معالجة مياه الصرف الناتجة عن الصناعة الميكانيكية والمحتوية على الزيوت باستخدام تقنيات فصل الزيوت + الطفو الهوائي + الترشيح + الامتصاص

Thread Content

موسوعة الصين الإلكترونية: كمية ومدى انتشار مياه الصرف الصناعي المحتوية على الزيت الناتجة عن مصانع الآلات كبيران. وعادةً ما يوجد الزيت في هذه المياه بثلاث حالات: الزيت العائم، والزيت المتناثر، والزيت المُستحلب. حجم جزيئات الزيت ≥ 100 ميكرومتر، ويمكنها الطفو بسرعة بعد التوقف، لتشكل طبقة طافية على سطح الماء كغشاء زيتي في الطور المستمر. الزيوت المستخدمة في المصانع الميكانيكية، مثل زيوت التشحيم وزيوت الوقود، التي تتسرب إلى المياه بسبب التسربات، تعتبر من الزيوت الطافية. تتراوح أحجام جزيئات الزيت المتفرقة بين 10 و100 نانومتر، وهي معلقة في الطور المائي. ومع مرور الوقت أو تحت تأثير قوى خارجية، يمكن أن تتجمع هذه الجزيئات لتشكيل قطرات زيتية أكبر تطفو على سطح الماء، أو قد تصبح أصغر حجمًا وتتحول إلى زيت مستحلب. الزيت المتفرق يكون في حالة معلقة داخل المياه العادمة، والزيت الموجود في المياه العادمة الناتجة عن عملية تنظيف الأجزاء الميكانيكية قبل معالجتها هو زيت متفرق. حجم جزيئات الزيت المُستخدم في عملية التُعليب يتراوح بين 0.1 و10 ميكرومتر، ويظهر هذا الزيت في المياه الملوثة على شكل مادة معلقة. توجد طبقة رقيقة من جزيئات المواد المُستخدمة في عملية التُعليب (المواد الفعالة سطحيًا) على سطح جزيئات الزيت، وهذه الطبقة تساعد في منع اندماج جزيئات الزيت مع بعضها، مما يسمح ببقائها في حالة مستقرة لفترة طويلة، ولا تطفو إلى السطح حتى بعد تركها لفترة طويلة. الزيت الموجود في مياه الصرف الناتجة عن المصانع الميكانيكية عمومًا هو زيت مُذاب في الماء. 　　تشمل طرق معالجة المياه الملوثة بالزيوت الطرق الفيزيائية، والكيميائية، والفيزيائية الكيميائية، وغيرها. تنقسم الطرق الفيزيائية إلى طريقة الفصل بواسطة الجاذبية، وطريقة الفصل بالطرد المركزي، وطريقة التكبير الحبيبي، وطريقة الترشيح (طريقة الفصل بالأغشية)، وغيرها. الطرق الكيميائية تشمل بشكل رئيسي طريقة التكثيف وطريقة الترسيب بالأملاح. تشمل الطرق الفيزيائية الكيميائية بشكل أساسي طريقة الطفو (طريقة الطفو الهوائي). 　　مصادر المياه الملوثة: تشمل المياه الملوثة بالزيوت بشكل أساسي: سوائل التذويب الناتجة عن عمليات المعالجة الميكانيكية (يتم معالجة هذه المياه بشكل منفصل قبل طرحها في محطات معالجة المياه)، بالإضافة إلى سوائل التنظيف الناتجة عن عملية تنظيف الأجزاء ； مياه تنظيف الورش والمعدات المساندة، ومياه غسل الأرضيات وغيرها. 　　2 حجم التصميم وجودة المياه الداخلة والخارجة
2.1 حجم معالجة المياه العادمة
نظام تصريف المياه في هذا المصنع هو نظام مختلط للمياه المطرية والمياه العادمة؛ حيث تدخل مياه الأمطار الأولية إلى محطة معالجة المياه العادمة ليتم معالجتها. حجم التصميم: معدل تدفق المياه في الحالة الجافة Q_جاف = 40 مترًا مكعبًا ； تدفق الاندماج 9 اندماجات = 80 مترًا (معامل الحجز no=1). 　　2.2 تصميم جودة مياه الدخول والخروج
