نجح مشروع معالجة المياه في صناعة الفحم التابع لشركة “تشونغمي توكو” في اجتياز معايير الإنتاج بدون انبعاثات

Thread Content

مشروع معالجة مياه الصرف الناتجة عن صناعة الكيماويات النفطية التابع لشركة “تشونغمي توكو” قد نجح في اجتياز اختبارات الإنتاج الصفري. المؤلف/المصدر: تاريخ: 12 أبريل 2016، عدد المشاهدات: 30. مؤخرًا، نجح مشروع تطوير وتطبيق نظام معالجة مياه الصرف الناتجة عن صناعة الكيماويات النفطية التابع لشركة “إردوس للطاقة والكيماويات” التابعة لمجموعة “تشونغمي” في اجتياز اختبارات الخبراء التي نظمتها جمعية صناعة الفحم الصينية. يمكن لهذا المشروع أن يعيد تدوير 4.702 مليون طن من المياه المستعملة سنويًا، بمعدل استخدام يصل إلى 98%. وبحساب تكلفة 10 يوانات لكل طن من المياه، فإن إعادة تدوير المياه المستعملة يمكن أن يوفر حوالي 5 ملايين يوان سنويًا. تحليل حالة عدم إطلاق مياه الصرف الناتجة عن صناعة الكيماويات النفطية في شركة “زونغمي توكو” 1. المقدمة: تقنية EBA هي تقنية متكاملة تم تطويرها من قبل جامعة هاربين للتكنولوجيا، وهي مخصصة لمعالجة مياه الصرف ذات التركيز العالي من الفينول والأمونيا، والتي تنتجها أفران روتشي وBGL وأفران التحلل عند درجات حرارة منخفضة. على الرغم من معالجة مياه الصرف الناتجة عن الفينول والأمونيا ذات التركيز العالي باستخدام تقنيات استرداد هذه المواد، إلا أن تركيبة المياه التي تدخل نظام المعالجة البيولوجية لا تزال معقدة وسامة، حيث يمكن أن يصل تركيز مركبات الفينول إلى 200–1000 ملغ/لتر، بينما يمكن أن يصل تركيز النيتروجين الأمونيائي إلى 100–300 ملغ/لتر. تساعد تقنية EBA، من خلال تحسين قابلية تحلل المياه الملوثة بيولوجيًا وتقليل سمية هذه المياه وزيادة نشاط الطين الناتج عن معالجتها، في جعل مياه المعالجة صالحة لإعادة الاستخدام وفقًا للمعايير المطلوبة. كما توفر هذه التقنية ضمانًا قويًا لمعالجة مياه صناعة الفحم بطريقة آمنة ومستقرة، وباستهلاك أقل للطاقة، وبشكل مستمر ولفترات طويلة. 2. عرض تقني: تتميز تقنية EBA بمزايا مثل الحمل العضوي العالي، والقدرة العالية على التكامل، وزمن الإقامة الهيدروليكية القصير، والمساحة المطلوبة الصغيرة، وانخفاض تكاليف البنية التحتية، بالإضافة إلى انخفاض تكاليف استهلاك الطاقة والتشغيل. تشمل تقنيات المعالجة البيولوجية هذه: تقنية التخمير اللاهوائي ذات الدوران الخارجي، وتقنية التركيز البيولوجي، بالإضافة إلى سلسلة من تقنيات المعالجة الكيميائية البيولوجية التي تعتمد على تقنية إزالة النيتروجين من نوع A/O المتعدد المراحل. كما يتم استخدام تقنيات إضافية مثل الترسيب عالي الكثافة، وتقنيات الأكسدة المتقدمة، بالإضافة إلى تقنية BAF (الفلتر البيولوجي المُؤكسج) لتحقيق معالجة أعمق. تستخدم مرحلة المعالجة المسبقة تقنية الطفو بالنيتروجين لإزالة الزيوت (**تقنية مُرخصة**)، حيث يساعد الطفو بالنيتروجين على تجنب زيادة لون المياه الناتجة عن الأكسدة المسبقة بواسطة الهواء، وكذلك تقليل تكوّن الرغوة، بالإضافة إلى التغلب على مشكلة صعوبة تحلل المواد الناتجة عن الأكسدة المسبقة مثل مركبات البنزوكين كيميائيًا، مما يوفر ظروفًا مثالية للمعالجة البيولوجية اللاحقة. تقنية الدورة الخارجية للتخمير اللاهوائي من نوع EC (**تقنية مسجلة ببراءة اختراع**) يمكنها إتمام عملية التخمير اللاهوائي المشترك، وذلك بهدف تحسين جودة المياه الناتجة عن مياه الصرف الصناعي الغنية بالفينول والأمونيا. كما تسمح هذه التقنية بتحويل بعض المواد العضوية إلى أحماض