中国特有的资源特点促进了煤炭行业的大发展,虽然其在一定程度上缓解了能源危机,但是也随之产生大量煤化工高盐废水。目前,国内高盐废水的处理方法主要有蒸发塘晒盐和蒸发结晶两种。但是两者的处理过程得到的均是含有大量有机物和重金属的混盐,产品只能作为危险固体废弃物处置,造成了环境污染及资源浪费。同时,蒸发结晶过程存在能耗高、过程稳定性差、设备容易腐蚀结垢等问题。正是在上述背景下,本文对煤化工高盐废水分质结晶过程进行了系统研究。首先,本文考察了煤化工高盐废水中典型有机杂质苯酚对硫酸钠、氯化钠结晶过程热力学性质的影响。采用静态法测定了不同温度下硫酸钠、氯化钠在纯水中的溶解度,同时考察了有机杂质对其溶解度的影响;用两种经验方程对实验溶解度数据进行了拟合,并将模拟结果与实验结果进行了对比,考察了模型的适用性和准确性;计算得到了硫酸钠在水中溶解焓、溶解熵、溶解吉布斯自由能等热力学数据,考察了苯酚等杂质的存在对溶解热力学性质的影响。其次,基于所测得的热力学数据,本文考察了苯酚对硫酸钠结晶过程晶体成核和生长过程的影响。采用FBRM在线监测技术测定了硫酸钠在水中的介稳区和诱导期,考察了杂质、饱和温度、降温速率、过饱和度对硫酸钠介稳区和诱导期的影响;通过不同理论模型拟合计算得到了相应的晶体成核及生长动力学参数,结合分子动力学模拟结果,确定了苯酚对硫酸钠晶体成核及生长的影响规律及其影响机理。最后,在上述理论研究的基础上,为了从高盐废水中提取纯度高、粒度大、粒度分布均匀、可以达到工业产品质量要求的硫酸钠和氯化钠产品,实现高盐废水中盐的资源化利用,本文对煤化工高盐废水的分质结晶技术进行了研究。根据高盐废水组成的特点,确定了分质结晶技术路线;详细考察了脱色条件、搅拌速率、降温速率、蒸发速率、pH等对氯化钠和硫酸钠结晶过程和产品质量影响,分别得到了硫酸钠结晶过程和氯化钠结晶过程的优化操作工艺条件。利用电渗析高盐废水验证了所开发的分质结晶工艺的稳定性和强适应性,为高盐废水的资源化综合利用提供了技术支撑。