تحلیل مورد کلاسیک پروژه EPC فاضلاب صنعت شیمیایی
Thread Content
۱. مقدمهدر سالهای اخیر، با رشد سریع صنعتیشدن در چین، تقاضا برای انرژی و مواد خام نیز به سرعت افزایش یافته است؛ این امر منجر به تسریع رشد صنایع شیمیایی مانند صنایع پتروشیمی، زغالشیمی و صنایع شیمیایی دقیق شده است. صنعت شیمیایی یکی از مصرفکنندگان بزرگ آب و فاضلاب است؛ بنابراین، فرصتهای رشد منحصربهفردی را برای شرکتهای تصفیه آب فراهم میکند. میهوا بودا، با عمل کردن در زمان مناسب و با استفاده از فناوریهای پیشرفته و تواناییهای تحقیق و توسعه، راهحلهای جامع سیستمهای آبی را برای صنایع مختلف ارائه میدهد. ارائه خدمات به پروژههای تصفیه آب مانند تولید الکنها از زغالسنگ توسط شرکت شنهوا، تولید روغن از زغالسنگ توسط همین شرکت، تولید پلیاورتان توسط شنهوا، شرکت جینشین کیمیاوی و شرکت شاندونگ ژونگشنگ کیمیاوی، نشاندهنده بلوغ و بهبود بیشتر راهکارهای جامع سیستمهای آب در صنعت کیمیاوی زغالسنگ توسط شرکت میهوا بودا است؛ همچنین این امر جایگاه ما را به عنوان پیشرو در زمینه تصفیه آب در صنعت کیمیاوی زغالسنگ تثبیت کرده است. همچنین، با استفاده از فناوری پیشرفته، کیفیت بالا و خدمات عالی خود، توانستهایم مورد توجه بسیاری از مشتریان قرار گیریم؛ مانند پروژههای تصفیه آب و فاضلاب در شرکت تنگلونگ فنولیک (شیامن)، پروژه کارخانه تصفیه فاضلاب ۳۰ هزار متر مکعب در روز در شرکت جیانگسو سوپ (گروه)، و همچنین پروژه تصفیه آب در شرکت هنگلی پتروشیمی (دالیان). همانطور که میدانیم، فاضلابهای صنعتی شیمیایی دارای ویژگیهایی مانند غلظت بالای مواد آلی، میزان بالای نمک، رنگ تیره و ترکیب پیچیده هستند؛ اغلب حاوی موادی سمی و مضر برای میکروارگانیسمها و مواد آلی قابل تجزیه زیستی نیز میباشند، بنابراین مدیریت آنها دشوار است. در ادامه، با استفاده از دو مثال پروژهای، به بررسی کاربردهای فناوریهای تصفیه آب در صنایع شیمیایی مختلف میپردازیم. ۲. راهحلهای سیستم آبی شرکت تنگلونگ فنولیک (شیامن)
۱. خلاصه پروژه
شرکت تنگلونگ فنولیک (شیامن)، یک شرکت صنایع نفتی و شیمیایی است که در زمینه تولید PX فعالیت میکند؛ ظرفیت تولید این شرکت ۸۰۰ هزار تن در سال است و در برنامه توسعه صنعت PX در کشور قرار دارد. سیستم آب پروژه تنگلونگ آروماتیک عمدتاً به دو بخش، یعنی پروژه فرآوری آب و پروژه تصفیه فاضلاب، تقسیم میشود. پروژههای فرآوری آب شامل پنج بخش است: سیستم فرآوری آب صنعتی (۱۴۰,۰۰۰ متر مکعب/روز)، سیستم تأمین آب آشامیدنی (۵۰ متر مکعب/ساعت)، سیستم ضدنمک کردن آب (۷۲,۰۰۰ متر مکعب/روز)، سیستم فرآوری آب ناشی از تبخیر بخار (۱۴,۴۰۰ متر مکعب/روز) و سیستم آب آتشنشانی (۷۵۰ لیتر/ثانیه). پروژه فاضلاب شامل پنج بخش است: سیستم تصفیه