كربوكسيلية ومركبات بنزويلية، مما يمنع تحول الفينولات إلى مركبات البنزوقين. وبالتالي، فإنها تقلل من صعوبة المعالجة البيولوجية الهوائية في المراحل التالية، كما تخفف من الأعباء المتعلقة بتشغيل الأنظمة. تقنية تركيز المواد البيولوجية BE (**تقنية محمية ببراءة اختراع**) تعمل على تقليل سمية المواد الفينولية بشكل فعال في ظروف منخفضة من الأكسجين المذاب، وذلك من خلال التحكم في معايير معينة مثل الظروف الهيدروليكية، واستخدام كميات كبيرة من المواد البيولوجية المضافة، وارتفاع تركيز الطين، وزيادة مدة بقاء الطين. كما تسمح هذه التقنية بإزالة المواد العضوية، بالإضافة إلى عمليات نترات الأمونيا ونترديتها وإزالة النيتروجين في نفس الوقت. يمكن تعديل نسبة الرجوع في تقنية إزالة النيتروجين من نوع A/O متعدد المراحل حسب الحاجة. ولمعالجة مشكلة نسبة C:N المنخفضة للمواد العضوية ونيترات الأمونيوم المتبقية في المياه الناتجة عن عملية التركيز البيولوجي، يتم تعزيز عمليات أكسدة نيترات الأمونيوم وإزالتها. كما أن ظروف التشغيل المتناوبة بين البيئة الخالية من الأكسجين والبيئة الغنية بالأكسجين في تقنية A/O متعدد المراحل تساعد على تحسين خصائص الملوثات صعبة التحلل، وبالتالي تعزيز تحلل الملوثات العضوية المتبقية في المياه العادمة. تعتمد تقنية الترسيب عالي الكثافة بشكل أساسي على القدرة الفيزيائية والكيميائية للدياتوميت النشط على الامتصاص، لإزالة مركبات COD التي يصعب تحللها من مياه المعالجة من نوع A/O، كما يساعد ذلك في ترسيب الدياتوميت النشط والمواد المعلقة في المياه العادمة معًا. يعود جزء من التربة الدياتومية النشطة الموجودة في الحمأة المترسبة على شكل عُقيدات إلى الجزء الأول من قسم الامتصاص لمواصلة التفاعل، بينما يتم تصريف جزء آخر من التربة الدياتومية النشطة مع الحمأة المترسبة إلى غرفة تجفيف الحمأة. تستخدم تقنيات الأكسدة المتقدمة تقنية أكسدة الأوزون غير المتجانس، وهي عملية أكسدة متقدمة تهدف إلى إنتاج جذور حرة نشطة للغاية مثل ·OH. تعمل هذه التقنية وفقًا لآليات تفاعل الجذور الحرة الهيدروكسيلية، ولذلك فإن لها آفاق تطبيقية واسعة. تستخدم تقنية BAF مواد ترشيح هيدروفيلية، ولديها قدرة على الامتصاص والترشيح والتحلل البيولوجي، لمعالجة المواد العضوية المتبقية ونيتروجين الأمونيا في المياه العادمة بشكل أكبر. في ثلاث حالات نموذجية، كانت مادة المياه المُعالجة في مشروع معالجة المياه العادمة التابع لشركة “سي مين إردوس للطاقة والكيماويات” هي مياه الصرف الناتجة عن أفران التحويل من نوع BGL. وتتميز هذه المياه بما يلي: ① وجود كميات كبيرة من المواد النشطة سطحيًا في المياه، مما يؤدي إلى تكوّن رغوة كبيرة أثناء عملية التهوية الهوائية ； ②تكون المواد الزيتية في المياه العادمة في حالة رغوية، وتكون فعالية طرق إزالتها مثل فصل الزيوت واستخدام الغازات تحت ضغط ضعيفة ； ③تشمل المكونات الرئيسية للملوثات في المياه العادمة الفينولات الأحادية والمتعددة، ونيتروجين الأمونيا، والنيتروجين العضوي، والأحماض الدهنية، بالإضافة إلى كميات أقل من المركبات العطرية مثل النافثالين والأنثراسين والثيوفين والبيريدين وغيرها من المركبات العضوية التي يصعب تحللها. كما أن قابلية تحلل المياه العادمة بيولوجيًا ضعيفة (حيث أن نسبة B/C أقل من 0.3) ； ④المؤشرات الرئيسية للتلوث في المياه العادمة هي: COD = 3500–4000 ملغ/لتر، BOD = 900–1120 ملغ/لتر، الفينول الكلي = 600–800 ملغ/لتر، نيتروجين الأمونيا = 250–350 ملغ/لتر، وكمية المياه