近期，中国科学技术大学环境学院在Environmental Science & Technoogy发表题为“Solar Driven Zero-Liquid Discharge of High-Salinity Phenolic Wastewater”的研究论文。研究构建了一种海绵—水凝胶双相异质光热—光催化蒸发系统，协同解决高盐废水太阳能蒸发过程中界面盐结晶和挥发性有机物污染冷凝水两项关键问题，实现了高盐含酚废水的长期稳定蒸发、清洁水回收与零液体排放。

高盐有机废水广泛产生于石油化工、煤化工、冶金和制药等行业。传统零液体排放工艺通常需要耦合高级氧化、膜浓缩和热蒸发结晶等多个单元，存在流程复杂、能耗高和运行成本大等问题。太阳能界面蒸发可利用局域光热效应直接驱动水分蒸发，但持续运行时盐分易在蒸发界面富集结晶，苯酚等挥发性有机污染物也可能随水蒸气进入冷凝水。因此，如何同步实现长期抗盐和挥发性污染物深度去除，是太阳能驱动高盐废水零液体排放面临的重要挑战。

针对这一挑战，研究团队设计了海绵-水凝胶双相异质蒸发材料HSP@BM。海绵与水凝胶之间不同的水盐传输速率可形成持续盐浓度梯度，驱动盐离子返回主体溶液，从而抑制表面盐结晶；原位构建的MXene/BiOClI肖特基异质结则通过界面内建电场促进光生载流子分离，实现苯酚的原位深度矿化。结果表明，该系统在一个太阳光强下的蒸发速率达到2.4 kg/m2/h，光热转换效率为87.8%；在含14 wt.% NaCl和10 mg/L苯酚的模拟废水中连续稳定运行30天，材料表面未出现明显盐积累，冷凝水中的苯酚低于检测限。实际废水室外实验进一步验证了系统稳定性与产水安全性。生命周期评价表明，其处理成本较传统蒸发塘工艺降低约50%。该研究为复杂高盐有机废水低碳零液体排放与水资源回收提供了新的技术路线，并为太阳能界面蒸发的工程化应用提供了依据。

图. 高盐含酚废水零液体排放系统

该研究得到了国家自然科学基金面上项目和国家自然科学基金区域创新发展联合基金等项目的资助。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.6c05876