وفقًا لبيانات جودة مياه الصرف الصناعي في الصناعة الميكانيكية، يُشترط أن تلبي مياه الصرف بعد المعالجة مؤشرات جودة المياه المعاد تدويرها المخصصة للاستخدام في البيئة الطبيعية، الواردة في “معايير تصميم مشاريع إعادة استخدام مياه الصرف” GB50335-2002. ترد جودة المياه الواردة والخارجة من محطة معالجة المياه العادمة في الجدول 1. 　　3 عمليات معالجة المياه العادمة  3.1 شرح العملية  تصل مياه الصرف الزيتية الناتجة عن المصنع الشرقي التابع لشركة بويوان إلى حوض التجميع بعد أن يتم إزالة الأجسام العائمة والجسيمات الكبيرة منها باستخدام الشبكات، ثم تُرفع هذه المياه بواسطة مضخات الصرف إلى حوض تنقية الزيت. تدخل مياه الأمطار في المرحلة الأولى إلى محطة معالجة المياه المستعملة، وبعد معالجتها بطريقة الطفو يتم تصريفها الزائد في الخزان الوسطي. يتمتع حوض تنقية الزيت بوظيفة تنظيم جودة وكمية المياه، كما يمكنه إزالة الزيت الطافي على سطح المياه. يتم جمع الزيت الطافي في البركة باستخدام أجهزة جمع الزيت، ثم إعادته. تدخل مياه الصرف الملوثة بالزيت إلى جهاز الطفو بعد معالجتها في حوض فصل الزيت، مع إضافة مواد تجميع. يدخل إلى حوض الوسط بعد عملية تفكيك الرغوة وفصل الزيت عن الماء. يتم رفع المياه الملوثة بواسطة مضخات المياه العادمة إلى المرشحات الميكانيكية وأبراج الامتصاص بالكربون النشط، ثم يتم إعادة استخدامها بعد معالجتها بشكل كامل. 　　يتم غسل المرشحات الميكانيكية وأبراج الامتصاص بالفحم النشط بشكل دوري، ويتم تصريف مياه الغسيل إلى خزان تنقية الزيوت. يتم تنظيم تصريف الطين الزيتي من خزان فصل الزيوت والرواسب الناتجة عن أجهزة الطفو بشكل دوري إلى خزان الطين. أما الطين الزيتي، فيتم رفعه باستخدام مضخات الطين إلى سرير تجفيف الطين لمعالجته بالتجفيف، ثم يتم نقل الطين المجفف إلى غرفة الغلايات لحرقه. يرجى الرجوع إلى الشكل 1 لمعرفة تسلسل العمليات. 　3.2 المباني والمعدات الرئيسية (1) حوض الشبكة. واحد، LxB=2.5 م × 1.0 م، H=2.5 بوصة. تركيب جهاز تنقية بشبكة ميكانيكية واحد، عرض الشبكة 1.0 متر، ومسافة بين قضبان الشبكة 10 مم. قوة المحرك 1.1 كيلوواط. 　　(2) خزان التجميع. واحد، LxB=6.0 متر × 3.0 إنش، العمق الفعال للمياه = 3.0 ITI. لنفترض وجود 3 مضخات لتصريف السوائل تحت الماء، منها مضختان تعملان وواحدة كاحتياطي، بحيث يكون معدل التدفق من 40 إلى 60 مترًا مكعبًا في الساعة، والارتفاع من 17 إلى 11 بوصة، وقوة المضخة 4.0 كيلوواط. تعمل مضخات المياه بطريقتين للتحكم: التلقائي واليدوي، حيث يتم استخدام جهاز تحكم مستوى السائل في الطريقة التلقائية. تشغيل الضخ عند مستوى سائل مرتفع، وإيقافه عند مستوى سائل منخفض. 　　(3) تعديل حوض فصل الزيت. واحد، مقسم إلى قسمين، L~B=15.0م × 4.5م، H=4.0م. يعمل على تنظيم جودة وكمية المياه، كما يزيل الزيوت الطافية ذات الحجم الأكبر من 160 ميكرومتر. تم تحديد وقت الإقامة بـ 4.0 ساعة (مع مراعاة التدفق المشترك، يكون وقت الإقامة 2.0 ساعة). يتم توفير مجموعة واحدة من أجهزة جمع الزيت لكل خلية (تشمل جهاز جمع الزيت الطافي وجهاز فصل الزيت عن الماء). N = I.1 كيلوواط. 　　