العادمة = 350 مترًا مكعبًا/ساعة. بدأ تنفيذ مشروع معالجة المياه العادمة في شركة تشونغمي إردوس للطاقة والكيماويات المحدودة في مايو 2012. في يناير 2014، قام فريق التقنيين في جامعة هاربين للتكنولوجيا بتوجيه عملية تجربة نظام معالجة المياه العادمة. وحاليًا، وصل حجم المياه الواردة إلى النظام إلى الطاقة التصميمية المطلوبة. وبعد 15 شهرًا من التشغيل المستمر، تم استخدام 100% من المياه الناتجة عن نظام المعالجة البيوكيميائية مرة أخرى في نظام المياه الأصلي. يدخل يوميًا ما بين 600 و720 طنًا من الماء ذو التركيز العالي إلى نظام التبخير، مما ينتج في النهاية ما بين 12 و20 طنًا من الملح. وقد حقق مشروع معالجة المياه العادمة التابع لشركة “تشونغمي إردوس للطاقة والكيماويات” مستوى صفر من الانبعاثات بالمعنى الحقيقي للكلمة. 3.1 نبذة عن العملية: يوضح الشكل 1 تسلسل عملية معالجة مياه الصرف الناتجة عن استخدام الفينول والأمونيا بتركيزات عالية في شركة سيمين إردوس للطاقة والكيماويات المحدودة. http://s13.sinaimg.cn/mw690/001wbQd9zy6SsKQ4n0wdc&690 يتم توجيه مياه الصرف الناتجة عن الفينول والأمونيا ذات التركيز العالي، بالإضافة إلى مياه الصرف الصحي الناتجة عن الأنشطة اليومية في المصنع، إلى خزانات تنظيم جودة وكمية المياه، بهدف تنظيم خصائص هذه المياه. يتم خلط مياه الصرف الصحي بعد معالجتها حسب نوعيتها مع مياه النفايات الناتجة عن الفينول والأمونيا في آبار التوزيع اللاهوائية، ثم تدخل هذه المياه إلى برج التخمير اللاهوائي من نوع EC. يساعد هذا الإجراء في تقليل سمية مياه النفايات الناتجة عن الفينول والأمونيا، كما يزيد من قابليتها للتحلل البيولوجي، بالإضافة إلى تقليل تركيزات COD والفينول الكلي. يجب أن يمر ماء الخروج من برج التخمير اللاهوائي ذو الدورة الخارجية في نظام EC بعملية تدوير الطين اللاهوائي داخل حوض التدوير اللاهوائي، قبل أن يدخل إلى نظام التركيز البيولوجي BE. كما يتم تصريف الطين المستقر إلى حوض التغذية اللاهوائي، حيث يتم إعادته إلى برج التخمير اللاهوائي ذو الدورة الخارجية باستخدام مضخات الرفع اللاهوائية. يستخدم نظام تركيز المواد البيولوجية BE تصميمًا على شكل ممرات، حيث يمر مياه النفايا القائمة على الفينول والأمونيا أولاً عبر ممر خارجي دائري، ثم تدخل إلى الممر الداخلي ذو التصميم المتعرج. يتم دمج نظام A/O متعدد المراحل مع حوض الترسيب المزدوج، ويستخدم نظام A/O تصميمًا على شكل ممرات متقاطعة، مع وجود حوض ترسيب في الطرف النهائي. يتم تركيب أجهزة التهوية بشكل متساوٍ في قاع ممرات نظام A/O متعدد المراحل، ويتم التحكم في تشغيلها عبر صمامات. كما يمكن تعديل النسبة النسبية بين حجم خزان A وخزان O وفقًا لجودة المياه الواردة، وذلك لتحقيق أفضل نتائج في إزالة المواد العضوية وإزالة النيتروجين. لتحسين فعالية الأكسدة بواسطة الأوزون، يتم أولاً إزالة المواد المعلقة من مياه الخزان الثاني للترسيب، قبل أن تدخل إلى خزان التفاعل مع الأوزون، وذلك لزيادة كفاءة عملية الأكسدة بواسطة الأوزون. يجب أن يتم ترك المياه الناتجة عن عملية أكسدة الأوزون في حالة تخزين لمدة 30 دقيقة، وذلك للسماح بتفريغ الأوزون غير المتفاعل بشكل كامل من المياه، ثم تدخل هذه المياه إلى مرشح BAF لإزالة المواد العضوية ونيتروجين الأمونيا بشكل أكبر. http://s16.sinaimg.cn/mw690/001wbQd9zy6SsKVSirJ1f&690 الشكل 2: صورة شاملة لمحطة معالجة مياه الصرف الناتجة عن إنتاج الفينول والأمونيا في شركة سيمين أوردوس للطاقة والكيماويات.
