在工业生产中不可避免地产生大量的高含盐废水。其中,硫酸钠(Na2SO4)是大部分废水中主要的盐成分,直接排放会造成资源的浪费和严重的环境污染。对高含盐废水中Na2SO4的脱除和回收利用是废水处理的研究重点和难点。单膜电解技术能够将Na2SO4溶液电解为相应的碱(NaOH)和硫酸-硫酸钠(H2SO4-Na2SO4)混合溶液,而双极膜电渗析技术能够有效调控混合溶液中H+的浓度。本文将单膜电解与双极膜电渗析技术耦合处理含有高浓度Na2SO4的溶液制备NaOH和H2SO4。在H型玻璃电解槽中,使用单膜电解法探究了盐室液中H+浓度、Na2SO4浓度、电流密度、温度等条件对电解Na2SO4溶液制备NaOH的影响。研究发现碱电流效率会随着电流密度和电解温度的增加先增大后减小,提高盐室液中Na2SO4的浓度有利于提高电流效率,当盐室液内H+浓度为1 mol/L时,电解效果最好。以与单膜电解法耦合为目的,采用双极膜电渗析技术控制H2SO4-Na2SO4混合溶液中的H+浓度。在板框式双极膜电渗析装置中,研究了阴离子交换膜的种类、酸室内H+浓度、电流密度等工艺条件对电流效率的影响,并探究了双极膜电渗析过程中的扩散现象。研究发现使用AEM-2膜的电流效率高于使用AEM-1膜。并且由于盐室和酸室内的H+会在浓度差的作用下发生渗透,电流效率会随着酸室内H+浓度的增加明显降低。而提高电流密度可以保证电流效率下降幅度较少的同时提高产物H2SO4的纯度。基于上述优化条件,将板框式单膜电解和双极膜电渗析技术耦合处理Na2SO4溶液,在单膜电解装置中制备NaOH、在双极膜电渗析装置中回收H2SO4。与传统的两膜三室电解法对比,发现耦合法可将酸、碱电流效率分别提高22%和6.2%,降低了 10%的能耗。