(4) مجموعة معدات المعالجة بالطفو. مجموعتان، بقدرة معالجة 40 مللي راديان، والقدرة الكلية للمجموعة هي N=I1 كيلوواط. معدات لإضافة المواد المذابة، عددها 2 مجموعة، وقدرة كل مجموعة هي N=1.1 كيلوواط. (5) خزان المياه الوسطي. واحد، أبعاده الطول × العرض = 4.0 متر × 4.0 متر، والارتفاع = 4.0 متر، والحجم الفعال هو 5613. . يتم تركيب 3 مضخات صرف صحي، اثنتان للتشغيل وواحدة احتياطية، حيث تكون القدرة التدفقية Q=40–60 م³/ساعة، والارتفاع الرأسي H=25–19 متر، والقدرة الكهربائية N=7.5 كيلوواط. يتم التحكم في مضخات المياه بطريقتين: تلقائية ويدوية. تعتمد الطريقة التلقائية على جهاز تحكم في مستوى السائل. تشغيل الضخ عند مستوى سائل مرتفع، وإيقافه عند مستوى سائل منخفض. 　　(6) مرشح ميكانيكي. وحدة واحدة، قدرة المعالجة للوحدة الواحدة 40 م³/ساعة. يتم استخدام خزان المياه للغسيل العكسي المشترك مع برج الامتصاص بالفحم النشط، وتصب مياه الغسيل العكسي في حوض الشبكة. 　　(7) برج امتصاص الكربون النشط. وحدة واحدة، بقدرة معالجة 40 مللي راديان لكل وحدة، مزودة بخزان لغسيل الفلترات. يتم استخدام الكربون النشط كمادة للامتصاص، بينما يتم توجيه المياه الناتجة عن عملية الغسيل إلى خزان التجميع. 　　(8) خزان المياه المعاد تدويرها. واحد، الأبعاد: الطول × العرض = 9.0 متر × 4.0 بوصة، الارتفاع = 4.0 بوصة، السعة الفعالة = 126113. يحتوي خزان إعادة استخدام المياه على مضخة غمر واحدة، بسعة تدفق تتراوح بين 20 إلى 45 م³/يوم، وضغط يتراوح بين 32 إلى 22 مترًا، كما أن قوة المضخة تبلغ 5.5 كيلوواط، وهي مزودة بجهاز لتعديل سرعة الدوران. 　　(9) حوض الحمأة. واحدة، هيكل خرساني مسلح. يُستخدم لتخزين الرواسب الزيتية التي يفصلها جهاز الطفو، بالإضافة إلى تنظيم كمية الطين الزيتي الذي يتم تصريفه من حوض فصل الزيوت. الطول × العرض = 3.0 متر ~ 3.0 بوصة، الارتفاع = 3.0 نانومتر، والحجم الفعال هو 20 بوصة. تم تركيب مضختي طين بجانب البركة، واحدة للاستخدام الفعلي والأخرى كاحتياطي، بسعة Q=5.0 م³/ساعة، وارتفاع H=15 مترًا، وقوة محرك N=1.5 كيلوواط. 　　حوض تجفيف الحمأة. واحد، مبني فوق حوض تنقية الزيت. ×B=9.0م × 2.0م، H=1.2م، الحجم الفعال 18م³. يتم تركيب أنابيب بلاستيكية مثقوبة وشبكات من الفولاذ المقاوم للصدأ بحجم 40 شبكة في الخزان، كما يتم ملء الخزان بالحصى ورمل النهر. أما مياه التصفية الناتجة عن عملية تجفيف الطين، فإنها تُعاد إلى خزان التنقية لمعالجتها. يتم إرسال الحمأة بعد تجفيفها إلى غرفة الغلايات لحرقها. 　　٤ أداء التشغيل
