กระบวนการกำจัดน้ำเสียที่มีน้ำมันในอุตสาหกรรมเครื่องจักร โดยใช้วิธีการแยกน้ำมัน + การลอยตัวของก๊าซ + การกรอง + การดูดซับ

Thread Content

เว็บไซต์สารานุกรมของจีน โรงงานผลิตเครื่องจักรมักก่อให้เกิดน้ำเสียที่มีน้ำมันปนอยู่ในปริมาณมาก โดยน้ำมันในน้ำเสียนั้นมักอยู่ในสภาพของน้ำมันลอยอยู่บนผิวน้ำ น้ำมันที่แยกตัวออกมา และน้ำมันที่อยู่ในสภาพอิมัลชัน ขนาดอนุภาคของน้ำมันลอยน้ำ ≥ 100 มิลลิเมตร เมื่อปล่อยทิ้งไว้ น้ำมันจะลอยขึ้นมาได้อย่างรวดเร็ว โดยจะก่อให้เกิดชั้นน้ำมันที่ลอยอยู่บนผิวน้ำ น้ำมันหล่อลื่นและน้ำมันเชื้อเพลิงที่รั่วไหลเข้าสู่น้ำเสียในโรงงานเครื่องจักร ส่วนใหญ่เป็นน้ำมันที่ลอยอยู่บนผิวน้ำ ขนาดอนุภาคของน้ำมันที่แยกตัวออกมาอยู่ในช่วง 10–100 นาโนเมตร โดยจะลอยอยู่ในสารละลายน้ำ หากปล่อยทิ้งไว้เป็นเวลานานหรือมีแรงกระตุ้นจากภายนอก อนุภาคเหล่านี้ก็จะรวมตัวกันเป็นหยดน้ำมันขนาดใหญ่แล้วลอยขึ้นมาบนผิวน้ำ หรืออาจจะย่อขนาดลงไปอีกจนกลายเป็นน้ำมันที่อยู่ในรูปแบบของน้ำมันอิมัลชันได้ น้ำมันที่แยกตัวออกมาจะอยู่ในสภาพลอยอยู่ในน้ำเสีย โดยน้ำมันที่ปนอยู่ในน้ำเสียที่เกิดขึ้นจากกระบวนการทำความสะอาดชิ้นส่วนเครื่องจักรก่อนการผลิตนั้น ก็คือน้ำมันที่แยกตัวออกมานี้เอง ขนาดของหยดน้ำมันในสภาพที่เป็นน้ำมันอิมัลชันอยู่ที่ 0.1–10 ไมครอน โดยจะอยู่ในสภาพเป็นน้ำมันที่แยกตัวออกมาในน้ำเสีย บนพื้นผิวของหยดน้ำมันจะมีชั้นของโมเลกุลของสารทำให้เกิดการอิมัลชัน (สารทำความสะอาดพื้นผิว) ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้หยดน้ำมันรวมตัวกัน ทำให้สามารถอยู่ในสภาพเสถียรได้เป็นเวลานาน แม้จะปล่อยทิ้งไว้เป็นเวลานานก็ตาม หยดน้ำมันก็จะไม่ลอยขึ้นมาข้างบนได้ น้ำเสียที่มีสารอิมัลชันซึ่งเกิดขึ้นในโรงงานผลิตเครื่องจักรทั่วไปนั้น มีน้ำมันอยู่ในรูปของน้ำมันอิมัลชัน 　　วิธีการกำจัดน้ำเสียที่มีน้ำมันปนอยู่ มีหลายวิธี เช่น วิธีทางฟิสิกส์ วิธีทางเคมี และวิธีทางฟิสิกส์-เคมี เป็นต้น วิธีทางฟิสิกส์นั้นแบ่งออกเป็น วิธีการแยกด้วยแรงโน้มถ่วง วิธีการแยกด้วยแรงหมุน วิธีการทำให้อนุภาคมีขนาดใหญ่ขึ้น และวิธีการกรอง (วิธีการแยกด้วยม่าน) เป็นต้น วิธีทางเคมีมีหลักๆ ได้แก่ วิธีการรวมตัวของโมเลกุล และวิธีการแยกโมเลก วิธีทางฟิสิกส์-เคมีที่สำคัญ ได้แก่ วิธีการลอยตัว (วิธีการลอยตัวด้วยก๊าซ) 　　แหล่งที่มาของน้ำเสีย น้ำเสียที่มีน้ำมันปนอยู่ ได้แก่ น้ำอีมัลชันที่เกิดขึ้นจากกระบวนการแปรรูปชิ้นส่วนต่างๆ (น้ำเสียชนิดนี้จะถูกนำไปบำบัดแยกต่างหากก่อนจะนำไปทิ้งที่สถานีบำบัดน้ำเสีย) และน้ำที่ใช้ในการล้างชิ้นส่วนต่างๆ ； น้ำที่ใช้ล้างเครื่องจักรและอุปกรณ์ต่างๆ ในแต่ละโรงงาน รวมถึงน้ำที่ใช้ล้างพื้นด้วย 　　2 ขนาดการออกแบบและคุณภาพน้ำที่ไหลเข้า-ออก
