معالجة مياه النفايات القطنية الصناعية بالترسيب بالتجميع وتقنية الخندق الأكسداتي المتكامل

Thread Content

1 جودة وكمية مياه الصرف الصحي: مشروع شبكة تنقية المياه: إنها شركة أجنبية تعمل في مجال صناعة الأقمشة القطنية المزيفة، وتنتج هذه الشركة أنواعًا مختلفة من مياه الصرف الصحي، وهي: مياه الصرف الناتجة عن عمليات النسيج، ومياه الصرف الناتجة عن عمليات تقليل كمية القلويات، ومياه الصرف الناتجة عن عمليات التنقية، بالإضافة إلى مياه الصرف الناتجة عن عمليات الصبغ، ومياه الصرف المختلطة. بالإضافة إلى ذلك، هناك مياه الصرف الصحي الناتجة عن السكن والكافتيريا والحمامات ومباني المكاتب وغيرها. ترد في الجدول 1 معلومات عن جودة وكمية مياه الصرف الصحي لكل فئة. الجدول 1: كمية وجودة المياه العادمة
اسم المياه العادمة | CODcr (ملغ/لتر) | pH | كمية المياه (م³/يوم)
مياه العادم الناتجة عن عمليات التكرير | 10000–40000 | >14 | 100
مياه العادم الناتجة عن عمليات التنقية | 1000–1600 | 9–11 | 144
مياه العادم الناتجة عن عمليات الصباغة | 700–1300 | 5–6 | 853
مياه العادم الناتجة عن صناعة النسيج | 60–95 | 6–8 | 657
مياه الاستخدامات المتنوعة | 600–1000 | 6–9 | 308
مياه الصرف الصحي المنزلي | 300–400 | 6–8 | 105

2. عمليات معالجة المياه العادمة
نسبة CODCr في مياه العادم الناتجة عن عمليات التكرير كبيرة جدًا مقارنة بإجمالي كمية المياه العادمة الناتجة عن العمليات الإنتاجية. لذلك، فإن استخدام طريقة إضافة الأحماض ثم الترشيح كخطوة أولى في عملية المعالجة يعتبر حلاً منطقيًا من الناحية التصميمية. لكن هذه الطريقة تعاني من عيوب مثل الحاجة إلى كميات كبيرة من الأحماض، وتعقيد العمليات، بالإضافة إلى ارتفاع تكاليف التشغيل. نظرًا لصغر كمية المياه فيه، يُفكر في خلطه مع باقي المياه العادمة لمعالجتها معًا. إن الاستخدام المشترك للطرق الفيزيائية والكيميائية هو الأسلوب التقليدي المعتاد لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن صناعة الطباعة والصباغة [1]. يتميز الترسيب بالتخثر بقدرته العالية على إزالة اللون والجسيمات المعلقة، كما يمكن لعوامل التخثر المستخدمة أن تساعد في تنظيم قيمة الرقم الهيدروجيني. لدى الطريقة الكيميائية الحيوية قدرة عالية على إزالة المواد العضوية القابلة للذوبان. في هذا المشروع، ونظرًا لأن الملوثات الرئيسية في المياه المستعملة هي حمض البوليستيريك غير القابل للذوبان وأنواع مختلفة من الصبغات المتناثرة في نطاق درجة الحموضة من 6 إلى 9، فإن المياه المستعملة تخضع أولاً لعملية الترسيب بواسطة التجميع، مما يساعد على إزالة الملوثات العضوية وتعديل درجة الحموضة، كما يحسّن الخصائص البيوكيميائية للمياه المستعملة، وبالتالي يخلق ظروفًا مواتية للمعالجة البيوكيميائية اللاحقة. تستخدم الطريقة الكيميائية-البيولوجية تقنية الخنادق الأكسدية، وهي مناسبة لخصائص مياه المياه المستعملة في صناعة الطباعة والصباغة، بالإضافة إلى المتطلبات العالية المتعلقة بجودة المياه الناتجة. ? يمكن الاطلاع على تفاصيل عملية معالجة مياه الصرف الصحي في الشكل 1. 