煤化工行业的反渗透浓水中含有大量NaCl和Na₂SO₄，总溶解固体（TDS）通常高达15000-50000mg/L。传统的处理方式是进行蒸发结晶，但产生的混盐价值低，常被界定为危险废物。双极膜电渗析（BMED）提供了一种颠覆性的替代思路：不产盐，而是产酸碱。在直流电场下，BMED的核心构件——双极膜，能在其界面层将水解离成H⁺和OH⁻。结合阴阳离子交换膜，BMED可以将废水中的盐直接转化为对应的酸和碱。这两种化学品都是工业生产中大量使用的基础原料，其价值和回用于厂内的潜力远高于固体盐。
本研究以某煤化工项目的实际反渗透浓水为处理对象，构建了一套处理能力为1m³/h的BMED中试装置。该浓水TDS约25000mg/L，NaCl/Na₂SO₄质量比约为3:1。在进入BMED之前，浓水先经过化学软化和活性炭吸附预处理，将硬度降至<1mg/L（以CaCO₃计），并将TOC降至<5mg/L，以防止二价离子和有机物在膜面形成沉淀和污染。中试装置运行了超过1000小时，系统考察了电流密度、进料浓度和温度对酸碱产率、浓度和电流效率的影响。
实验结果表明，在优化的电流密度（400A/m²）和操作温度（30℃）下，该BMED系统可稳定产出浓度约1.5mol/L的盐酸（HCl）和约1.2mol/L的氢氧化钠（NaOH）溶液，两者的纯度均达到工业级标准，可直接回用于厂内离子交换树脂再生、pH调节和锅炉水处理等工序。电流效率维持在70%以上，吨盐能耗约为400kWh。脱盐室的出水TDS降至2000mg/L以下，可与其它低盐废水混合后返回前端生化系统或直接排放。
全生命周期经济性分析显示，考虑膜折旧、电耗和人工等成本后，BMED就地生产酸碱的综合成本已与当前市场外购商品酸碱的价格基本持平。更为重要的是，它彻底消除了浓水蒸发结晶的高能耗和杂盐的危废处置费用。将BMED技术嵌入煤化工废水零排放的整体流程中，可实现从“烧钱产废”到“生产原料”的模式转变，是推动工业废水处理向循环经济转型的核心技术之一。
