باستخدام نظام إزالة الكبريت من غازات المداخن في محطة توليد الطاقة التي تعمل بالفحم كمثال، تتناول هذه الدراسة المشكلات التي تعاني منها أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي التقليدية، مثل سوء التصميم وارتفاع معدلات تعطل المعدات. ومن خلال العديد من التحسينات والتعديلات التقنية، تم تقليل نسبة المواد الصلبة في مياه الصرف الصحي، مما يضمن التشغيل الطبيعي للنظام ويخفض تكاليف التشغيل والصيانة. وقد تم اقتراح حلول وتوصيات عملية، مما يوفر أساسًا متينًا لتحقيق هدف صفر تصريف لمياه الصرف الصحي في المستقبل.
1. نظرة عامة على النظام
تستخدم محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم عادةً عملية إزالة غازات المداخن الرطبة باستخدام الحجر الجيري والجبس، حيث يُستخدم الحجر الجيري (كربونات الكالسيوم) كمادة ماصة. وتنتج هذه العملية حتمًا مياه صرف صحي. في هذه الحالة، يتشارك نظامان لإزالة غازات المداخن الرطبة وحدة معالجة واحدة لمياه الصرف الصحي. مصدر مياه الصرف الصحي هو فيضان إعصار الجبس، الذي تتم معالجته باستخدام الطرق التقليدية (نظام الخزانات الثلاثية) بسعة تصميمية تبلغ 22.8 طن/ساعة. تُضخ مياه الصرف الصحي المعالجة لمسافة 6 كيلومترات إلى موقع للتخلص منها بهدف الحد من الغبار.
2. المشكلات الرئيسية في النظام الأصلي
غالباً ما كانت أغشية مضخات الجرعات تتسرب أو تتعطل، مما يعيق استمرار عملية إضافة المواد الكيميائية. كما أن ارتفاع معدلات الأعطال في مكابس الترشيح ذات الألواح والإطارات ومضخات الحمأة يزيد من متطلبات العمالة ويعيق إزالة الحمأة، مما يؤدي إلى إبطاء عملية الترسيب في أحواض الترسيب.
كانت مياه الصرف الصحي، الناتجة عن فيضان جهاز فصل الجبس، ذات كثافة تقارب 1040 كجم/م³ ومحتوى صلب بنسبة 3.7%. وقد أدى ذلك إلى إعاقة قدرة النظام على تصريف المياه المعالجة باستمرار والتحكم في تركيزات الأيونات الضارة في جهاز الامتصاص.
3. التعديلات الأولية
تحسين جرعات المواد الكيميائية:
تم تركيب خزانات كيميائية إضافية أعلى نظام الخزانات الثلاثية لضمان جرعات متسقة عن طريق الجاذبية، يتم التحكم فيها بواسطةمقياس تركيز عبر الإنترنت.
النتيجة: تحسنت جودة المياه، مع استمرار الحاجة إلى الترسيب. انخفض التصريف اليومي إلى 200 متر مكعب، وهو ما لم يكن كافياً لتشغيل نظامي إزالة غازات المداخن بشكل مستقر. كانت تكاليف المعالجة مرتفعة، حيث بلغ متوسطها 12 يوان صيني للطن.
إعادة استخدام مياه الصرف الصحي للحد من الغبار:
تم تركيب مضخات في قاع حوض الترسيب لإعادة توجيه جزء من مياه الصرف الصحي إلى صوامع الرماد الموجودة في الموقع لخلطها وترطيبها.
النتيجة: انخفاض الضغط على موقع التخلص من النفايات، ولكن لا يزال هناك عكارة عالية وعدم امتثال لمعايير التصريف.
4. تدابير التحسين الحالية
مع ازدياد صرامة اللوائح البيئية، أصبح من الضروري إجراء المزيد من التحسينات على النظام.
4.1 الضبط الكيميائي والتشغيل المستمر
تم الحفاظ على درجة الحموضة بين 9-10 من خلال زيادة جرعات المواد الكيميائية:
الاستخدام اليومي: الجير (45 كجم)، مواد التخثر (75 كجم)، ومواد التلبيد.
تم ضمان تصريف 240 متر مكعب/يوم من المياه النظيفة بعد تشغيل النظام بشكل متقطع.
4.2 إعادة استخدام خزان الطين الطارئ
الاستخدام المزدوج لخزان الطوارئ:
أثناء فترة التوقف: تخزين المواد السائلة.
أثناء التشغيل: ترسب طبيعي لاستخراج المياه النقية.
تحسين:
تمت إضافة صمامات وأنابيب على مستويات مختلفة من الخزانات لتمكين عمليات مرنة.
تمت إعادة الجبس المترسب إلى النظام لتجفيفه أو إعادة استخدامه.
4.3 التعديلات على مستوى النظام
خفض تركيز المواد الصلبة في مياه الصرف الصحي الواردة عن طريق إعادة توجيه الرشاحة من أنظمة تجفيف الحزام الفراغي إلى خزان مياه الصرف الصحي العازل.
تحسين كفاءة الترسيب عن طريق تقصير أوقات الترسيب الطبيعية من خلال إضافة المواد الكيميائية في خزانات الطوارئ.
5. فوائد التحسين
تحسين القدرة الاستيعابية:
تشغيل مستمر مع تصريف يومي يزيد عن 400 متر مكعب من مياه الصرف الصحي المتوافقة مع المعايير.
التحكم الفعال في تركيز الأيونات في جهاز الامتصاص.
عمليات مبسطة:
أدى ذلك إلى الاستغناء عن الحاجة إلى مكبس الترشيح ذي الألواح والإطارات.
تقليل العمالة اللازمة لمعالجة الحمأة.
موثوقية النظام المحسّنة:
مرونة أكبر في جداول معالجة مياه الصرف الصحي.
موثوقية أعلى للمعدات.
توفير التكاليف:
تم تخفيض استخدام المواد الكيميائية إلى الجير (1.4 كجم/طن)، والمواد المخثرة (0.1 كجم/طن)، والمواد المرققة (0.23 كجم/طن).
انخفضت تكلفة المعالجة إلى 5.4 يوان صيني/طن.
وفورات سنوية تقارب 948,000 يوان صيني في تكاليف المواد الكيميائية.
خاتمة
أدى تحسين نظام معالجة مياه الصرف الصحي لوحدة إزالة غازات المداخن إلى تحسين الكفاءة بشكل ملحوظ، وخفض التكاليف، والامتثال لمعايير بيئية أكثر صرامة. وتُعد هذه الإجراءات مرجعًا للأنظمة المماثلة التي تسعى إلى تحقيق صفر تصريف لمياه الصرف الصحي والاستدامة على المدى الطويل.
تاريخ النشر: 21 يناير 2025