فاضلاب، سیستم نظارت بر آب باران و مخازن مقابله با حوادث آتشسوزی، سیستم جمعآوری و تصفیه بوهای نامطبوع در تصفیهخانههای فاضلاب، سیستم استخراج فاضلاب حاوی BTX (۳۰ متر مکعب در ساعت)، و سیستم تصفیه و استفاده مجدد از فاضلاب پاکشده (۲۵۰ متر مکعب در ساعت). سیستم تصفیه فاضلاب نیز شامل موارد زیر است: واحد تصفیه فاضلاب حاوی روغن (۳۵۰ متر مکعب در ساعت)، واحد تصفیه فاضلاب حاوی نمک (۲۵۰ متر مکعب در ساعت، همراه با سیستم بازیابی آب مصرفشده به میزان ۱۰۰ متر مکعب در ساعت)، واحد خشککردن لجن (۱۵ متر مکعب در ساعت)، و واحد بازیابی روغن آلوده (۱۵ متر مکعب در ساعت). سیستمهای آب مرتبط با پروژه تنگلونگ فنول، نسبتاً جامع هستند و دامنه بسیار گستردهای دارند؛ روشهای فرآیندی نیز متنوع و پیچیدهاند. تنها ایستگاه آب خنککننده چرخشی در این سیستمها گنجانده نشده است. ۲. فناوریهای فرآیندی و غلبه بر چالشها
۱) معرفی سه سیستم در صنعت تصفیه آب
(۱) سیستم تصفیه آب صنعتی
آب خام از ذخیرهسازیها یا رودخانهها تأمین میشود و فرآیند تصفیه با روشهای سنتی زیر انجام میگیرد:
آب خام → مخزن آب خام → مخزن واکنش و رسوبگیری → فیلتر شنی (فیلتر نوع V) → استریلسازی → مخزن آب تمیز/مخزن آب آتشنشانی → ارسال تحت فشار به کاربران مختلف
چالشهای این پروژه عبارتند از: مقیاس بالای تصفیه و فضای محدود. برای حل این مشکل، مخزن تصفیه با همزن مکانیکی دایرهای را به مخزن تهنشینی جریانیافته تبدیل کردیم و مخزن واکنش کواگولاسیون و مخزن تهنشینی را بر فراز مخزن آب اصلی ساختیم؛ در حالی که ساخت مخزن تصفیه با همزن مکانیکی در بالای مخزن آب بسیار دشوار است، و به این ترتیب مشکل کمبود فضا برطرف شد. (۲) سیستم آب خنثیشده: فرآیند خنثیسازی آب از روش تبادل یونی استفاده میکند و بسترهای مثبت و منفی از نوع بسترهای دومحفظهای هستند. این فرآیند بالغ و قابل اعتماد است؛ ما تجربههای زیادی در اجرای پروژهها داریم، و سرعت فیلتراسیون و ظرفیت تعویض، عوامل کلیدی در کنترل این فرآیند هستند. (۳) سیستم تصفیه آب مرطوبشده بخار
این سیستم، آب مرطوبشده بخار را پس از تصفیه، دوباره مورد استفاده قرار میدهد؛ هدف از آن، حذف روغن، آهن و نمک است. فرآیند کار به شرح زیر است:
آب مرطوبشده بخار → اختلاطکن → فیلتر حذف روغن و آهن → مبدل یونی → مخزن ذخیره آب → ارسال تحت فشار به دیگ بخار
بخش کلیدی این سیستم، حذف روغن و آهن است؛ بنابراین انتخاب فیلتر مناسب برای حذف روغن و آهن، با دقت و احتیاط انجام میشود. ما قصد داریم تجهیزات پردازشی پیشرفته، قابل اعتماد، ایمن در عملکرد، آسان در استفاده و مقرونبهصرفه برای مشتریان فراهم کنیم؛ بنابراین پس از انجام چندین بررسی و مقایسه با گزینههای مختلف، تأمینکننده مناسب تجهیزات را انتخاب کردیم. ۲) معرفی دو سیستم در پروژه فاضلابشویی
