معمل الاستخلاص لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن إنتاج الكوك والتي تحتوي على الفينولات

Thread Content

مياه الصرف الناتجة عن عملية التكرير هي نوع من مياه الصرف العضوية التي تحتوي على تركيزات عالية من الأمونيا والمواد العضوية، وهي صعبة التحلل بيولوجيًا. أما المواد الملوثة الرئيسية في هذه المياه فهي المركبات الفينولية. في السنوات الأخيرة، ظهرت العديد من الطرق لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن عملية التكرير بيولوجيًا. يتناول هذا المقال بشكل رئيسي استخدام أبراج الاستخلاص لمعالجة مياه الصرف التي تحتوي على مركبات الفينول خلال عملية إنتاج الكوك. تُعتبر المركبات الفينولية من المواد الملوثة من الفئة الثانية وفقًا لمعايير GB8978-1996 لمعايير الصرف الصحي، حيث يجب ألا يتجاوز تركيزها 0.5 ملغ/لتر في كل من المستويين الأول والثاني. إن الطريقة لمعالجة مياه الصرف الصناعية المحتوية على الفينول في الإنتاج الصناعي، تكمن أولاً في الترويج الفعّال للإنتاج النظيف، أي تغيير طرق الإنتاج وتحسين إدارة العمليات، بهدف تقليل تركيز الفينول في مياه الصرف الناتجة عن المنشآت الإنتاجية قدر الإمكان. أو إعادة استخدام مياه الصرف التي تحتوي على الفينول، من أجل تقليل كمية النفايات ； ثانيًا، تعزيز المعالجة في المرحلة النهائية؛ فبمجرد تصريف مياه الصرف التي تحتوي على الفينول من أجهزة الإنتاج، يجب إعادة تدويرها قدر الإمكان ومعالجتها مرة أخرى لضمان تصريفها وفقًا للمعايير المطلوبة. عادةً، يُطلق على المياه الملوثة بالفينول والتي تحتوي على تركيز يزيد عن 1000 ملغ/لتر، اسم المياه الملوثة بالفينول ذات التركيز العالي. ويجب استخلاص الفينول من هذه المياه قبل معالجتها ； تُسمى مياه الصرف التي تحتوي على الفينول وتركيزها أقل من 1000 ملغ/لتر، بمياه الصرف ذات التركيز المنخفض من الفينول. عادةً ما يتم إعادة استخدام هذا النوع من مياه الصرف، حيث يتم تركيز الفينول واسترجاعه لمعالجته لاحقًا ； يمكن معالجة مياه الصرف التي تقل تركيزات الفينول فيها عن 300 ملغ/لتر باستخدام طرق مثل الامتزاز، والمعالجة البيوكيميائية، والأكسدة الكيميائية، ثم تصريفها بعد أن تستوفي المعايير. مع تطور معدات الاستخلاص في الوقت الحالي، وتقدم تقنيات الاستخلاص في بلادنا، أصبحت طريقة الاستخلاص هي الأكثر استخدامًا في معالجة المياه الملوثة بالفينولات. وقد تم تطوير ودراسة استخدام هذه الطريقة في معالجة المياه سواء في الداخل أو الخارج، وقد تم تحقيق نتائج إيجابية في هذا المجال. من واقع الوضع الحالي في بلادنا، فإن المشكلة الرئيسية تتمثل في كيفية التخلص من مكونات COD المركزة والمكونات الملونة. لا يمكننا استخدام مذيبات مثل ثاني أكسيد الكربون السائل بسبب ظروف بلادنا، وعادةً ما يتطلب استخدام المذيبات الشائعة عملية إعادة استخلاص، حيث يتم إعادة استخدام المذيب بعد ذلك، بينما يجب التخلص من السائل الناتج عن عملية الإعادة استخلاص. يتشارك