I øjeblikket er kerneprocessen til avanceret behandling af spildevand med høj-saltindhold fra kulkemiske anlæg fordampningskrystallisation. Fordampningskrystallisation er dyr, hvor multi-effektfordampning koster 60 RMB/t og MVR-behandling koster 40 RMB/t. For at spare omkostninger og fuldt ud udnytte vandressourcerne implementerer virksomheder typisk en volumenreduktion og koncentrationsforbehandlingsproces, før spildevandet kommer ind i fordamperen, hvilket øger saltkoncentrationen til 7%~10% eller højere for at minimere mængden af vand, der kommer ind i fordamperens krystallisator. I øjeblikket omfatter de mere modne volumenreduktions- og koncentrationsforbehandlingsprocesser, der anvendes i hustekniske projekter: høj-effektive omvendt osmose-membraner, vibrerende membraner, omvendt osmose-membraner til diskrør, ED-membraner og bipolære membraner.
Høj-effektiv omvendt osmose-membrankoncentrationsteknologi stammer fra teknologien fra Arquette Corporation i USA og er gradvist blevet introduceret i indenlandsk ingeniørpraksis. De vigtigste processer omfatter: høj-filtrering + dyb fjernelse af multivalente ioner + afgasning + høj-omvendt osmose.
Høj-effektiv omvendt osmose-membrankoncentration er i det væsentlige omvendt osmose-teknologi, blot en optimering og innovation af procesparametre. Derfor er dens koncentrationsforhold begrænset af parametrene for selve omvendt osmosemembranen. For eksempel kan saltet koncentreres til ca. 7 % ved at bruge en membran til afsaltning af havvand. De vigtigste forskelle mellem høj-omvendt osmose og konventionel omvendt osmose er som følger:
1. Forbedret dyb fjernelse af multivalente ioner for at reducere membranbegroning;
2. Forsuring og afgasning før alkalinitetsjustering for at reducere karbonat-alkalinitet og forhindre karbonataflejringer;
3. Drift ved en høj pH (pH=11) for at reducere membrantilsmudsning fra organisk materiale, silica og mikroorganismer, hvorved permeatudbyttet øges.
Høj-effektiv omvendt osmose-membranteknologi har meget strengere krav til forbehandling end konventionel omvendt osmose, især ved fjernelse af multivalente uorganiske metalioner. Ud over konventionel kemisk blødgøring for at fjerne hårdhed og andre høj-valente ioner, anvender den specielle ionbytterharpikser (svagt sure kationbytterharpikser) til dyb fjernelse af multivalente ioner og omdanner salte til meget opløselige natriumsalte. Ved at reducere carbonat-alkaliniteten, forsuring og afgasning fjernes desuden carbondioxid, hvilket forhindrer carbonatdannelse under alkalinitetsjustering og reducerer tendensen til karbonataflejringer.
Høj-effektive omvendt osmose (RO)-membranprocesser fungerer ved høj pH, hvilket øger opløseligheden af organisk stof gennem forsæbning og silicium og dermed reducerer membrantilsmudsning. Høj pH-drift reducerer også mikrobiel aktivitet og tilsmudsning, hvilket mindsker membrantilstopning.
Anvendelighed af højeffektive RO-membranprocesser i kulkemisk industri: Processen er i det væsentlige omvendt osmose, der anvender kommercielt tilgængelige spiral-viklede membranelementer. Kerneteknologien er at reducere organisk materiale, silicium og mikrobiel forurening gennem drift med høj pH. Det er vigtigt at bemærke, at teori om membranbegroning også gælder for høj-effektive RO-membranprocesser. Tilsmudsning skyldes ikke udelukkende filterkagelaget dannet af uopløseligt stof på membranoverfladen; opløste forurenende stoffer kan forårsage irreversibel membranbegroning gennem adsorption og andre mekanismer. Ydermere kan organisk stof med forskellig molekylvægt forårsage varierende grader af membranbegroning, hvilket gør kontrollen med organisk stof i fødevandet afgørende. For konventionelle polyamid-kompositmembraner, selvom deres alkaliresistens er bedre end celluloseacetatmembraner, er kontrol af fødevandets pH-værdi stadig kritisk; det bør ikke overstige 11.
For spildevand med høj-saltindhold fra kulkemiske industrier ligger nøgleprocesstyringen ved udvælgelse af høj-effektive RO-membraner stadig i passende forbehandlingsprocesser. Kontrolforanstaltninger for koncentrationen af organisk stof skal vedtages for at reducere koncentrationen af organisk stof, især ved at reducere benzenseriens organiske stof til ekstremt lave niveauer gennem oxidation; dyb blødgøring af spildevand og dyb fjernelse af multivalente ioner er også nødvendigt.