3 المنشآت الرئيسية ومعاملات التصميم 3.1 خزان التجميع 　 يبلغ حجم خزان التجميع 5.6 متر × 2.5 متر، وقيمة HRT تساوي 20 دقيقة، كما يوجد في الجزء السفلي من الخزان مضختان من نوع FLYGT لسحب المياه العكرة. يحتوي مضخة التنقية تحت الماء على جهاز تحكم آلي في مستوى السائل لحماية المضخة والتكيف مع التغيرات في تدفق المياه الواردة. 3.2 حوض التجانس: أبعاد حوض التجانس هي 14.7 متر × 5.2 متر، والعمق الفعال للماء هو 4.1 متر، كما أن وقت التحكم في درجة حرارة الماء يبلغ 2.5 ساعة. يوجد على سطح الماء جهازان للخلط على شكل قوارب عائمة، وذلك لخلط الماء وتحسين جودته. نظرًا لقدرة خندق الأكسدة العالية على تحمل الأحمال الصدمية، فإن مدة بقاء المواد في حوض التجانس أقصر. 3.3 حوض التعادل: أبعاد حوض التعادل هي 2.5 متر × 2.1 متر، والعمق الفعال للماء هو 2.5 متر، أما وقت التفاعل فهو 6 دقائق. يتم إضافة كبريتات الحديد المتشابكة وكمية صغيرة من حمض الكبريتيك المركز في حوض التعادل، وذلك لتنظيم قيمة الـ pH وتسريع عملية الترسيب. يحتوي حوض التعادل على خلاط ميكانيكي، بالإضافة إلى نظام لإضافة مواد التجميع، ونظام للتحكم الأوتوماتيكي أو اليدوي في إضافة الأحماض. يجب الحفاظ على قيمة الرقم الهيدروجيني بين 7 و9. كما يوجد خزان لتخزين الأحماض وخزان آخر لتخزين مواد التكثيف، وكلاهما مغطى بألواح UPVC للحماية من التآكل، والسعة الفعالة لكل منهما 2.5 متر مكعب و8 أمتار مكعب على التوالي. 3.4 خزان الترسيب بالتجميع: يستخدم خزان التفاعل لعملية التجميع خزانات تفاعل ذات فتحات دوارة، وهي مقسمة إلى ستة أقسام على شكل مربع، مع وجود فتحات في الجزء العلوي والسفلي، وتنقسم إلى سلسلتين. الوقت الإجمالي للتفاعل 20 دقيقة. 　　يأتي كل مجموعة من خزانات التفاعل مع خزان ترسيب، وهو عبارة عن خزان ترسيب من النوع المتعدد الأحواض، حيث يكون زمن البقاء في الخزان 2.5 ساعة، والحمل السطحي 1.4 م³/ (م²·ساعة)، أما أبعاد الخزان فهي 14.7 م × 3.2 م. يتم تصريف الطين من حوض التفاعل وحوض الترسيب إلى موقع التجفيف لمعالجته. 