تحليل حالة نموذجية لمشروع EPC لمياه الصرف الصناعي في صناعة الكيماويات

Thread Content

　أولاً، مقدمة
في السنوات الأخيرة، ومع التطور السريع للتصنيع في الصين، ارتفع الطلب على الطاقة والمواد الخام بشكل كبير، مما سرّع من النمو السريع لصناعات الكيماويات مثل الصناعات البتروكيماوية والكيماويات من الفحم والكيماويات الدقيقة. تعتبر صناعة الكيماويات من أكبر مستهلكي المياه ومصادر المياه الملوثة، ولذلك فإنها توفر فرصًا نادرة لشركات معالجة المياه مثل شركتنا للتطور. تتحرك ميهوا بودا في الوقت المناسب، وبفضل تقنياتها المتقدمة وقدراتها على البحث والتطوير، تقدم حلولًا شاملة لأنظمة المياه تناسب مختلف الصناعات. إن تقديم الخدمات لمشاريع معالجة المياه مثل مشروع شينهوا لإنتاج الأوليفينات من الفحم، ومشروع شينهوا لإنتاج الوقود من الفحم، ومشروع شينهوا لإنتاج البولي أكسيميثيلين، بالإضافة إلى مشاريع جينشين للصناعات الكيميائية وشاندونغ تشونغشنغ للصناعات الكيميائية، يُعد دليلاً على نضج وتطور الحلول الشاملة التي تقدمها شركة ميهوا بودا لنظم معالجة المياه في صناعة الكيماويات الناتجة عن الفحم. كما أنه يرسخ مكانتنا كرائدة في مجال معالجة المياه ضمن هذه الصناعة. كما فزنا بثقة العديد من العملاء بفضل تقنياتنا المتقدمة وجودتنا العالية وخدماتنا الممتازة، مثل: مشروع معالجة المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي لدى شركة تنغلونغ فانثريكس (شيامن) المحدودة، ومشروع محطة معالجة مياه الصرف الصحي بسعة 30 ألف متر مكعب في اليوم لدى شركة جيانغسو سوب (المجموعة) المحدودة، بالإضافة إلى الفوز بعقد مشروع معالجة المياه لدى شركة هينغلي بتروكيميكالز (داليان) المحدودة. 　　من المعروف أن مياه الصرف الصناعي الكيميائي تتميز بما يلي: تركيز عالٍ من المواد العضوية، ومحتوى ملحي مرتفع، ولون داكن، وتكوين معقد؛ وغالبًا ما تحتوي على مواد سامة وضارة بالكائنات الدقيقة، بالإضافة إلى مواد عضوية صعبة التحلل البيولوجي، ولذلك فإن معالجتها صعبة للغاية. فيما يلي، سنعرض من خلال مثالين هندسيين تطبيقات معالجة المياه في مختلف الصناعات الكيميائية. 　　ثانيًا: حلول نظام المياه لشركة تنغلونغ فانهوكس (شيامن) المحدودة
1. نبذة عن المشروع
شركة تنغلونغ فانهوكس (شيامن) المحدودة هي شركة كيماويات نفطية تُنتج مادة PX، وتبلغ قدرتها الإنتاجية 800 ألف طن سنويًا، وقد تم إدراجها ضمن خطة تطوير صناعة PX في الصين خلال الخطة الخمسية الحادية عشرة. ينقسم نظام المياه في مشروع تينلونج للهيدروكربونات إلى قسمين رئيسيين: مشروع معالجة المياه ومشروع معالجة مياه الصرف الصحي. يشمل مشروع معالجة المياه خمسة أجزاء: نظام معالجة المياه الصناعية (140,000 م³/يوم)، ونظام إمداد المياه للاستخدام المنزلي (50 م³/ساعة)، ونظام المياه الخالية من الأملاح (72,000 م³/يوم)، ونظام معالجة مياه تكثيف البخار (14,400 م³/يوم)، ونظام مياه الإطفاء (750 لتر/ثانية). تتكون مشاريع معالجة المياه المستعملة من خمسة أجزاء، وهي: نظام معالجة المياه المستعملة، ونظام مراقبة مياه الأمطار وخزانات مكافحة الحرائق، ونظام جمع ومعالجة الروائح الكريهة في مواقع معالجة المياه، بالإضافة إلى نظام معالجة المياه الملوثة بمادة BTX بمعدل 30 مترًا مكعبًا في الساعة، ونظام معالجة المياه النظيفة وإعادة استخدامها بمعدل 250 مترًا مكعبًا في الساعة. أما نظام معالجة المياه المستعملة نفسه، فهو يتكون من وحدة معالجة المياه الملوثة بالزيوت بمعدل 350 مترًا مكعبًا في الساعة، ووحدة معالجة المياه الملوثة بالأملاح بمعدل 250 مترًا مكعبًا في الساعة، بالإضافة إلى نظام لإعادة استخدام المياه بمعدل 100 مترًا مكعبًا في الساعة، ووحدة تجفيف الطين بمعدل 15 مترًا مكعبًا في الساعة، ووحدة استرجاع الزيوت الملوثة بمعدل 15 مترًا مكعبًا في الساعة. يتضمن مشروع تنغلونغ للهيدروكربونات نظامًا مائيًا شاملاً للغاية، ويغطي نطاقًا واسعًا جدًا، كما أن طرق التصنيع فيه معقدة ومتنوعة، على أن محطات التبريد بالتدوير غير مدرجة ضمنه. 　　2. التقنيات الصناعية وكيفية التغلب على الصعوبات
1) مقدمة عن أنظمة معالجة المياه: ثلاثة أنظمة
(1) نظام معالجة المياه الصناعية
المياه الخام تأتي من الخزانات أو مياه الأنهار، ويتم استخدام الطرق التقليدية في المعالجة، وهي كالتالي:
المياه الخام → خزان المياه الخام → حوض الترسيب بعد عملية التجميع → حوض الترشيح بالرمل (حوض ترشيح من النوع V) → عملية التعقيم → خزان المياه النظيفة/خزان المياه للإطفاء → نقل المياه تحت ضغط إلى المستخدمين المختلفين.
الصعوبات في هذا النظام تكمن في حجم المياه الكبير الذي يجب معالجته، بالإضافة إلى ضيق المساحة المتاحة. لحل هذه المشكلة، قمنا بتغيير حوض التخثير الميكانيكي الدائري إلى حوض ترسيب بتدفق أفقي، كما تم بناء حوض التفاعل الكيميائي وحوض الترسيب فوق الخزان الأصلي. أما حوض التخثير الميكانيكي الدائري، فمن الصعب بناؤه فوق الخزان، وبذلك تم حل مشكلة نقص المساحة. 　　(2) نظام معالجة المياه المقطرة: يتم استخدام عملية تبادل الأيونات في معالجة المياه المقطرة، حيث يتكون كل من الخزان الذكري والخزان المؤنث من غرفتين. هذه العملية ناضجة وموثوقة، ولدينا خبرة كبيرة في تنفيذها؛ حيث يُعد معدل الترشيح وسعة التبادل عوامل أساسية في التحكم فيها. 　　(3) نظام معالجة المياه الناتجة عن تكثيف البخار
هذا النظام يهدف إلى معالجة المياه الناتجة عن تكثيف البخار وإعادة استخدامها، وذلك بهدف إزالة الزيوت والحديد والأملاح منها. خطوات العملية كالتالي:
مياه تكثيف البخار → مبدل حراري → فلتر لإزالة الزيوت والحديد → مبدل أيوني → خزان التخزين → نقل المياه تحت ضغط إلى الغلاية.
