لماذا يصعب تحلل قيم COD في مياه النفايات الناتجة عن عملية التكرير؟

Thread Content

لماذا يصعب تحلل قيم COD في مياه النفايات الناتجة عن عملية التكرير؟ حاليًا، أصبحت قيمة COD نقطة صعبة وحاسمة للتغلب عليها في معالجة مياه الصرف الصناعي الناتجة عن التكوير. يعلم العاملون في هذا المجال أن مياه الصرف الناتجة عن عملية التكرير تحتوي على العديد من المواد ذات الحلقات المتعددة والسلاسل الطويلة، والتي يصعب تحللها. أجرت العديد من الجامعات ومعاهد البحوث تجارب أظهرت أنه مهما طالت مدة المعالجة البيوكيميائية، فإن كمية COD المتبقية لا يمكن خفضها على الإطلاق. إذًا، لماذا يكون شرح COD صعبًا إلى هذا الحد؟ لنلقِ نظرة أولاً على تركيب مؤشر COD في مياه النفايات الناتجة عن عملية التكرير. ووفقًا لما هو معروف، فإن قيمة COD في مياه الصرف الناتجة عن عملية التكرير تتكون بشكل رئيسي من ثلاثة مكونات: المكونات العضوية، والمكونات غير العضوية، والمواد المعلقة. لدراسة تركيب مؤشر COD في مياه النفايات الناتجة عن عملية التكرير، قامت مؤسسات مثل معهد أنشان للتكنولوجيا الكيميائية ومعهد هاربين للبناء، باستخدام مياه الإدخال والخروج الخاصة بمصنع أنشان للصلب الكيميائي كعينة، وقاموا بقياس كميات المواد غير العضوية والعضوية الرئيسية في مياه النفايات، بالإضافة إلى قياس قيمة COD الخاصة بها. كما قاموا أيضًا بقياس قيمة COD الخاصة بالمواد المعلقة في مياه النفايات. طريقة قياس COD هي طريقة كربونات البوتاسيوم. أظهرت الدراسات أن المكونات غير العضوية التي تساهم في تكوين قيمة COD في مياه الصرف الناتجة عن عملية الكوكينغ هي SCN- وCN- وS2- وNO2-، وأن SCN- هو المكون الرئيسي الذي يشكل جزءًا من قيمة COD. في الوقت نفسه، قامت مؤسسات مثل معهد أنشان للكيماويات ومعهد هاربين للبناء بدراسة المياه الخام والمياه المعالجة الصادرة عن مصنع أنشان للكيماويات. ومن خلال قياس وتحليل المكونات العضوية في هذه المياه، تبين أن الكمية الرئيسية من المكونات العضوية في المياه الخام تشكل حوالي 70% من إجمالي كمية COD في مياه الصرف الناتجة عن عمليات التكرير. وتتكون هذه المكونات بشكل رئيسي من المركبات الفينولية والمركبات ذات الحلقات المركبة ومركبات النافثالين، حيث تشكل المركبات الفينولية حوالي 30% من إجمالي كمية COD. ويشكل الكود المتعلق بالمكونات العضوية الرئيسية في المياه الناتجة عن العمليات البيوكيميائية حوالي 20% من الكمية الإجمالية، ومن بين هذه المكونات، فإن مكونات النافثالين والهيدروكربونات الأروماتية متعددة الحلقات لها قيم كود مرتفعة، حيث تشكل كل منها أكثر من 10% من الكمية الإجمالية. المواد المعلقة تتكون بشكل أساسي من غبار الفحم وغبار الكوك والزيوت غير القابلة للذوبان في الماء. من بين الأنواع الثلاثة للمكونات التي تشكل COD، فإن المكونات العضوية واللاعضوية هي الأغلبية. “كيفية تحطيم الجزيئات ذات السلاسل