3.5 حوض الأكسدة المتكامل من الدرجة الأولى والثانية يُعد حوض الأكسدة المتكامل أهم جزء في هذه العملية، كما أنه يمثل الميزة الرئيسية لها. يجمع حوض الأكسدة المتكامل بين وظائف التهوية وفصل الطين عن الماء وإعادة تدوير الحمأة، مما يلغي الحاجة إلى بناء حوض ترسيب منفصل. مميزاته الرئيسية: ① العملية بسيطة، ويحدث تدفق ذاتي للحمأة، وعدد المعدات قليل ； ②مقاوم للضغوط العالية، يعمل بثبات وموثوقية، وصيانته سهلة ； ③يمكن تثبيت الحمأة، وكمية الحمأة المتبقية ضئيلة جدًا ； ④تكاليف البنية التحتية والتشغيل منخفضة ； ⑤تكون كفاءة فصل الصلب عن السائل أعلى من تلك الموجودة في حوضي الترسيب العاديين. الخندق الأكسداتي المتكامل المستخدم في هذا المشروع هو خندق كاروسيل الأكسداتي من شركة EIMCO الأمريكية، بالإضافة إلى جهاز فصل الصلب عن السائل المركب داخل الخندق. يتكون قاع جهاز فصل الصلب عن السائل من سلسلة من العوارض الخشبية ذات الشكل المثلثي المتساوي الساقين، والتي تضمن دخول الخليط بشكل متساوٍ، بالإضافة إلى عودة الطين المترسب بسرعة. بالنسبة لأجزاء الخنادق المتكاملة من الدرجة الأولى والثانية، فإن مدة البقاء في الخندق تبلغ 15.5 ساعة و14.7 ساعة على التوالي، أما مدة بقاء المواد العضوية في الخندق فهي أكبر من 30 يومًا. كما أن كمية الرواسب العضوية تبلغ 0.15 كجم BOD/(كجم MLSS·يوم) في الحالة الأولى، و0.05 كجم BOD/(كجم MLSS·يوم) في الحالة الثانية. أما عمق الخندقين فهو 3.6 متر و3.4 متر على التوالي، وعرض الخندقين هو 6.0 متر في كلا الحالتين. أما طول الجزء المستقيم من الخندقين فهو 43 مترًا، ونصف قطر الجزء المنحني في كلا الطرفين هو 6.0 متر. أما بالنسبة لجزء فصل السوائل عن الصلب، فإن مدة البقاء في هذا الجزء تبلغ 1.9 ساعة و1.7 ساعة على التوالي، كما أن الحمل السطحي في كلا الجزئين يبلغ 1.4 متر مكعب/متر مربع·ساعة. أما الأبعاد، فهي: الطول 15 مترًا، والعرض 6 أمتار، أما العمق فهو 2.6 مترًا في الجزء الأول، و2.4 مترًا في الجزء الثاني. في جهاز فصل الصلب عن السائل في حوض الأكسدة المتكامل من الدرجة الأولى، يتم استخدام 4 فتحات بأبعاد 300 مم × 200 مم، موزعة على طول حافة الحوض على مسافة 3 أمتار كل فتحة، وذلك لتصريف الماء إلى حوض الأكسدة المتكامل من الدرجة الثانية. أما في جهاز فصل الصلب عن السائل في حوض الأكسدة المتكامل من الدرجة الثانية، فيتم استخدام 4 قنوات لتجميع الماء، موزعة على مسافة 3 أمتار كل قناة، ومعدل تدفق الماء من هذه القنوات هو 0.8 لتر/متر·ثانية. أجهزة التهوية هي أجهزة تهوية سطحية بطيئة الحركة من نوع “المظلة المقلوبة”， وهي من إنتاج شركة EIMCO الأمريكية. يتم تركيب جهاز واحد في كل مستوى، ويتم وضعها في أحد طرفي الخندق. قدرة المحركات 73.5 كيلوواط، بينما قدرة توليد الأكسجين هي 2.1 كجم من الأكسجين لكل كيلوواط·ساعة. 　　يتم التخلص من الحمأة المتبقية من خلال قنوات الأكسدة، ويوجد مضخة لسحب الحمأة في كل مرحلة من مراحل قنوات الأكسدة، وذلك لنقلها إلى مكان التجفيف. خلال عملية التشغيل الفعلية، ونظرًا لأن حوض الأكسدة يكون في مرحلة التهوية المؤجلة، فإن الطين الناتج عنه يكون قد استقر تقريبًا، وكمية الطين المتبقية ضئيلة جدًا، بحيث يتم تصريفه مرة واحدة فقط كل سنة تقريبًا. 3.6 منطقة التجفيف تتكون منطقة التجفيف من 10 خلايا، يتم استخدامها بالتناوب، وحجم كل خلية هو 10 متر × 5 متر، وتحتوي على مواد تصفية مصنوعة من الرمل والحصى. يتم نقل الحمأة المجففة للتخلص منها، بينما يتم إعادة مياه التسرب إلى خزان التجميع. 