页岩气开采过程中返排至地面的产出水，其总溶解固体可高达100000至300000mg/L，并含有大量石油类碳氢化合物、残余的表面活性剂以及随地层水带出的钙、镁、钡等二价离子。对这样一股极端复杂的废水实现零排放，对膜分离技术提出了极为苛刻的挑战。将正渗透和膜蒸馏相耦合的集成工艺，被认为是处理这类极端废水的理想技术组合。正渗透作为第一级，利用汲取液的高渗透压，从高盐废水中自发提取出纯净的水，其对污染物的截留率极高，且因没有外部压力驱动，膜面形成的污染层疏松，易于清洗。

  正渗透稀释后的汲取液，通过后续的膜蒸馏单元进行浓缩再生，并同步产出高品质的蒸馏水。膜蒸馏利用疏水微孔膜两侧的温差驱动的蒸气压差来传输水蒸气，理论上可以100%截留所有非挥发性溶质，对进料盐度的耐受能力极强。然而，产出水中的油类和表面活性剂是膜蒸馏疏水膜的“杀手”。这些两亲性分子极易吸附在疏水膜表面，降低液体的表面张力，导致膜孔的润湿，即废水直接穿透膜孔进入产水侧，使产水电导率急剧升高，工艺失败。因此，需对膜蒸馏膜进行特殊的抗润湿处理，如在膜表面构建一层亲水性的纳米水化层，形成对油和表面活性剂的排斥屏障。

  在膜蒸馏处理极高盐度料液时，随着水分的不断蒸发，膜表面的盐浓度会迅速超过其饱和溶解度，导致在膜面形成一层致密的结晶盐层。这层积盐会堵塞膜孔，降低膜通量，并可能刺穿膜材料。为此，工艺中采用了定时开启气扫和淡水脉冲冲洗的策略，利用机械力和盐浓度差，在盐层尚未压实硬化之前将其从膜面清除。该正渗透-膜蒸馏耦合系统，通过充分发挥两种膜过程各自的优势，并针对性地解决膜污染、膜润湿和积盐三大工程难题，为页岩气产出水等极端高盐、高污染废水的低成本零排放处理提供了可靠的技术方案。

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