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

Thread Content

تُستخدم أبراج الاستخلاص لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن عملية إنتاج الكوك، وهي مياه صرف تحتوي على نسبة عالية من الأمونيا والمواد العضوية، وهي مياه صعبة التحلل بيولوجيًا. أما المواد الملوثة الرئيسية في هذه المياه فهي المركبات الفينولية. في السنوات الأخيرة، ظهرت العديد من الطرق البيولوجية لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن عملية الكوك، ويتناول هذا المقال بشكل أساسي استخدام أبراج الاستخلاص في معالجة هذه المياه. يُعتبر الفينول من المواد الملوثة من الفئة الثانية وفقًا لمعيار GB8978-1996 “المعايير الشاملة لتصريف المياه العادمة”， حيث تكون التركيزات المسموح بها في المرحلتين الأولى والثانية 0.5 ملغ/لتر. إن الطريقة للتعامل مع مياه الصرف الصناعية التي تحتوي على الفينول في الإنتاج الصناعي، تكمن أولاً في تعزيز الممارسات الإنتاجية النظيفة، أي تحسين طرق الإنتاج وتعزيز 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 العادمة التي تحتوي على الفينول بتركيز يزيد عن 1000 ملغ/لتر اسم المياه العادمة ذات التركيز العالي من الفينول. 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 المياه الملوثة التي تحتوي على تركيز من الفينول أقل من 300 ملغ/لتر باستخدام طرق مثل الامتصاص والعمليات البيوكيميائية والأكسدة الكيميائية، لتصبح صالحة للتصريف. مع تطور معدات الاستخلاص في الوقت الحالي، وتقدم تقنيات الاستخلاص في بلادنا، أصبحت طريقة الاستخلاص تُستخدم بشكل واسع في معالجة المياه الملوثة بالفينول. لقد تم تطوير ودراسة هذه الطريقة في الداخل والخارج، وتم تحقيق نتائج ملحوظة في استخدامها لمعالجة المياه الملوثة. من واقع الوضع الحالي في بلادنا، فإن المشكلة الرئيسية تكمن في كيفية التخلص من مكونات COD المركزة والمكونات الملونة. لا يمكننا استخدام مذيبات مثل ثاني أكسيد الكربون السائل بسبب ظروف بلادنا، أما المذيبات المستخدمة عادةً فهي تحتاج إلى عملية استخلاص معاكس، وبعد ذلك يتم إعادة استخدام المذيب، بينما يجب معالجة السائل الناتج عن عملية الاستخلاص المعاكس. 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 للإستخلاص، بهدف تحسين انتقائية عملية الإستخلاص، وربط سائل الإستخلاص بعملية الإنتاج الأصلية. إذا تحقق ذلك، فإن طريقة الاستخلاص بالمذيبات لمعالجة المياه الملوثة ذات التركيز العالي ستحظى بانتشار واسع بفضل كفاءتها وجدواها. في عملية معالجة المياه العادمة التي تحتوي على الفينول، يتم استخدام الاهتزازات النبضية بهدف خلق نبضات بين مادة الاستخلاص والماء المحتوي على الفينول، مما يسمح بالتلامس الكامل بينهما. كما يساعد ذلك في منع تراكم المواد المستخلصة 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 اختلاط بين المذيب ومحلول الفينول، مما يؤدي إلى فقدان كمية كبيرة من المذيب. كما أن الغمر يؤدي 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. وهذا بدوره يمنع التلامس الكافي بين مادة الاستخلاص والمحلول القائم 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 حجم المياه المستخدمة في معالجة الفينول مناسبًا، فإذا كان حجم المياه كبيرًا جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى تدفق السائل بشكل غير منضبط، ويُفضل أن يتم التحكم في حجم المياه بين 8 و12 طنًا في الساعة. يجب إعادة تنشيط المذيب 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.