باستخدام نظام إزالة الكبريت من غازات المداخن (FGD) في محطة طاقة تعمل بالفحم كمثال، يدرس هذا التحليل مشاكل أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي التقليدية لإزالة الكبريت من غازات المداخن، مثل سوء التصميم وارتفاع معدلات أعطال المعدات. من خلال العديد من التحسينات والتعديلات الفنية، تم تقليل محتوى المواد الصلبة في مياه الصرف، مما يضمن التشغيل العادي للنظام وخفض تكاليف التشغيل والصيانة. وقد طُرحت حلول وتوصيات عملية، مما يوفر أساسًا متينًا لتحقيق مستوى صفري من تصريف مياه الصرف الصحي في المستقبل.
1. نظرة عامة على النظام
تستخدم محطات الطاقة العاملة بالفحم عادةً عملية إزالة الكبريت من غاز المداخن الرطبة باستخدام الحجر الجيري والجبس، والتي تستخدم الحجر الجيري (كربونات الكالسيوم CaCO₃) كمادة ماصة. تُنتج هذه العملية حتمًا مياه صرف ناتجة عن إزالة الكبريت من غاز المداخن. في هذه الحالة، يتشارك نظامان لإزالة الكبريت من غاز المداخن الرطبة وحدة معالجة مياه صرف واحدة. مصدر مياه الصرف هو فيضان الجبس، الذي يُعالَج بالطرق التقليدية (نظام الخزان الثلاثي) بسعة تصميمية تبلغ 22.8 طن/ساعة. تُضخ مياه الصرف المعالجة لمسافة 6 كيلومترات إلى موقع للتخلص من الغبار.
2. القضايا الرئيسية في النظام الأصلي
كثيراً ما كان غشاء مضخات الجرعات يتسرب أو يتعطل، مما يمنع استمرار الجرعات الكيميائية. وقد أدى ارتفاع معدلات الأعطال في مكابس الترشيح ذات الصفائح والإطارات ومضخات الحمأة إلى زيادة متطلبات العمالة، وإعاقة إزالة الحمأة، مما أدى إلى إبطاء الترسيب في أجهزة التنقية.
بلغت كثافة مياه الصرف الناتجة عن فيضان إعصار الجبس حوالي 1040 كجم/م³، وبلغت نسبة المواد الصلبة فيها 3.7%. وقد أضعف هذا قدرة النظام على تصريف المياه المعالجة باستمرار والتحكم في تركيزات الأيونات الضارة في جهاز الامتصاص.
3. التعديلات الأولية
تحسين الجرعات الكيميائية:
تم تركيب خزانات كيميائية إضافية أعلى نظام الخزان الثلاثي لضمان الجرعات المتسقة عن طريق الجاذبية، والتي يتم التحكم فيها بواسطةجهاز قياس التركيز عبر الإنترنت.
النتيجة: تحسّنت جودة المياه، مع استمرار الحاجة إلى الترسيب. انخفض التصريف اليومي إلى 200 متر مكعب، وهو ما لم يكن كافيًا للتشغيل المستقر لنظامي إزالة الكبريت من غاز المداخن. كانت تكاليف الجرعات مرتفعة، حيث بلغ متوسطها 12 يوانًا صينيًا للطن.
إعادة استخدام مياه الصرف الصحي لقمع الغبار:
تم تركيب مضخات في قاع الموضح لإعادة توجيه جزء من مياه الصرف الصحي إلى صوامع الرماد الموجودة في الموقع للخلط والترطيب.
النتيجة: انخفاض الضغط على موقع التخلص من النفايات ولكن لا يزال هناك ارتفاع في العكارة وعدم الامتثال لمعايير التفريغ.
4. تدابير التحسين الحالية
مع وجود قواعد بيئية أكثر صرامة، أصبح من الضروري تحسين النظام بشكل أكبر.
4.1 التعديل الكيميائي والتشغيل المستمر
الحفاظ على درجة الحموضة بين 9-10 من خلال زيادة الجرعة الكيميائية:
الاستخدام اليومي: الجير (45 كجم)، والمواد المسببة للتخثر (75 كجم)، والمواد المتخثرة.
تم ضمان تصريف 240 متر مكعب / يوم من المياه النقية بعد تشغيل النظام بشكل متقطع.
4.2 إعادة استخدام خزان الملاط الطارئ
الاستخدام المزدوج لخزان الطوارئ:
أثناء فترة التوقف: تخزين الملاط.
أثناء التشغيل: الترسيب الطبيعي لاستخراج المياه النقية.
تحسين:
تمت إضافة الصمامات والأنابيب على مستويات مختلفة من الخزان لتمكين العمليات المرنة.
تم إرجاع 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 الترشيح من أنظمة تجفيف الحزام الفراغي إلى خزان تخزين مياه الصرف الصحي.
تحسين كفاءة الترسيب عن طريق تقصير أوقات الترسيب الطبيعية من خلال الجرعات الكيميائية في خزانات الطوارئ.
5. فوائد التحسين
تحسين القدرة:
العمل المستمر مع تصريف يومي لأكثر من 400 متر مكعب من مياه الصرف الصحي المتوافقة.
التحكم الفعال في تركيز الأيونات في الممتص.
العمليات المبسطة:
تم القضاء على الحاجة إلى مكبس الترشيح ذو اللوحة والإطار.
تقليل العمالة اللازمة لمعالجة الحمأة.
تعزيز موثوقية النظام:
مرونة أكبر في جداول معالجة مياه الصرف الصحي.
موثوقية أعلى للمعدات.
توفير التكاليف:
تم تقليل استخدام المواد الكيميائية إلى الجير (1.4 كجم / طن)، والمواد المسببة للتخثر (0.1 كجم / طن)، والمواد المخثرة (0.23 كجم / طن).
انخفضت تكلفة المعالجة إلى 5.4 يوان صيني/طن.
توفير سنوي قدره 948000 يوان صيني تقريبًا في تكاليف المواد الكيميائية.
خاتمة
أدى تحسين نظام معالجة مياه الصرف الصحي بتقنية إزالة الكبريت من غاز المداخن إلى تحسين الكفاءة بشكل ملحوظ، وخفض التكاليف، والالتزام بالمعايير البيئية الأكثر صرامة. تُعدّ هذه الإجراءات مرجعًا لأنظمة مماثلة تسعى إلى تحقيق عدم تصريف مياه الصرف الصحي وتحقيق الاستدامة على المدى الطويل.
وقت النشر: ٢١ يناير ٢٠٢٥
