近日，重庆大学环境与生态学院韩乐教授团队在膜科学领域学术期刊Desalination上发表了题为“Closed-loop hybrid membrane system toward low-carbon resource recovery: Case study for food industry wastewater”的研究论文。

食品加工业的快速增长催生大量高酸、高氨氮、高有机物废水，传统化学-生物处理工艺能耗高且资源回收率低，难以适配“双碳”目标。为破解这一难题，本研究创新开发扩散渗析（DD）-电渗析（ED）-反渗透（RO）多膜耦合技术，实现酸、铵盐、水的多目标精准回收与循环利用。以实际柑橘果胶废水为研究对象，系统展现出卓越性能。DD阶段近“零能耗”实现酸盐分离，酸回收率稳定在72%，总有机碳（TOC）和NH4+截留率分别达88%和86%；ED阶段将酸和铵盐分别浓缩8倍和3.65倍，H+与NH4+富集因子超8.0和3.6；RO阶段进一步提纯，最终铵盐浓缩液氮含量≥5.0 %（满足液体肥料标准），氮总回收率89.5%，水回收率61.36%，产水TN < 20 mg/L、TOC < 20 mg/L，符合回用与排放标准。其单位处理成本仅3.53美元/立方米，较传统工艺降低近70%；碳排放减少18.3%。资源回收收益可抵消64.5%的运行成本，实现“处理-回收-盈利”良性循环。该研究成功验证多膜耦合工艺在复杂工业废水资源化与低碳处理方面的巨大潜力，为行业提供可推广的高效技术方案。

随着工业化进程的不断推进，工业废水处理已成为关乎全球水环境安全与资源可持续利用的核心挑战。2015年全球产生的工业废水总量约为3.59×1011m3，但整体处理率仅达38%，在低收入国家甚至低于10%，凸显了治理能力的不平衡与迫切性。其中，食品工业废水因其排放量大、组分复杂而备受关注，其典型特征表现为高化学需氧量（COD可达5000–50000 mg/L）、强酸性（pH常低于5）及高氨氮浓度（总氮可达240–540 mg/L），若不经妥善处理，不仅导致严重水环境污染，也造成酸、氮等有用资源的流失。

目前，此类废水的处理仍主要依赖传统技术，但其局限日益显现：生物处理以脱氮为目的而非资源回收，常需投加外源碳，成本较高且运行稳定性易受冲击；化学中和法虽可快速调节pH，但产生大量化学污泥，增加后续处置负担；在高氨氮条件下通过加碱吹脱回收氨，则能耗显著（约9-26 MJ/kg-N），并存在氨挥发带来的二次污染风险。相比之下，膜分离技术以其高效选择性、低能耗和模块化优势，被视为实现资源回收的理想途径；然而，面对复杂废水体系，单一膜工艺往往难以协同回收多种资源。

针对以上问题，本研究以实际柑橘果胶废水为处理对象，构建一套“DD-ED-RO”多膜耦合工艺，旨在实现酸、铵盐和回用水的同步分离与回收，从而为食品工业及其他高盐废水的低碳资源化提供一条具有潜力的技术路线。