2.1 ขนาดการบำบัดน้ำเสีย
ระบบการระบายน้ำของโรงงานนี้เป็นระบบที่รวมน้ำฝนกับน้ำเสียเข้าด้วยกัน โดยน้ำฝนในช่วงแรกจะถูกส่งเข้าสู่สถานีบำบัดน้ำเสียเพื่อทำการบำบัดก่อน ขนาดการออกแบบ: ปริมาณน้ำในกระแสน้ำแห้ง Q_น้ำแห้ง = 40 เมตรคูบิก ； อัตราการไหลเมื่อรวมกัน 9 สาย = 80 เมตร (ค่าสัมประสิทธิ์การขัดขวางการไหล no = 1) 　　2.2 การออกแบบคุณภาพน้ำที่ไหลเข้าและไหลออก สำหรับข้อมูลคุณภาพน้ำเสียจากอุตสาหกรรมเครื่องจักรนั้น กำหนดให้น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วต้องมีคุณภาพตรงตามมาตรฐานคุณภาพน้ำที่ใช้ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ ตามมาตรฐาน GB50335-2002 คุณภาพน้ำที่ใช้ในการบำบัดน้ำเสีย และคุณภาพน้ำที่ได้หลังการบำบัด มีรายละเอียดอยู่ในตารางที่ 1 　　3 กระบวนการบำบัดน้ำเสีย 3.1 คำอธิบายกระบวนการ น้ำเสียที่มีน้ำมันในโรงงานสาขาตะวันออกของบริษัทปูเหยวน จะถูกนำไปผ่านตะแกรงเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อนและอนุภาคขนาดใหญ่ออกก่อน จากนั้นน้ำจะไหลเข้าสู่ถังเก็บน้ำเอง และจากนั้นจะถูกสูบขึ้นไปยังถังบำบัดน้ำมัน น้ำฝนในช่วงแรกจะไหลเข้าสู่สถานีบำบัดน้ำเสีย หลังจากผ่านการบำบัดด้วยวิธีการลอยตัวของอนุภาคแล้ว น้ำจะถูกปล่อยออกมาทางบ่อกักเก็บน้ำตรงกลาง ถังกักน้ำมันสามารถช่วยปรับสภาพและปริมาณน้ำได้ นอกจากนี้ยังสามารถกำจัดน้ำมันที่ลอยอยู่บนผิวน้ำได้อีกด้วย น้ำมันที่ลอยอยู่ในบ่อจะถูกรวบรวมโดยอุปกรณ์สกัดน้ำมัน เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ น้ำเสียที่มีน้ำมันจะถูกส่งไปยังตู้แยกน้ำมันก่อน จากนั้นจึงถูกส่งต่อไปยังอุปกรณ์ลอยตัว พร้อมกับการเติมสารช่วยให้น้ำมันรวมตัวกันด้วย หลังจากการแยกน้ำมันออกจากน้ำแล้ว จะถูกส่งเข้าสู่ถังกักเก็บน้ำชั้นกลาง ใช้ปั๊มน้ำเสียขนส่งน้ำเสียเข้าสู่ตัวกรองแบบกลไกและหอดูดซับคาร์บอน จากนั้นนำน้ำที่ผ่านการบำบัดอย่างละเอียดแล้วมาใช้ซ้ำได้ 　　ตัวกรองแบบกลไกและหอดูดซับคาร์บอนจะมีการล้างทำความสะอาดเป็นประจำ โดยน้ำที่ใช้ในการล้างจะถูกส่งไปยังถังกักน้ำมัน ควบคุมการกำจัดตะกอนน้ำมันในถังกักเก็บน้ำมัน รวมถึงสิ่งสกปรกที่เกิดขึ้นจากอุปกรณ์ลอยตัวของก๊าซ โดยนำไปทิ้งในถังกักเก็บตะกอนเป็นประจำ ส่วนตะกอนน้ำมันนั้นจะถูกส่งขึ้นไปยังเครื่องสูบตะกอนเพื่อนำไปผ่านกระบวนการทำให้แห้ง หลังจากนั้นตะกอนที่แห้งแล้วก็จะถูกส่งไปเผาที่ห้องเตาไฟ ขั้นตอนการผลิตดูได้ในรูปที่ 1 　3.2 