(۱) سیستم فاضلابشویی
سیستم فاضلابشویی شامل دو واحد است: واحد تصفیه فاضلاب حاوی روغن و واحد تصفیه فاضلاب حاوی نمک. الف، فرآیند واحد تصفیه فاضلاب حاوی روغن:
فاضلاب حاوی روغن → مخزن تنظیم و حذف روغن → پمپ بالابر → روش شناورسازی با گاز → روش شناورسازی با گاز حلشده → مخزن بیولوژیکی A/O → مخزن تهنشینی دوم → مخزن BAF → فیلتر شنی → فیلتر کربن فعال → استریلسازی → مخزن آب بازیافتی → ارسال تحت فشار به کاربران مختلف
ب، فرآیند واحد تصفیه فاضلاب حاوی نمک:
فاضلاب حاوی نمک → مخزن تنظیم و حذف روغن → پمپ بالابر → روش شناورسازی با گاز → روش شناورسازی با گاز حلشده → مخزن بیولوژیکی A/O → مخزن تهنشینی دوم → مخزن BAF → تخلیه مطابق استانداردها
با توجه به اینکه کیفیت و مقدار آب فاضلاب در هر دو واحد مشابه است، تنها تفاوت در میزان نمک وجود دارد؛ بنابراین از همان روشهای پیشتصفیه و فرآیندهای بیولوژیکی استفاده میشود. تنها تفاوت این است که فاضلاب حاوی نمک برای بازیافت استفاده نمیشود و مطابق استانداردها تخلیه میگردد. نوع استخر، ظرفیت آن و پیکربندی تجهیزات یکپارچه شدهاند که باعث سهولت در طراحی، بهینهتر شدن چیدمان فضایی و آسانتر شدن عملیات و نگهداری میشود. طراحی مخزن A/O با توجه به ویژگیهای کیفیت آب و سهولت عملیات و تعمیرات انجام شده است؛ در آن از دستگاههای اکسیژنرسان جتی استفاده میشود تا سطح اکسیژن محلول در آب در سطح مناسبی حفظ گردد. BAF یک فرآیند بومی در شرکت ما است که در بسیاری از پروژهها مورد استفاده قرار گرفته است؛ همچنین، بر اساس طراحی سنتی، ورودی هوا و آب برای شستشوی معکوس تنظیم شده تا یکنواختتر شوند. (۲) سیستم تصفیه و استفاده مجدد آبهای فاضلاب پاکشده
آبهای فاضلاب پاکشده → مخزن تنظیم → نرمسازی، رسوبدهی → فیلتر شنی → فیلتر ایمنی → فیلتراسیون فوقالعاده UF → فیلتر ایمنی → ترشح معکوس RO → مخزن آب برای استفاده مجدد → ارسال تحت فشار به کاربران مختلف
آبهای فاضلاب پاکشده با روش دو لایه فیلتراسیون تصفیه میشوند؛ پس از تصفیه، میتوان از آنها به عنوان آب صنعتی استفاده کرد. آب غلیظ حاصل از فرآیند ترشح معکوس نیز وارد سیستم تصفیه آبهای شور میشود تا پس از رسیدن به استانداردهای لازم، دفع شود. پروژه EPC تصفیه آب هتروسیکلیک تنگلونگ، یک پروژه پیچیده و بزرگ در زمینه تصفیه آب است. شرکت ما با بهرهگیری از توانمندیهای فنی و تجربیات مدیریتی خود، کیفیت طراحی، خرید و ساخت را به دقت کنترل کرده تا پروژهای رضایتبخش برای مشتریان ایجاد کند. این پروژه هم آزمونی برای تواناییهای جامع ماست و هم میتواند تجربه ما در مدیریت پروژههای بزرگ را ارتقا دهد. سوم: طراحی پلان فنی کارخانه تصفیه فاضلاب جامع با ظرفیت ۳۰ هزار متر مکعب در روز، متعلق به شرکت جیانگسو سوپ (گروه) با مسئولیت محدود