3.7 غرفة التحكم وغرفة المختبرات: أبعاد غرفة التحكم هي 3.3 متر × 3.3 متر. تم دمج مختبر محطة معالجة المياه العادمة مع مختبر الإنتاج. 4 النتائج الفعلية للتشغيل: يوضح الجدول 2 بعض بيانات نتائج القياسات أثناء فترة التصحيح وعند اختتام عملية الاختبار، حيث كان معدل كمية المياه المعالجة في الغالب بين 2000 و2500 متر مكعب في اليوم. الجدول 2: جودة المياه الواردة والخارجة من نظام معالجة المياه المستعملة، تواريخ أخذ العينات، CODcr (ملغ/لتر)، درجة اللون (أضعاف)، الرقم الهيدروجيني
26 أغسطس 1997: 1389، 8094.23، 012591.71، 1.37، 7.6
27 أغسطس 1997: 2362، 9196.13، 762094.71، 2.57، 7.3
28 أغسطس 1997: 1203، 9791.92، 861594.81، 1.67، 7.7
17 سبتمبر 1998: 2068، 6896.74، 831596.91، 2.57، 7.5
18 سبتمبر 1998: 1939، 8495.74، 031596.31، 1.87، 7.6
19 سبتمبر 1998: 2169، 7896.43، 701296.81، 2.07، 7.3

يتضح من الجدول 2 أن تركيز CODCr في المياه الواردة يتغير بشكل كبير، لكن جودة المياه الخارجة من النظام تظل ضمن المعايير المطلوبة. اجتاز مشروع المعالجة في 17 سبتمبر 1988 اختبارات الفحص والقبول التي أجرتها الإدارة المحلية لحماية البيئة، حيث توافقت جميع مؤشرات المياه الناتجة مع معايير الإصدار من الدرجة الأولى المحددة في “المعايير الشاملة لتصريف المياه العادمة” (GB8978—88). 5 المؤشرات التقنية والاقتصادية الرئيسية: يُظهر الجدول 3 مقارنة بين المؤشرات التقنية والاقتصادية الرئيسية لمشروع معالجة المياه هذا ومشاريع معالجة مياه الصرف الصناعي لدى الشركات المحلية المماثلة. الجدول 3: مقارنة المؤشرات التقنية والاقتصادية الرئيسية
مشروع معالجة مياه الصرف الصناعي لمصنع تونغشيانغ للنسيج في جياشينغ، مشروع معالجة مياه الصرف الصناعي لمصنع شينتشانغ للنسيج والطباعة في شانتو.
كمية المياه (طن/يوم): 3000، 2000، 800
تكلفة المشروع (يوان/طن): 432.6، 313.4، 440
تكلفة استخدام المياه (يوان/طن): 1442، 1567، 5500
تكلفة الكهرباء (يوان/طن): 0.53، 0.62، 0.44
تكلفة المواد الكيميائية (يوان/طن): 0.51، 0.92، 0.9
المساحة المطلوبة (متر مربع/طن): 0.85، 0.61
معايير جودة المياه الناتجة: معيار GB8978-SS من الدرجة الأولى، معيار GB8978-SS من الدرجة الأولى، معيار GB8978-SS من الدرجة الثانية.
يتضح من الجدول 3 أن تكلفة المشروع لكل طن من المياه، بالإضافة إلى تكاليف التشغيل (تكلفة الكهرباء والمواد الكيميائية)، منخفضة جدًا. مقتبس من موقع يي جينغ شوي