http://s15.sinaimg.cn/mw690/001wbQd9zy6SsKUBIrcde&690 الشكل 3: تغيرات لون المياه بعد مرورها عبر مختلف مراحل المعالجة.
http://s11.sinaimg.cn/mw690/001wbQd9zy6SsKWIyme6a&690 الشكل 4: مكان تخزين الملح الناتج عن تكرير المياه المالحة.
http://s6.sinaimg.cn/mw690/001wbQd9zy6SsKXGoole5&690 الشكل 5: مؤشرات أداء عملية تكرير الملح الناتج عن المياه المالحة.
تُستخدم هذه المحطة بشكل أساسي في التخلص من مركبات COD والأمونيا والفينول. وبعد 15 شهرًا من التشغيل المستمر (من ديسمبر 2013 إلى مارس 2015)، بلغت نسبة التخلص من مركبات COD والأمونيا والفينول 98% و99% و100% على التوالي، بينما بلغت نسبة التخلص من الفينول الكلي 98%. وتلبي جودة المياه الناتجة متطلبات “معايير جودة المياه المستخدمة في أنظمة التبريد الدائري” وفقًا للمعيار HG/T3923-2007 الخاص بصناعة الكيماويات في جمهورية الصين الشعبية. مؤشرات التحكم في جودة المياه هي كالتالي:
http://s15.sinaimg.cn/mw690/001wbQd9zy6SsL3tnWede&690
http://s5.sinaimg.cn/mw690/001wbQd9zy6SsL3GueU14&690
الشكل 6: قيم قياس مستوى COD في حوض التنقية عبر الإنترنت
http://s1.sinaimg.cn/mw690/001wbQd9zy6SsL4EmY000&690
الشكل 7: قيم قياس نسبة الأمونيا في حوض التنقية عبر الإنترنت
الخلاصة: تم استخدام تقنية EBA، التي طورها فريق البروفيسور هان هونجون من جامعة هاربين للتكنولوجيا، بنجاح في مشروع معالجة المياه العادمة في شركة “تشونغمي إوردوس للطاقة والكيماويات” بهدف تحقيق “صفر انبعاثات”. تتميز هذه التقنية بأنها تحتاج إلى مساحة صغيرة، وتكلفة استثمارية منخفضة، وتكاليف تشغيل منخفضة، بالإضافة إلى جودة مياه خرجية عالية، وسهولة التشغيل، واستقرار في الأداء. منذ يناير 2014، عمل مشروع الإفراز الصفري للمياه العادمة في شركة تشونغمي إوردوس للطاقة والكيماويات لمدة 17 شهرًا، حيث لم تكن هناك فتحات تصريف في المصنع بأكمله، وتم معالجة جميع المياه العادمة وإعادة استخدامها في نظام المياه الأصلي للتوزيع الموحد. يبلغ إجمالي تكلفة عملية EBA 0.8 ألف يوان لكل متر مكعب في اليوم (1000 متر مكعب في الساعة = 190 مليون يوان). أما تكلفة التشغيل وفقًا لحسابات الشركة، فهي تتراوح بين 2.85 و3.15 يوان لكل متر مكعب. مقارنةً بهذه العملية مع الطرق التقليدية مثل الأكسدة الكيميائية الشديدة أو العمليات البيولوجية، فإن تكلفة الاستثمار تقل بنسبة 40-60%، كما تقل تكلفة التشغيل بنسبة 50-80%، مما يؤدي إلى تحقيق خفض كامل في انبعاثات المياه الملوثة.