الجزء الأساسي في هذا النظام هو إزالة الزيوت والحديد، لذلك نختار فلتر إزالة الزيوت والحديد بعناية فائقة. نحن نسعى لتوفير معدات معالجة متقدمة وموثوقة وآمنة في التشغيل وسهلة الاستخدام واقتصادية من حيث التكلفة لعملائنا، ولذلك قمنا بإجراء العديد من الدراسات ومقارنات متعددة قبل تحديد مزودي المعدات. 　　2) عرض لمشروع معالجة المياه العادمة: نظامان
(1) نظام معالجة المياه العادمة
يتكون نظام معالجة المياه العادمة من وحدتين: وحدة معالجة المياه العادمة الملوثة بالزيوت، ووحدة معالجة المياه العادمة الملوثة بالأملاح. 　　أ. عملية معالجة المياه الملوثة بالزيت:
المياه الملوثة بالزيت → خزان تنقية الزيت → مضخة رفع → عملية الطفو الهوائي → عملية الطفو بالغازات المذابة → حوض التخمير A/O → حوض الترسيب الثاني → حوض BAF → مرشح الرمل → مرشح الكربون النشط → عملية التعقيم → حوض إعادة استخدام المياه → نقل المياه تحت ضغط إلى المستخدمين المختلفين.

ب. عملية معالجة المياه الملوثة بالملح:
المياه الملوثة بالملح → خزان تنقية الزيت → مضخة رفع → عملية الطفو الهوائي → عملية الطفو بالغازات المذابة → حوض التخمير A/O → حوض الترسيب الثاني → حوض BAF → تصريف المياه وفقًا للمعايير المحددة.

نظرًا لأن جودة وكمية المياه في كلا النوعين متشابهة، باستثناء اختلاف نسبة الملوحة، فإن نفس عمليات المعالجة المسبقة والتخمير تُستخدم في كلا الحالتين. لكن المياه الملوثة بالملح لا يتم إعادة استخدامها، بل يتم تصريفها وفقًا للمعايير المحددة. تم توحيد أنواع الخزانات وأحجامها وتكوين المعدات، مما سهّل عملية التصميم وجعل التخطيط الأفقي أكثر عقلانية، كما أصبح التشغيل والصيانة أسهل. 　　تم تصميم حوض A/O مع مراعاة خصائص جودة المياه وسهولة التشغيل والصيانة، ويستخدم فيه أجهزة تهوية على شكل قرص لضمان الحفاظ على مستوى الأكسجين المذاب في المياه عند مستوى طبيعي. BAF هي تقنية ناضجة لدى شركتنا، وقد تم استخدامها في العديد من المشاريع، كما تم تعديل عملية التدفق الهوائي والمائي بناءً على التصميم التقليدي، لجعلها أكثر توازناً. 　　(2) نظام معالجة المياه الملوثة وإعادة استخدامها
المياه الملوثة → خزان التنظيم → تليين المياه وترسيبها → فلتر الرمل → فلترة أمنية → الترشيح فوق الفائق UF → فلترة أمنية إضافية → الترشيح العكسي RO → خزان المياه المعاد استخدامها → نقل المياه تحت ضغط إلى المستخدمين المختلفين.