المياه الملوثة التي يتم معالجتها محليًا في خاصية واحدة: فإن جزءًا كبيرًا من الملوثات العضوية في هذه المياه تُعد مواد خام أو منتجات للتفاعلات، ولذلك من الممكن البدء بالبحث عن طرق للاستخلاص، بهدف تحسين انتقائية عملية الاستخلاص، وربط سائل الاستخلاص بعملية الإنتاج الأصلية. إذا تحقق ذلك، فإن طريقة الاستخلاص بالمذيبات لمعالجة مياه الصرف الملونة عالية التركيز ستجد تطبيقاً واسعاً نظراً لفعاليتها من الناحية الاقتصادية والعملية. في عملية معالجة المياه العادمة التي تحتوي على الفينول، يتم استخدام الاهتزازات النبضية بهدف خلق نبضات بين المذيب ومحلول الفينول، مما يسمح بالتلامس الكامل بينهما. كما يساعد ذلك في منع تراكم المواد المستحلبة داخل فتحات الغربال، وبالتالي منع انسداد هذه الفتحات وضمان بقائها مفتوحة. لكن يجب أن يكون الامتداد في النبض مناسبًا، فإذا كان الامتداد كبيرًا جدًا، فسيؤدي ذلك إلى تدفق السائل بشكل مفرط، وسيحدث خلط بين المذيب ومحلول الفينول، مما يؤدي إلى فقدان كمية كبيرة من المذيب. كما يمكن لظاهرة الغمر أن تؤدي إلى دخول الماء إلى برج التنقية القلوي، مما يؤثر على جودة أملاح الفينول الصوديومية. يتم التحكم في سعة النبضة عادةً بين 35 مم. 　　يصاحب عملية الاستخلاص تكوّن للمستحلبات، والتي تتراكم على الشبكات الموجودة داخل برج الاستخلاص، مما يؤدي إلى انسداد فتحات الشبكة وبالتالي عدم قدرة مادة الاستخلاص على التواصل بشكل كافٍ مع الماء الذي يحتوي على الفينول. كما أن كمية المستحلبات الكبيرة تجعل من الصعب فصل الزيت عن الماء، مما يؤدي إلى فقدان كبير في مادة الاستخلاص. لتدمير المستحلب، يجب إزالة المواد القابلة للذوبان في الماء الموجودة في محلول الفينول، وهي القطران. 　　أولاً، يتم ترك محلول الفينول في الخزان حتى يستقر، ثم يتم إخراج القطران من قاع الخزان بشكل دوري. ثانيًا، يتم تمرير محلول الفينول الخالي من القطران عبر مرشح الكوك، الذي يحتوي على حبيبات كوك بحجم 25 مم، وبهذه الطريقة يتم إزالة القطران اللزج الموجود في محلول الفينول أيضًا. 　　يجب أن يكون كمية الماء المستخدمة في معالجة الفينول مناسبة، فإذا زادت كمية الماء، فقد يحدث تدفق للسائل، ويجب الحفاظ على هذه الكمية في حدود 8–12 طن/ساعة. يجب إعادة تنشيط مذيب الاستخلاص بعد استخدامه لفترة من الوقت. يتم مرور المذيب عبر ماء ساخن بدرجة حرارة 75-85 درجة مئوية، مما يؤدي إلى تفكك الزيت الموجود في المذيب، وبالتالي يعود جودة المذيب إلى مستواه الطبيعي. 　　إن ارتفاع واجهة الطورين داخل برج الاستخلاص يؤدي إلى احتواء الزيت الخارج من البرج على ماء، مما يؤثر على جودة أملاح الفينول الصوديومية داخل برج التنقية بالقلويات. إن انخفاض مستوى الواجهة بين الطورين داخل برج الاستخلاص يؤدي إلى انخفاض ارتفاع عملية الاستخلاص، مما يؤثر على كفاءة الاستخلاص. لذلك، يجب التحكم بدقة في ارتفاع واجهة الطورين داخل برج الاستخلاص، بحيث يكون أقل من منتصف برج الاستخلاص.