۱. خلاصه پروژه
شرکت جیانگسو سوپ (گروه) با مسئولیت محدود، در حومه شهر تاریخی و فرهنگی جیانگدونگ در چین واقع شده است؛ این شرکت در محل تلاقی رودخانه طلایی یانگتسه و کانال بزرگ جینگهان قرار دارد. در حال حاضر، این شرکت دارای ظرفیت تولید ۶۰۰ هزار تن استیک اسید، ۲۵۰ هزار تن استات اتیل، ۱۲۰ هزار تن کلر-الکالی، ۴۰ هزار تن ماده حبابزا ADC، ۲۰ هزار تن PVC، ۱۰ هزار تن کلرین، و ۱۰ هزار تن ماده تسریعکننده سولفوراسیون لاستیک است. از میان این محصولات، ظرفیت تولید استیک اسید، ماده حبابزا ADC، کلرین و ماده تسریعکننده سولفوراسیون لاستیک، در میان شرکتهای همرشته در کشور در رتبههای برتر قرار دارد؛ ظرفیت تولید استیک اسید نیز در کشور در رتبه اول و در جهان در رتبه سوم است. به منظور حفاظت از محیط زیست محلی و با رویکردی مبتنی بر مسئولیت اجتماعی عمیق، شرکت جیانگسو سوپ (گروه) با توجه به توسعه بلندمدت، قصد دارد یک کارخانه فرآوری پسماندهای فاضلاب جامع راهاندازی کند. ظرفیت کل تصفیه فاضلاب ۳۰ هزار متر مکعب در روز است که از این مقدار، ظرفیت آب بازیافتی ۱۰ هزار متر مکعب در روز میباشد. برنامهریزی این پروژه به دو مرحله تقسیم شده است؛ ظرفیت پردازش فاضلاب در مرحله اول، ۱۰ هزار متر مکعب در روز است ； ظرفیت پردازش فاضلاب در مرحله دوم، ۲۰ هزار متر مکعب در روز است و ظرفیت استفاده مجدد از آب، ۱۰ هزار متر مکعب در روز میباشد. ۲. فناوری فرآیند و مشکلات اصلی: این پروژه، یک کارخانه تصفیه فاضلاب جامع است که توسط گروه سوپ برای تأمین نیازهای تجهیزات تولیدی آینده طراحی شده است. برنامهریزی برای تجهیزات تولیدی دارای عدم قطعیتهای زیادی است؛ همچنین شرایط ورودی آب در این پروژه پیچیده است. فاضلاب حاصل از پلیوینیل آلکوهول (PVA)، مواد حبابزا ADC و PVC، تصفیه آنها دشوار است. غلظت آلایندههای آلی تشکیلشده از PVA بالا است و تجزیه زیستی آنها دشوار است (نسبت B/C کمتر از ۰.۱ است). پس از ریختن فاضلاب حاوی PVA به منابع آبی، PVA به مقدار زیادی در محیط آبی تجمع مییابد؛ این امر باعث افزایش کفهای روی سطح آب، افزایش چسبندگی آب و تأثیر منفی بر فعالیت میکروارگانیسمهای هوازی میشود و در نتیجه منجر به مشکلات جدی زیستمحیطی میگردد. فاضلاب حاوی ماده پفزا ADC، نوعی فاضلاب آلی با غلظت بالای نمک و نیتروژن آمونیاکی است که ترکیبات آلی آن نیز پیچیده هستند. شاخصهای آلودگی آن عمدتاً شامل COD است که نشاندهنده ترکیبات ارگانیکی مانند اوره، هیدرازین، دیاوره و ADC میباشد؛ همچنین شامل NH3-N، SO42‑، Cl‑، SS و سایر ترکیبات غیرآلی است که یا به تنهایی یا همراه با سایر ترکیبات ظاهر میشوند. در فرآیند تولید