يتم معالجة المياه الملوثة باستخدام طريقة الأغشية المزدوجة، وبعد المعالجة يمكن استخدامها كمياه صناعية. أما المياه الناتجة عن عملية الترشيح العكسي فيتم توجيهها إلى نظام معالجة المياه المالحة لمعالجتها قبل التخلص منها بشكل قانوني. 　　مشروع تنقية المياه باستخدام مركبات الأروماتيك من نوع “تينغلونغ”، هو مشروع معقد وضخم لمعالجة المياه. ستعتمد شركتنا على خبرتها التقنية الواسعة وخبرتها في الإدارة لضمان جودة التصميم والشراء والبناء، وبذلك تقديم مشروع يلبي توقعات العملاء. يُعد هذا المشروع اختبارًا لقدراتنا الشاملة، كما يمكنه أيضًا تحسين خبرتنا في إدارة المشاريع الكبيرة. 　　ثالثًا، تصميم مشروع محطة معالجة مياه الصرف الصحي الشاملة لشركة جيانغسو سوبو (المجموعة) المحدودة بطاقة 30 ألف م³/يوم

1. نبذة عامة عن المشروع

تقع شركة جيانغسو سوبو (المجموعة) المحدودة في ضواحي مدينة تشنجيانغ، وهي مدينة تاريخية وثقافية مشهورة في الصين، عند نقطة التقاء الممر المائي الذهبي نهر اليانغتسي وقناة بكين-هانغتشو الكبرى. حاليًا، تمتلك الشركة قدرة إنتاجية شاملة تبلغ 600 ألف طن من حمض الخليك الجليدي، و250 ألف طن من خلات الإيثيل، و120 ألف طن من الكلور والقلويات، و40 ألف طن من مادة الرغوة ADC، و20 ألف طن من راتنج الـ PVC، و10 آلاف طن من مسحوق التبييض النقي، و10 آلاف طن من مسرعات vulcanization المطاطية. وتحتل الشركة مرتبة متقدمة على المستوى المحلي في صناعاتها المختلفة من حيث حجم إنتاج حمض الخليك الجليدي ومادة الرغوة ADC ومسحوق التبييض النقي ومسرعات vulcanization المطاطية؛ حيث يحتل حجم إنتاج حمض الخليك الجليدي المرتبة الأولى في الصين والثالثة عالميًا. 　　من أجل حماية البيئة المحلية، وإدراكًا للمسؤولية الاجتماعية الكبيرة، تخطط شركة جيانغسو سوب (المجموعة) المحدودة، من منظور التنمية طويلة الأمد، لإنشاء محطة متكاملة لمعالجة المياه المستعملة. إجمالي حجم معالجة المياه العادمة هو 30 ألف متر مكعب في اليوم، منها 10 آلاف متر مكعب في اليوم يتم إعادة استخدامها. 　　تم التخطيط للمشروع على مرحلتين، حيث تبلغ سعة معالجة المياه في المرحلة الأولى 10 آلاف متر مكعب في اليوم ； سعة معالجة المياه المستعملة في المرحلة الثانية هي 20 ألف متر مكعب في اليوم، بينما سعة إعادة استخدام المياه هي 10 آلاف متر مكعب في اليوم. 　　2. التقنيات والمشاكل الرئيسية
يُعد هذا المشروع محطة معالجة مياه صرف صحي شاملة تابعة لمجموعة ثورب لدعم وحدات الإنتاج في المستقبل؛ حيث يتسم التخطيط لوحدات الإنتاج بدرجة عالية من عدم اليقين. كما أن خصائص مياه الصرف الواردة إلى المشروع معقدة، ومن بينها يصعب معالجة مياه الصرف التي تحتوي على بوليفينول الفينيل (PVA) وعامل الرغوة ADC ومادة PVC. 　　تركيز الملوثات العضوية المكونة من PVA مرتفع وهي صعبة التحلل البيولوجي (نسبة B/C أقل من 0.1)؛ وعند تصريف مياه الصرف الصحي المحتوية على PVA في المسطحات المائية، فإنه يتراكم بكميات كبيرة في البيئة المائية، مما يؤدي إلى زيادة الرغوة على سطح الماء وارتفاع لزوجته، ويؤثر ذلك على نشاط الكائنات الدقيقة هوائية التنفس، وبالتالي يتسبب في مشاكل بيئية خطيرة. 　　