อาคารและอุปกรณ์สำคัญต่างๆ 　　(1) ถังกรองน้ำ 1 หลัง, ความกว้าง x ความยาว = 2.5 เมตร x 1.0 เมตร, ความสูง = 2.5 นิ้ว ติดตั้งเครื่องกำจัดสิ่งสกปรกแบบตะแกรงจำนวน 1 เครื่อง โดยมีความกว้างของตะแกรง 1.0 เมตร และช่องว่างระหว่างลวดตะแกรงอยู่ที่ 10 มิลลิเมตร กำลังไฟของมอเตอร์อยู่ที่ 1.1 กิโลวัตต์ 　　(2) ถังเก็บน้ำ 1 หน่วย โดยมีค่า LxB = 6.0 เมตร × 3.0 นิ้ว และความลึกของน้ำที่สามารถใช้งานได้คือ 3.0 ITI กำหนดให้มีปั๊มสูบน้ำเสียใต้น้ำจำนวน 3 เครื่อง โดยใช้งาน 2 เครื่อง และมีเครื่องสำรอง 1 เครื่อง โดยมีค่า Q = 40–60 ลูกบาศก์เมตร/ชั่วโมง, H = 17–11 นิ้ว, และ N = 4.0 กิโลวัตต์ ปั๊มน้ำสามารถควบคุมได้ทั้งแบบอัตโนมัติและแบบมือหมุน โดยแบบอัตโนมัติจะใช้ตัวควบคุมระดับน้ำในการควบคุม เปิดปั๊มเมื่อระดับของของเหลวสูง และหยุดปั๊มเมื่อระดับของของเหลวต่ำ 　　(3) ปรับแต่งถังกักน้ำมัน 1 หลัง แบ่งเป็น 2 ห้อง ขนาด L~B = 15.0 เมตร x 4.5 เมตร ส่วนความสูงคือ 4.0 เมตร ทั้งช่วยควบคุมคุณภาพและปริมาณน้ำ รวมถึงกำจัดน้ำมันลอยที่มีขนาดอนุภาคมากกว่า 160 ไมครอนด้วย เวลาที่กำหนดไว้สำหรับการพักคือ 4.0 ชั่วโมง (โดยมีการปรับเวลาพักให้เหลือ 2.0 ชั่วโมงตามอัตราการไหลของน้ำ) ในแต่ละช่องจะมีอุปกรณ์สำหรับรวบรวมน้ำมัน 1 ชุด (ประกอบด้วยเครื่องรวบรวมน้ำมันลอยอยู่บนผิวน้ำ และเครื่องแยกน้ำมันออกจากน้ำ) N = I·1 กิโลวัตต์. 　　(4) อุปกรณ์ชุดสำหรับการบำบัดด้วยวิธีลอยตัวของก๊าซ 2 เซ็ต มีความสามารถในการประมวลผล 40 mR กำลังไฟฟ้ารวมของอุปกรณ์ทั้งชุดคือ N = I1 kW อุปกรณ์สำหรับเติมสารละลาย จำนวน 2 เครื่อง โดยแต่ละเครื่องมีกำลังไฟฟ้า N = 1.1 กิโลวัตต์ (5) บ่อน้ำกลาง. 1 หลัง มีขนาด LxB = 4.0 เมตร × 4.0 เมตร และความสูง = 4.0 เมตร โดยมีปริมาตรใช้งานได้ 5613 ลูกบาศก์เมตร 。 กำหนดให้มีปั๊มสูบน้ำเสียจำนวน 3 เครื่อง โดยใช้งาน 2 เครื่อง และมีเครื่องสำรอง 1 เครื่อง โดยมีค่า Q = 40–60 ลูกบาศก์เมตร/ชั่วโมง, H = 25–19 เมตร, และ N = 7.5 กิโลวัตต์. ปั๊มน้ำสามารถควบคุมได้ทั้งแบบอัตโนมัติและแบบด้วยมือ โดยรูปแบบอัตโนมัติจะใช้ตัวควบคุมระดับของของเหลวในการควบคุม เปิดปั๊มเมื่อระดับของของเหลวสูง และหยุดปั๊มเมื่อระดับของของเหลวต่ำ 　　(6) ตัวกรองแบบกลไก 1 เครื่อง มีความสามารถในการประมวลผล 40 ลูกบาศก์เมตร/ชั่วโมง ใช้ถังเก็บน้ำสำหรับการล้างทำความสะอาดร่วมกับหอดูดซับคาร์บอน โดยน้ำที่ได้จากการล้างทำความสะอาดจะถูกส่งไปยังบ่อกรอง 　　(7) หอดูดซับด้วยคาร์บอนแอคทีฟ 1 เครื่อง มีความสามารถในการประมวลผล 40 mR/เครื่อง มาพร้อมกับถังน้ำสำหรับล้างทำความสะอาดในตัว