]。尽管这两种技术都是热驱动的膜技术，但关于它们之间差异和相互关系的比较性综述仍然不足。本综述将系统地讨论这两种热驱动膜技术的传热和传质机制、过去十年在处理高盐度废水方面的最新进展以及它们当前的工业应用状况。同时，还将探讨这些热膜技术在处理高盐度废水方面的潜在应用。