الطويلة هو تحدٍ كبير، فهناك الكثير من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات والهيدروكربونات العطرية ذات الحلقات المختلطة، وهذه الحلقات هي السبب الرئيسي في صعوبة تحللها. تستطيع الكائنات الدقيقة فتح هذه الحلقات بمساعدة الإنزيمات في مرحلة معينة، والآن يتم البحث عن طريقة فعالة وغير مكلفة، وهذا يُعد نقطة انطلاق. ”هكذا قال البروفيسور وين دونغهوي من كلية العلوم البيئية وهندسة البيئة في جامعة بكين. لماذا تعتبر عملية المعالجة المسبقة مهمة للغاية في مياه الصرف الصناعي الناتجة عن التكويك؟ تشمل عمليات المعالجة المسبقة لمياه النفايات الناتجة عن عملية التكرير بشكل أساسي عمليات مثل تبخير الأمونيا وإزالة السيانيد وإزالة الزيوت. فما هي وظائف هذه العمليات؟ “يجب توافر شروط معينة لعملية المعالجة البيوكيميائية؛ فمياه الصرف الصناعي الناتجة عن التكوير تحتوي على كميات من الزيت والكبريتيدات وغيرها، ولذلك يجب إجراء بعض عمليات المعالجة المسبقة مثل فصل الزيت، وإزالة الكبريتيدات، وتبخير الأمونيا. وعلى وجه الخصوص، فإن تبخير الأمونيا ضروري للغاية؛ فبدونه يصبح من المستحيل تقريبًا معالجة هذه المياه في المراحل اللاحقة. ”قال لي تيانزينغ من مجموعة ساند لمراسلي موقع “شوي وانغ” إن “نسبة النيتروجين في مياه الصرف الناتجة عن عملية التكرير تصل عادةً إلى 2000 أو 3000، ويمكن خفض هذه النسبة باستخدام طرق مثل النفخ أو إضافة القلويات؛ حيث يمكن تخفيض النسبة إلى أقل من 100 في بعض الحالات. لكن بعض الشركات لا ترغب في استخدام القلويات، لكن يجب إضافتها في المعالجة اللاحقة على أي حال. في الواقع، إذا تم فهم هذا المبدأ، فإن إضافة القلويات في المرحلة التمهيدية سيؤدي إلى نتائج أفضل”. المعالجة المسبقة تهدف إلى ضمان العمل الطبيعي للعمليات البيوكيميائية. ” أكد وين دونغهوي قائلاً: "إن تقنيات المعالجة الكيميائية الحيوية يمكن أن تحقق المعايير المطلوبة، لكن يجب دمجها مع طرق المعالجة الفيزيائية الأخرى. إن عملية المعالجة المسبقة ضرورية للغاية، ويمكن إعادة استخدام بعض المواد. فإذا لم تتم عملية المعالجة المسبقة بشكل صحيح، فسيكون لذلك تأثير كبير على عملية المعالجة الثانوية التي تليها". تشمل عمليات المعالجة المسبقة بشكل أساسي تبخير الأمونيا وإزالة الزيوت، وتعتبر تبخير الأمونيا ضرورية للغاية. ” لماذا تحظى تقنيات التعزيز البيولوجي بكل هذا الاهتمام؟ ووفقًا للخبراء، فإن المعالجة البيولوجية للمياه المستعملة تهدف عادةً إلى مواد يسهل تحللها، حيث يقوم الكائنات الدقيقة بتحليل هذه المواد. وهذه الكائنات الدقيقة موجودة في البيئة الطبيعية وفي مياه الصرف الصحي وفي التربة. لكن إذا كانت المياه العادمة تحتوي على كميات كبيرة من المواد السامة والضارة، فليس فقط أن الكائنات الدقيقة لا تستطيع تحليلها، بل قد تشكل أيضًا خطرًا عليها؛ حيث تقتل المواد السامة والضارة الكائنات الدقيقة، مما