در حال حاضر، فرآیند اصلی برای تصفیه پیشرفته فاضلاب{0}}با شوری بالا از کارخانه های شیمیایی زغال سنگ تبلور تبخیر است. تبلور تبخیر گران است، با هزینه تبخیر چند اثر- 60 RMB/t و هزینه عملیات MVR 40 RMB/t. برای صرفهجویی در هزینهها و استفاده کامل از منابع آب، شرکتها معمولاً قبل از ورود فاضلاب به اواپراتور، فرآیند کاهش حجم و پیش تصفیه غلظت را اجرا میکنند و غلظت نمک را به 7٪ تا 10٪ یا بیشتر افزایش میدهند تا میزان آب ورودی به تبخیرکننده را به حداقل برسانند. در حال حاضر، فرآیندهای کاهش حجم و غلظت بالغتر مورد استفاده در پروژههای مهندسی داخلی عبارتند از: غشاهای اسمز معکوس با راندمان بالا، غشاهای ارتعاشی، غشاهای اسمز معکوس لوله دیسک، غشاهای ED و غشاهای دوقطبی.
فناوری غلظت غشای اسمز معکوس با کارایی بالا از فناوری Arquette Corporation در ایالات متحده سرچشمه گرفته و به تدریج در مهندسی داخلی معرفی شده است. فرآیندهای اصلی عبارتند از: فیلتراسیون با راندمان بالا + حذف عمیق یونهای چند ظرفیتی + گاززدایی + اسمز معکوس با راندمان بالا.
غلظت غشای اسمز معکوس با کارایی بالا اساساً فناوری اسمز معکوس است که صرفاً یک بهینه سازی و نوآوری در پارامترهای فرآیند است. بنابراین، نسبت غلظت آن توسط پارامترهای خود غشای اسمز معکوس محدود می شود. به عنوان مثال، استفاده از غشای نمک زدایی آب دریا می تواند نمک را تا حدود 7 درصد غلیظ کند. تفاوتهای کلیدی بین اسمز معکوس با راندمان بالا و اسمز معکوس معمولی به شرح زیر است:
1. افزایش حذف عمیق یون های چند ظرفیتی برای کاهش رسوب غشاء.
2. اسیدی کردن و گاز زدایی قبل از تنظیم قلیایی برای کاهش قلیایی کربنات و جلوگیری از پوسته پوسته شدن کربنات.
3. عملیات در pH بالا (pH=11) برای کاهش رسوب غشاء از مواد آلی، سیلیس و میکروارگانیسمها و در نتیجه افزایش بازده تراوا.
فناوری غشای اسمز معکوس با راندمان بالا نسبت به اسمز معکوس معمولی، به ویژه در حذف یون های فلزی معدنی چند ظرفیتی، نیازمندی های پیش تصفیه بسیار سخت گیرانه تری دارد. علاوه بر نرمکنندههای شیمیایی معمولی برای حذف سختی و سایر یونهای{2} با ظرفیت بالا، از رزینهای تبادل یونی ویژه (رزینهای تبادل کاتیونی ضعیف اسیدی) برای حذف عمیق یونهای چند ظرفیتی استفاده میکند و نمکها را به نمکهای سدیم بسیار محلول تبدیل میکند. علاوه بر این، در کاهش قلیایی کربنات، اسیدی شدن و گاز زدایی، دی اکسید کربن را حذف می کند، از تشکیل کربنات در هنگام تنظیم قلیایی جلوگیری می کند و تمایل به پوسته پوسته شدن کربنات را کاهش می دهد.
فرآیندهای غشایی اسمز معکوس (RO) با راندمان بالا در pH بالا عمل میکنند، که حلالیت مواد آلی را از طریق صابونسازی و سیلیکون افزایش میدهد و در نتیجه رسوب غشاء را کاهش میدهد. عملکرد با pH بالا همچنین فعالیت میکروبی و رسوب را کاهش می دهد و گرفتگی غشاء را کاهش می دهد.
کاربرد فرآیندهای غشایی RO با راندمان بالا در صنایع شیمیایی زغال سنگ: این فرآیند اساساً اسمز معکوس است و با استفاده از عناصر غشای مارپیچی-در بازار موجود است. فناوری هسته، مواد آلی، سیلیکون و رسوب میکروبی را از طریق عملیات pH بالا کاهش می دهد. توجه به این نکته مهم است که تئوری رسوب غشایی برای فرآیندهای غشایی RO با راندمان بالا نیز کاربرد دارد. رسوب تنها به دلیل لایه کیک فیلتر تشکیل شده توسط مواد نامحلول روی سطح غشاء نیست. آلاینده های محلول می توانند از طریق جذب و مکانیسم های دیگر باعث رسوب غیر قابل برگشت غشاء شوند. علاوه بر این، مواد آلی با وزنهای مولکولی مختلف میتوانند باعث درجات مختلفی از رسوب غشایی شوند که کنترل مواد آلی در آب خوراک را بسیار مهم میسازد. برای غشاهای مرکب پلی آمیدی معمولی، اگرچه مقاومت قلیایی آنها بهتر از غشاهای استات سلولز است، کنترل pH آب تغذیه حیاتی است. نباید از 11 تجاوز کند.
برای فاضلاب{0}}با شوری بالا از صنایع شیمیایی زغال سنگ، کنترل فرآیند کلیدی در انتخاب غشاهای RO با راندمان بالا هنوز در فرآیندهای پیش تصفیه مناسب است. اقدامات کنترل غلظت ماده آلی باید برای کاهش غلظت مواد آلی اتخاذ شود، به ویژه با کاهش مواد آلی سری بنزن به سطوح بسیار پایین از طریق اکسیداسیون. نرم شدن عمیق فاضلاب و حذف عمیق یون های چند ظرفیتی نیز ضروری است.