مياه الصرف الناتجة عن مادة ADC للتفريغ الرغوي هي مياه صرف عضوية ذات تركيز عالٍ من الملح ونيتروجين الأمونيا، كما أن تركيبها العضوي معقد. تتمثل مؤشرات التلوث الرئيسية في قيمة COD، والتي تعكس المكونات العضوية مثل اليوريا والهيدرازين والديوميثيل يوريا وADC، بالإضافة إلى مؤشرات مثل NH3-N وSO42- وCl- وSS، والتي قد تظهر سواء بشكل منفصل أو مع المكونات غير العضوية الأخرى. 　　تنتج عملية إنتاج البولي فينيل كلوريد (PVC) مياهًا عادمة عضوية تحتوي على كميات كبيرة من الـ PVC. يتكون مياه الصرف هذه من ثلاثة أجزاء: مياه الغسيل، والسائل الأم للطرد المركزي، ومياه الشطف. ومياه غسيل الأواني هي المصدر الرئيسي لهذه المياه العادمة، والملوثات الرئيسية هي البوليفينيل كلوريد، والمواد المُستحلبة، والمواد المساعدة على الانتشار، وغيرها. تكون مياه الصرف الناتجة عن PVC لونها أبيض لبني، وسطحها مغطى بكمية كبيرة من الرغوة، ولا تحتوي على جسيمات واضحة، وتبلغ قيمة CODcr فيها حوالي: 12000–20000 ملغ/لتر. 　　نظرًا لأن ما سيتم بناؤه هو محطة معالجة متكاملة للمياه العادمة، فمن المستحيل استقبال مياه الصرف الناتجة عن المعدات المختلفة مباشرة؛ يجب معالجة مياه الصرف الخاصة بكل معدة بشكل منفصل قبل أن يتم تصريفها في محطة المعالجة المتكاملة. وفقًا للتحليل أعلاه، فإن مياه الصرف الصحي الواردة إلى محطة معالجة مياه الصرف الشاملة هي مياه صرف عضوية تحتوي على مواد يصعب تحللها بيولوجيًا وتركيز عالٍ من النيتروجين الأمونيائي؛ ولذلك تم اختيار عملية المعالجة المكونة من "التحلل المائي والتحمض + A/O". هذه العملية ناضجة ومستقرة، ولديها العديد من الحالات الناجحة، كما أن تشغيلها سهل. 　　بعد مناقشات متعددة مع المالك، تم تحديد جودة المياه الواردة إلى محطة معالجة المياه كالتالي:
جدول جودة المياه الواردة إلى محطة معالجة المياه
جودة المياه الخارجة من المحطة: يجب أن تتوافق مع المعايير المحددة في “معايير انبعاث الملوثات الرئيسية في الصناعة الكيميائية” DB32/939-2006، وتحديدًا المستوى الأول من هذه المعايير. تم تحديد جودة المياه الناتجة عن المعالجة كالتالي:
جدول جودة المياه الناتجة عن محطات معالجة المياه العادمة
ووفقًا لمتطلبات التحكم في الكمية الإجمالية لمؤشر COD، فعند الوصول إلى حجم معالجة يبلغ 30 ألف متر مكعب في اليوم، يجب أن يتم إعادة استخدام 10 آلاف متر مكعب في اليوم، وبذلك يمكن تحقيق التوازن في الكمية الإجمالية لانبعاثات COD داخل المجموعة. الطريقة الوحيدة التي يمكن لمجموعة سوب أن تتحمل بها كمية مياه كبيرة هي من خلال إعادة تعبئة مياه التبريد الدورانية. لقد خلصنا إلى أن نسبة الملوحة في المياه المستعملة مرتفعة، ولذلك يجب معالجتها لإزالة الملوحة قبل إعادة استخدامها. لذلك، يتم استخدام تقنية “UF+RO” في معالجة المياه المعاد استخدامها، وهي تقنية الأغشية المزدوجة. 　　مسائل أخرى يجب أخذها في الاعتبار في التصميم: يجب إيلاء اهتمام خاص لقدرة مرافق معالجة المياه على تحمل الصدمات ولوجود هامش أمان في التصميم، سعيًا لتحقيق التوازن بين الكفاءة الاقتصادية والأمان. في الوقت نفسه، يتميز مالك المشروع بخصائص واضحة في تخطيط المنطقة الصناعية، حيث يولي أهمية كبيرة للتشجير فيها، ولذلك تم التواصل بشكل وثيق مع المالك بخصوص التخطيط الأفقي، بهدف الحفاظ على تناسقه مع الطراز الأساسي للمنطقة الصناعية الأصلية.