يجعل من الصعب معالجة هذه المياه باستخدام الطرق البيولوجية. التناقض يكمن هنا؛ فأفضل طريقة من حيث التكلفة والفعالية هي الطريقة الكيميائية البيولوجية، بينما تكلفة الطرق الفيزيائية الكيميائية مرتفعة جدًا ； لكن بالنسبة لمياه الصرف الصناعي الناتجة عن التكويب، فإن تركيب المياه معقد للغاية؛ حيث تحتوي على العديد من المواد السامة والضارة التي قد تؤثر سلبًا على فعالية المعالجة البيوكيميائية. لذلك، عند استخدام الطرق البيوكيميائية لمعالجة هذه المياه، هناك الكثير من الأبحاث التي يجب إجراؤها فيما يتعلق بالكائنات الدقيقة. إذًا، ما هي مجالات البحث؟ أولاً، من الناحية التقنية، يمكن تحسين جودة المياه الملوثة إلى حد ما عن طريق تغيير معايير وشروط العملية الإنتاجية. لكن في الواقع، فإن التغييرات التقنية وحدها لا تكون كافية، ومن الصعب الوصول إلى معايير الجودة المطلوبة، كما أن المياه الملوثة لا تزال تحتوي على مواد سامة وضارة يتم تصريفها في المسطحات المائية. ثانيًا، وبعد أكثر من عقد من التطور، أصبح تطوير الكائنات الدقيقة موضوعًا شائعًا، وأكثر المجالات نشاطًا في ذلك هو تطوير البكتيريا المستخدمة في التحلل. الطريقة التقليدية للحصول على بكتيريا التحلل هي اختيار البكتيريا أو الميكروبات ذات المقاومة العالية من مياه الصرف الناتجة عن عملية التكرير، أو من الطين الملوث بهذه المياه، ثم تُستخدم هذه البكتيريا في تحضير مستخلصات بكتيرية مناسبة. لكن في الوقت الحالي، هناك عدد قليل جدًا من البكتيريا التي يمكن فصلها من الطبيعة، حيث تشكل الكائنات الدقيقة التي يمكن زراعتها 0.1% فقط من مجموع الكائنات الدقيقة الموجودة في الطبيعة ； مشكلة أخرى هي أن الجراثيم المستخدمة تُظهر نتائج ممتازة في المختبرات وعلى المدى القصير، لكن في التطبيقات العملية غالبًا ما تحدث بعض التغييرات. ففي المياه العادمة الفعلية، بالإضافة إلى المواد السامة والضارة، توجد أيضًا مواد أخرى مثل النيتروجين العالي، كما أن كمية المياه وجودتها غير مستقرتين، وكل ذلك يؤثر بشكل كبير على استخدام الكائنات الدقيقة في التطبيقات العملية. حتى الآن، لم يتم اكتشاف أي عامل بكتيري فعال للغاية يمكن استخدامه بنجاح في مياه النفايات الناتجة عن عملية التكرير. بالإضافة إلى ذلك، أعرب الخبراء عن قلقهم بشأن محطات المعالجة. “هناك حاجة ملحة لتعزيز إدارة محطات المعالجة؛ فنحن نذهب باستمرار إلى بعض مصانع التكوير لجمع مياه الصرف، ونلاحظ وجود مشاكل كبيرة في الإدارة. على سبيل المثال، تتغير ظروف الإنتاج باستمرار، وهذا التغير في جودة المياه يؤثر سلبًا للغاية على عمليات المعالجة البيولوجية. وإذا استمرت المياه الواردة في التغير، فلا يمكن لمحطات المعالجة فعل أي شيء؛ كما أن الحمأة تكون في حالة شبه ميتة، مما يؤثر بشكل كبير على كفاءة المعالجة. لذلك، أقترح أن يكون مرحلة الإنتاج والإدارة أكثر استقرارًا ودقة قدر الإمكان،" قال وين دونغهوي.