Momenteel is verdampingskristallisatie het kernproces voor de geavanceerde behandeling van afvalwater met een hoog{0}}zoutgehalte van kolencentrales. Verdampingskristallisatie is duur, waarbij verdamping met meerdere-effecten 60 RMB/ton kost en MVR-behandeling 40 RMB/ton kost. Om kosten te besparen en de watervoorraden volledig te benutten, implementeren bedrijven doorgaans een volumereductie- en concentratievoorbehandelingsproces voordat het afvalwater de verdamper binnengaat, waarbij de zoutconcentratie wordt verhoogd tot 7% ~ 10% of hoger om de hoeveelheid water die de verdamperkristallisator binnendringt te minimaliseren. Momenteel omvatten de meer volwassen processen voor volumereductie en concentratievoorbehandeling die worden gebruikt in huishoudelijke technische projecten: hoog-efficiënte omgekeerde osmose-membranen, vibrerende membranen, omgekeerde osmose-membranen met schijfbuizen, ED-membranen en bipolaire membranen.
Hoog{0}}efficiënte membraanconcentratietechnologie met omgekeerde osmose is ontstaan uit de technologie van Arquette Corporation in de Verenigde Staten en is geleidelijk geïntroduceerd in de binnenlandse technische praktijk. De belangrijkste processen zijn onder meer: hoog-efficiënte filtratie + diepe verwijdering van meerwaardige ionen + ontgassing + hoog-efficiënte omgekeerde osmose.
Hoog-efficiënte membraanconcentratie voor omgekeerde osmose is in wezen omgekeerde osmosetechnologie, slechts een optimalisatie en innovatie van procesparameters. Daarom wordt de concentratieverhouding beperkt door de parameters van het omgekeerde osmosemembraan zelf. Door bijvoorbeeld een zeewaterontziltingsmembraan te gebruiken, kan het zout tot ongeveer 7% worden geconcentreerd. De belangrijkste verschillen tussen hoogefficiënte omgekeerde osmose en conventionele omgekeerde osmose zijn als volgt:
1. Verbeterde diepe verwijdering van multivalente ionen om membraanvervuiling te verminderen;
2. Verzuring en ontgassing vóór aanpassing van de alkaliteit om de alkaliteit van het carbonaat te verminderen en carbonaataanslag te voorkomen;
3. Werking bij een hoge pH (pH=11) om membraanvervuiling door organisch materiaal, silica en micro-organismen te verminderen, waardoor de permeaatopbrengst wordt verhoogd.
Hoog{0}}efficiënte membraantechnologie voor omgekeerde osmose stelt veel strengere voorbehandelingseisen dan conventionele omgekeerde osmose, vooral bij de verwijdering van meerwaardige anorganische metaalionen. Naast de conventionele chemische verzachting om hardheid en andere hoog{2}}valente ionen te verwijderen, wordt er gebruik gemaakt van speciale ionenuitwisselingsharsen (zwakzure kationenuitwisselingsharsen) voor een diepe verwijdering van meerwaardige ionen, waarbij zouten worden omgezet in zeer oplosbare natriumzouten. Bovendien verwijderen verzuring en ontgassing bij het verminderen van de carbonaatalkaliteit kooldioxide, waardoor carbonaatvorming tijdens aanpassing van de alkaliteit wordt voorkomen en de neiging tot carbonaataanslag wordt verminderd.
Hoog{0}}efficiënte membraanprocessen met omgekeerde osmose (RO) werken bij een hoge pH, waardoor de oplosbaarheid van organisch materiaal toeneemt door verzeping en silicium, waardoor membraanvervuiling wordt verminderd. De werking bij hoge pH vermindert ook de microbiële activiteit en vervuiling, waardoor membraanverstopping wordt verminderd.
Toepasbaarheid van hoog-efficiënte RO-membraanprocessen in de steenkoolchemische industrie: het proces is in wezen omgekeerde osmose, waarbij gebruik wordt gemaakt van in de handel verkrijgbare spiraal-gewonden membraanelementen. De kerntechnologie vermindert organische stof, silicium en microbiële vervuiling door middel van een hoge pH-waarde. Het is belangrijk op te merken dat de membraanvervuilingstheorie ook van toepassing is op hoog-efficiënte RO-membraanprocessen. Vervuiling is niet alleen te wijten aan de filterkoeklaag die wordt gevormd door onoplosbaar materiaal op het membraanoppervlak; opgeloste verontreinigende stoffen kunnen onomkeerbare membraanvervuiling veroorzaken door adsorptie en andere mechanismen. Bovendien kan organisch materiaal met verschillende molecuulgewichten verschillende mate van membraanvervuiling veroorzaken, waardoor de controle van organisch materiaal in het voedingswater cruciaal is. Hoewel de alkalibestendigheid van conventionele polyamide-composietmembranen beter is dan die van celluloseacetaatmembranen, blijft het beheersen van de pH van het voedingswater van cruciaal belang; het mag niet groter zijn dan 11.
Voor afvalwater met een hoog{0}}zoutgehalte uit de steenkoolchemische industrie ligt de belangrijkste procesbeheersing bij het selecteren van hoog-efficiënte RO-membranen nog steeds in de juiste voorbehandelingsprocessen. Er moeten maatregelen worden genomen om de concentratie van organisch materiaal te beheersen om de concentratie van organisch materiaal te verminderen, vooral door het organische materiaal uit de benzeenreeks tot extreem lage niveaus terug te brengen door middel van oxidatie; diepe ontharding van afvalwater en diepe verwijdering van meerwaardige ionen zijn ook noodzakelijk.