پلیوینیل کلراید (PVC)، فاضلابهای آلی حاوی مقادیر زیادی PVC تولید میشود. این آب فاضلاب از سه بخش تشکیل شده است: آب شستشوی دیگ، محلول مادر سانتریفیوژ و آب شستشو. و آب مربوط به دیگهای فشار، منبع اصلی این آبهای آلوده است؛ آلایندههای اصلی نیز شامل پلیکلرواتیلن، امولسیفایرها و مواد مشابه هستند. فاضلاب PVC رنگ کرمفام دارد و سطح آن پر از کف است؛ هیچ ذرات مشخصی در آن وجود ندارد. مقدار CODcr در این فاضلاب حدود ۱۲۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ میلیگرم بر لیتر است. از آنجایی که قرار است یک تصفیهخانه جامع فاضلاب ساخته شود، امکان پذیرش مستقیم فاضلاب واحدهای مختلف وجود ندارد؛ بنابراین فاضلاب هر واحد باید پیشتصفیه شده و سپس وارد تصفیهخانه جامع فاضلاب گردد. بر اساس تحلیل فوق، فاضلاب ورودی به تصفیهخانههای پیشرفته فاضلاب، نوعی فاضلاب آلی است که حاوی موادی غیرقابل تجزیه بیولوژیکی و دارای میزان بالای نیتروژن آمونیاکی میباشد؛ بنابراین روش تصفیه «هیدرولیز-اسیدیسازی + A/O» انتخاب شده است. این فرآیند بالغ و پایدار است، موارد موفقیت زیادی دارد و کارکرد آن ساده است. پس از بحثهای متعدد با صاحبان پروژه، کیفیت آب ورودی به تصفیهخانه فاضلاب جامع به شرح زیر تعیین شده است:
جدول کیفیت آب ورودی برای طراحی تصفیهخانه فاضلاب
کیفیت آب خروجی: مطابق با استانداردهای سطح یک «استانداردهای مربوط به میزان آلایندههای آبی در صنایع شیمیایی»، DB32/939-2006. کیفیت آب خروجی به شرح زیر طراحی شده است:
جدول کیفیت آب خروجی از تصفیهخانه فاضلاب
همچنین، بر اساس الزامات کنترل مجموع COD، هنگامی که حجم تولید فاضلاب به ۳۰ هزار متر مکعب در روز برسد، باید ۱۰ هزار متر مکعب از آن مجدداً مورد استفاده قرار گیرد؛ تا مجموع مقدار COD تخلیهشده در سطح گروه تعادل داشته باشد. تنها راهی که گروه سوپ میتواند چنین حجم زیادی آب را جذب کند، تأمین مجدد آب خنککننده چرخشی است. ما تشخیص دادیم که میزان نمک در فاضلاب بالاست و برای استفاده مجدد، نیاز به فرآیند خنثیسازی نمک وجود دارد؛ بنابراین از روش «UF+RO»، یعنی روش دوغشایی، برای پردازش آب بازیافتی استفاده میشود. سایر مسائلی که باید در طراحی در نظر گرفته شوند: لازم است به طور ویژه به توانایی مقاومت تأسیسات فاضلاب در برابر شوکها و همچنین میزان احتیاط در طراحی توجه کرد، تا هم از نظر اقتصادی مقرونبهصرفه و هم از نظر ایمنی مطمئن باشد. همچنین، مالک پروژه در طراحی فضای کارخانه ویژگیهای بارزی دارد و به بهسازی فضای سبز کارخانه اهمیت زیادی میدهد؛ بنابراین ارتباط نزدیکی با مالک برای تعیین طرح کلی فضا برقرار شد تا با سبک کلی کارخانه اصلی هماهنگ باشد.
چیز خوبی است؛ فرآوری آب ممکن است یکی از ستونهای آینده باشد