ใช้ถ่านกัมมันต์เป็นสารดูดซับ ส่วนน้ำที่ไหลออกมาจากการล้างย้อนกลับจะถูกส่งเข้าสู่ถังเก็บน้ำ 　　(8) ถังเก็บน้ำที่ใช้ซ้ำได้ 1 หน่วย โดยมีขนาด LxB = 9.0 เมตร × 4.0 นิ้ว และความสูง H = 4.0 นิ้ว ปริมาตรที่ใช้งานได้คือ 126,113 ลูกบาศก์หน่วย ในถังน้ำที่ใช้ซ้ำมีปั๊มดูดขยะจมอยู่ 1 เครื่อง โดยมีค่า Q = 20–45 ลูกบาศก์เมตร/วัน, N = 32–22 เมตร/วินาที, และมีกำลังไฟ 5.5 กิโลวัตต์ ปั๊มนี้มีอุปกรณ์ควบคุมความเร็วด้วยความถี่ไฟฟ้าด้วย 　　(9) บ่อกักเก็บตะกอนโคลน 1 หลัง โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ใช้สำหรับเก็บตะกอนน้ำมันที่แยกออกมาจากอุปกรณ์การลอยตัวของก๊าซ รวมถึงใช้ในการควบคุมคุณภาพของตะกอนน้ำมันที่ถูกปล่อยออกมาจากถังกักเก็บน้ำมันด้วย LxB = 3.0 เมตร ~ 3.0 นิ้ว, H = 3.0 นิ้ว, ความจุที่ใช้งานได้คือ 20 นิ้ว. ติดตั้งปั๊มขุยโคลนไว้ 2 เครื่อง โดยใช้งาน 1 เครื่องและมีเครื่องสำรองอีก 1 เครื่อง โดยมีค่า Q = 5.0 ลูกบาศก์เมตร/ชั่วโมง, H = 15 เมตร, N = 1.5 กิโลวัตต์ 　　ถังทำให้โคลนแห้ง 1 หลัง สร้างอยู่บนถังกักเก็บน้ำมัน ×B=9.0 เมตร × 2.0 เมตร, H=1.2 เมตร ความจุที่ใช้งานได้คือ 18 เมตรคูบิก ในบ่อจะมีการติดตั้งท่อพลาสติกที่มีรู และตาข่ายสแตนเลสขนาด 40 เมช นอกจากนี้ยังมีการเติมกรวดและทรายจากแม่น้ำลงไปในบ่อ ส่วนน้ำที่ผ่านการกรองแล้วจะถูกนำกลับมาใช้ในบ่อกักเก็บน้ำมันอีกครั้ง กากหนังสต็อกที่ผ่านการทำให้แห้งแล้ว จะถูกส่งไปเผาที่ห้องเตาไฟ 　　ผลการทำงาน ตั้งแต่โครงการนี้สามารถทดลองใช้งานได้อย่างประสบความสำเร็จในเดือนธันวาคม ปี 2005 เป็นต้นมา ก็มีการทำงานอย่างมั่นคง และคุณภาพน้ำที่ได้ก็อยู่ในเกณฑ์ที่ดี ผลการตรวจสอบคุณภาพน้ำทั้งน้ำที่เข้ามาและน้ำที่ออกจากโครงการโดยสถานีตรวจสอบสิ่งแวดล้อมของเขตชางซา ในเดือนกุมภาพันธ์ ปี 2006 มีรายละเอียดอยู่ในตารางที่ 2 　　ผลจากตารางที่ 2 แสดงให้เห็นว่า การใช้กระบวนการแยกน้ำมัน + การลอยตัวของก๊าซ + การกรอง + การดูดซับ เพื่อบำบัดน้ำเสียที่มีน้ำมันจากอุตสาหกรรมเครื่องจักรนั้น ให้ผลลัพธ์ที่ดี ค่า COD และปริมาณน้ำมันมีค่าต่ำ อีกทั้งยังมีอัตราการกำจัดสารมลพิษต่างๆ ได้สูง ทำให้คุณภาพน้ำที่ได้ดีกว่าเกณฑ์คุณภาพน้ำที่ใช้ในงานออกแบบระบบบำบัดน้ำเสียเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ตามมาตรฐาน GB50335-2002 สำหรับน้ำที่ใช้ในพื้นที่ท่องเที่ยวอีกด้วย สามารถดูเอกสารทางเทคนิคเพิ่มเติมได้ที่ http://www.dowater.com 　　5 ตัวชี้วัดทางเทคโนโลยีและเศรษฐกิจ 　　(1) ค่าลงทุนในการก่อสร้าง: 900,000 หยวน สำหรับค่าอุปกรณ์ วัสดุ และค่าติดตั้งอยู่ที่ 