منذ نجاح اختبار هذا المشروع في ديسمبر 2005، ظل يعمل بشكل مستقر، وكانت جودة مياه الصرف صالحة للاستخدام. تظهر نتائج مراقبة جودة مياه الدخول والخروج من المشروع التي أجرتها محطة مراقبة حماية البيئة بمقاطعة تشانغشا في فبراير 2006 في الجدول 2. 　　تُظهر نتائج الجدول 2 أن استخدام تقنيات فصل الزيوت + الطفو الهوائي + الترشيح + الامتصاص يؤدي إلى نتائج جيدة في معالجة المياه الملوثة بالزيوت الناتجة عن الصناعات الميكانيكية. مستويات COD والمواد النفطية منخفضة، كما أن معدل إزالة مختلف عوامل التلوث مرتفع، وبالتالي فإن جودة المياه الناتجة تتجاوز معايير جودة المياه المستخدمة في الأغراض الزخرفية وفقًا لـ “مواصفات تصميم مشاريع إعادة استخدام المياه الملوثة” (GB50335-2002). لمزيد من الوثائق التقنية ذات الصلة، يرجى زيارة http://www.dowater.com. 　　5 مؤشرات الاقتصاد التقني (1) تكلفة المشروع: 900 ألف يوان للأعمال الإنشائية، و1.4 مليون يوان للمعدات والمواد وأعمال التركيب، و200 ألف يوان لأعمال الاختبار والمصاريف الأخرى، بإجمالي تكلفة تقارب 2.5 مليون يوان. 　　(2) تكاليف التشغيل: تكلفة المواد الكيميائية 0.04 يوان/م، وتكلفة الكهرباء 0.44 يوان/م، أما تكلفة العمالة فهي 0.03 يوان/م. أما تكلفة معالجة المياه العادمة فهي 0.51 يوان/م. تكلفة التشغيل 127.5 ألف يوان/سنة. 　　(3) الفوائد الاقتصادية: بعد تنفيذ مشروع معالجة المياه الملوثة بالزيوت، يتم إعادة استخدام 100٪ من المياه المعالجة في أغراض مثل غسل الأرضيات وتنظيف السيارات والري والاستخدامات الزخرفية، مما يؤدي إلى عدم وجود أي انبعاثات من المياه الملوثة بالزيوت. يتم توفير 276 ألف يوان سنويًا من رسوم التلوث، بالإضافة إلى توفير 576 ألف يوان من استخدام المياه الجديدة، وكذلك توفير 0.8 ألف يوان من خلال إعادة تدوير الزيت، وبالتالي فإن الفائدة الصافية تبلغ 73.3 ألف يوان في السنة. 　　(4) الفوائد البيئية والاجتماعية: بعد تنفيذ المشروع، سيتم تقليل انبعاثات الملوثات مثل النفط بمقدار 9.2 طن سنويًا، وSS بمقدار 3.6 طن، وCOD بمقدار 3.2 طن. وهذا سيساعد في تقليل الضرر الناتج عن المياه الملوثة على البيئة، كما سيساهم في الحفاظ على جودة المياه والبيئة الطبيعية في منطقة نهر ليويانغ السفلية. في الوقت نفسه، تحسّنت العلاقات بين الشركات والسكان المحليين، وتم استخدام الموارد بشكل فعال، مما ساعد على التنمية المستدامة للشركات، مع تحقيق فوائد اجتماعية كبيرة. 　　٦ الاستنتاجات: (١) يُعد استخدام تقنيات فصل الزيوت + الطفو الهوائي + الترشيح + الامتصاص لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن الصناعات الميكانيكية طريقة فعالة من حيث الكفاءة، كما أن تكلفة تشغيلها منخفضة. أظهرت نتائج التشغيل الفعلي أن معدل إزالة مؤشر COD والمواد النفطية في المياه الملوثة بعد استخدام هذه العملية كان 81% و99% على التوالي. كما أن المياه الناتجة بعد المعالجة تلبي متطلبات إعادة الاستخدام. 　　(2) منذ بدء تشغيل المحطة قبل أكثر من 3 سنوات، ظلت كفاءة معالجة المياه مستقرة، حيث يتم إعادة استخدام المياه المعالجة في ري الأراضي وغسل السيارات والزراعة والاستخدامات الجمالية، مما أدى إلى تحقيق فوائد اقتصادية وبيئية كبيرة.