في الوقت الحالي، تتمثل العملية الأساسية للمعالجة المتقدمة لمياه الصرف الصحي عالية الملوحة الناتجة عن مصانع الفحم الكيميائية في بلورة التبخر. يعد التبلور بالتبخير مكلفًا، حيث تبلغ تكلفة التبخر متعدد التأثيرات-60 يوان صيني/طن، بينما تبلغ تكلفة معالجة MVR 40 يوان صيني/طن. لتوفير التكاليف والاستفادة الكاملة من موارد المياه، تقوم الشركات عادةً بتنفيذ عملية تقليل الحجم والمعالجة المسبقة للتركيز قبل دخول مياه الصرف الصحي إلى المبخر، مما يزيد تركيز الملح إلى 7٪ ~ 10٪ أو أعلى لتقليل كمية المياه التي تدخل إلى جهاز تبلور المبخر. في الوقت الحالي، تتضمن عمليات تقليل الحجم والمعالجة المسبقة للتركيز الأكثر نضجًا المستخدمة في المشاريع الهندسية المحلية ما يلي: أغشية التناضح العكسي عالية الكفاءة، والأغشية الاهتزازية، وأغشية التناضح العكسي الأنبوبية القرصية، وأغشية التناضح العكسي، والأغشية ثنائية القطب.
نشأت تكنولوجيا تركيز غشاء التناضح العكسي ذات الكفاءة العالية-من تكنولوجيا شركة Arquette Corporation في الولايات المتحدة وتم إدخالها تدريجيًا في الممارسة الهندسية المحلية. تتضمن العمليات الرئيسية: ترشيح عالي الكفاءة- + إزالة عميقة للأيونات متعددة التكافؤ + تفريغ الغاز + كفاءة عالية-تناضح عكسي.
إن تركيز غشاء التناضح العكسي عالي الكفاءة-هو في الأساس تقنية تناضح عكسي، وهو مجرد تحسين وابتكار لمعلمات العملية. ولذلك، فإن نسبة تركيزها محدودة بمعلمات غشاء التناضح العكسي نفسه. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي استخدام غشاء تحلية مياه البحر إلى تركيز الملح إلى حوالي 7%. الاختلافات الرئيسية بين التناضح العكسي عالي الكفاءة-والتناضح العكسي التقليدي هي كما يلي:
1. تعزيز الإزالة العميقة للأيونات متعددة التكافؤ لتقليل تلوث الغشاء.
2. التحمض وتفريغ الغاز قبل تعديل القلوية لتقليل قلوية الكربونات ومنع تحجيم الكربونات.
3. التشغيل عند درجة حموضة عالية (pH=11) لتقليل تلوث الأغشية الناتج عن المواد العضوية والسيليكا والكائنات الحية الدقيقة، وبالتالي زيادة إنتاجية التخلل.
تتميز تقنية غشاء التناضح العكسي ذات الكفاءة العالية- بمتطلبات معالجة مسبقة أكثر صرامة من تقنية التناضح العكسي التقليدية، خاصة في إزالة أيونات المعادن غير العضوية متعددة التكافؤ. بالإضافة إلى التليين الكيميائي التقليدي لإزالة الصلابة وغيرها من الأيونات-عالية التكافؤ، فإنه يستخدم راتنجات التبادل الأيوني الخاصة (راتنجات التبادل الكاتيوني الحمضية الضعيفة) للإزالة العميقة للأيونات متعددة التكافؤ، وتحويل الأملاح إلى أملاح صوديوم عالية الذوبان. علاوة على ذلك، في تقليل قلوية الكربونات، يؤدي التحميض وتفريغ الغاز إلى إزالة ثاني أكسيد الكربون، مما يمنع تكوين الكربونات أثناء تعديل القلوية ويقلل الميل إلى تقشر الكربونات.
تعمل عمليات غشاء التناضح العكسي (RO) ذات الكفاءة العالية - عند درجة حموضة عالية، مما يزيد من قابلية ذوبان المواد العضوية من خلال التصبن والسيليكون، وبالتالي تقليل تلوث الغشاء. تعمل درجة الحموضة العالية أيضًا على تقليل النشاط الميكروبي والتلوث، مما يخفف من انسداد الغشاء.
إمكانية تطبيق عمليات غشاء RO-عالية الكفاءة في صناعة الفحم الكيميائية: العملية هي في الأساس عملية تناضح عكسي، باستخدام عناصر غشاء الجرح الحلزوني- المتوفرة تجاريًا. تعمل التقنية الأساسية على تقليل المواد العضوية والسيليكون والقاذورات الميكروبية من خلال تشغيل درجة الحموضة العالية. من المهم ملاحظة أن نظرية تلوث الأغشية تنطبق أيضًا على عمليات غشاء RO ذات الكفاءة العالية-. لا يرجع التلوث فقط إلى طبقة كعكة المرشح التي تتكون من مادة غير قابلة للذوبان على سطح الغشاء؛ يمكن أن تسبب الملوثات الذائبة تلوثًا غشائيًا لا رجعة فيه من خلال الامتزاز وآليات أخرى. علاوة على ذلك، يمكن أن تسبب المواد العضوية ذات الأوزان الجزيئية المختلفة درجات متفاوتة من تلوث الأغشية، مما يجعل التحكم في المواد العضوية في مياه التغذية أمرًا بالغ الأهمية. بالنسبة للأغشية المركبة من مادة البولي أميد التقليدية، على الرغم من أن مقاومتها للقلويات أفضل من أغشية خلات السليلوز، إلا أن التحكم في درجة الحموضة في مياه التغذية يظل أمرًا بالغ الأهمية؛ يجب ألا يتجاوز 11.
بالنسبة لمياه الصرف الصحي عالية الملوحة الناتجة عن الصناعات الكيميائية التي تعمل بالفحم، فإن التحكم الرئيسي في العملية في اختيار أغشية RO عالية الكفاءة-لا يزال يكمن في عمليات المعالجة المسبقة المناسبة. يجب اعتماد تدابير التحكم في تركيز المادة العضوية لتقليل تركيز المادة العضوية، خاصة عن طريق تقليل المادة العضوية من سلسلة البنزين إلى مستويات منخفضة للغاية من خلال الأكسدة؛ ومن الضروري أيضًا التخفيف العميق لمياه الصرف الصحي والإزالة العميقة للأيونات متعددة التكافؤ.