1,400,000 หยวน ส่วนค่าใช้จ่ายในการทดสอบและอื่นๆ อยู่ที่ 200,000 หยวน ดังนั้น ค่าลงทุนรวมอยู่ที่ประมาณ 2,500,000 หยวน 　　(2) ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน: ค่ายา 0.04 หยวน/เมตร, ค่าไฟฟ้า 0.44 หยวน/เมตร, ค่าแรงงาน 0.03 หยวน/เมตร ส่วนค่าใช้จ่ายในการบำบัดน้ำเสียอยู่ที่ 0.51 หยวน/เมตร ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน 127,500 หยวน/ปี 　　(3) ประโยชน์ทางเศรษฐกิจ: เมื่อมีการดำเนินการบำบัดน้ำเสียที่มีน้ำมันแล้ว น้ำที่ผ่านการบำบัดจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ 100% สำหรับการล้างพื้น ล้างรถ การบำรุงรักษาพืชพรรณ และการใช้งานด้านสภาพแวดล้อมต่างๆ ทำให้ไม่มีการปล่อยน้ำเสียที่มีน้ำมันออกสู่สิ่งแวดล้อมเลย ช่วยลดค่าธรรมเนียมการกำจัดของเสียได้ปีละ 276,000 หยวน ประหยัดน้ำสะอาดได้ 576,000 หยวน และสามารถนำน้ำมันกลับมาใช้ใหม่ได้ 8,000 หยวน ทำให้มีผลตอบแทนสุทธิอยู่ที่ 733,000 หยวน/ปี 　　(4) ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมและสังคม: เมื่อโครงการนี้ดำเนินการแล้ว จะช่วยลดปริมาณมลพิษที่เกิดจากน้ำมันได้ถึง 9.2 ตันต่อปี ลดปริมาณ SS ได้ 3.6 ตันต่อปี และลดปริมาณ COD ได้ 3.2 ตันต่อปี ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบของน้ำเสียต่อสิ่งแวดล้อม และช่วยรักษาคุณภาพน้ำและสภาพแวดล้อมในบริเวณลุ่มน้ำหลิวหยางได้ ในขณะเดียวกัน ยังช่วยปรับปรุงความสัมพันธ์ระหว่างบริษัทกับประชาชนในท้องถิ่น อีกทั้งยังช่วยให้สามารถใช้ทรัพยากรได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งส่งผลดีต่อการพัฒนาอย่างยั่งยืนของบริษัท และก่อให้เกิดประโยชน์ต่อสังคมอย่างชัดเจน 　　6 บทสรุป (1) การใช้กระบวนการแยกน้ำมัน + การลอยตัวของก๊าซ + การกรอง + การดูดซับ เพื่อจัดการน้ำเสียที่มีน้ำมันในอุตสาหกรรมเครื่องจักรนั้น มีประสิทธิภาพสูง และมีต้นทุนการดำเนินการที่ต่ำ ผลการทดลองในสภาพจริงแสดงให้เห็นว่า หลังจากการประมวลผลด้วยกระบวนการนี้ อัตราการกำจัดค่า COD และสารปิโตรเลียมในน้ำเสียอยู่ที่ 81% และ 99% ตามลำดับ น้ำที่ได้หลังการประมวลผลสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ 　　(2) นับตั้งแต่ระบบเริ่มทำงานมากว่า 3 ปี ประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำก็ยังคงมั่นคง น้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วถูกนำไปใช้ในการล้างพื้น ล้างรถ การจัดสวน และการใช้งานด้านสภาพแวดล้อมอื่นๆ ซึ่งช่วยสร้างผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมอย่างมาก