معالجة المخلفات الصناعية السائلة لصناعة البويات

1.مقدمة

تعد منتجات طلاء الأسطح( البويات) عنصرا هاما وأساسيا للحفاظ على كل أنواع الأبنية المعمارية بما فى ذلك المنشأت الصناعية من عوامل الطقس العادية.

وتعد الأخشاب والمعادن غير المطلية عرضة للتدهور خاصة فى المدن حيث يعجل السناج وثاني اكسيد الكربون من ذلك  بالإضافة إلى أثرها الوقائى، تزيد البويات والورنيشات واللاكيهات من جاذبية السلع  المصنعة وتطفى لمسة جمالية على المبانى من الخارج والداخل. ويشار إلى الطلاءات التى يتم استخدامها فى المبانى والأثاث وما شابه ذلك كطلاءات معمارية قي مقابل الطلاءات الصناعية المستخدمة فى المواد المصنعة. وتستخدم البويات الصناعية فى طلاء مجموعة متنوعة من المواد مثل المعادن والمنسوجات والمطاط والورق والبلاستيك وكذلك الاخشاب وعادة ما يتم استخدام البويات المعمارية فى طلاء الأخشاب أو الجدران الجبس. تتبع صناعة البويات قطاع الصناعات الكيميائية  وتنقسم البويات الي :

  • البويات التى أساسها المذيب .
  • البويات ذات الأساس المائى .
  • الورنيشات ، الطلاءات الخفيفة .
  • أحبار الطباعة .
  • الراتنجات(التى تستخدم فى صناعة البويات والورنيشات ).

 

وتوفر الوحدات الخدمية (المرافق) متطلبات تلك الخطوط مثل الماء والطاقة والصيانة والتخزين والتعبئة والاختبار.

2.مصادر التلوث لصناعة البويات

تعد مياه الصرف هى أكبر ملوث فى صناعة البويات حيث تتنوع مصادرها وتنتج المخلفات السائلة عن حدوث انسكابات او تسربات من المعدات والخزانات والأوعية والخلاطات والطواحين ، أثناء  التعبئة، بالإضافة إلى عمليات التنظيف والغسيل التى تتم بين الدفعات .

يتم تنفيذ عملية التنظيف باستخدام محاليل قلوية ( فى البويات ذات الأس المائي (أو باستخدام المذيبات (فى البويات التى أساسها المذيب) تحتوى هذه السوائل على الزيوت والشحوم، ونسبة عالية من الأكسجين الحيوي المطلوب , والأكسجين الكيميائى المستهلك , والمعادن الثقيلة (الرصاص، الكروم، والكادميوم، …)  , والنشادر  وتعد هذه السوائل مخلفات خطرة.

وتتمثل المخلفات السائلة فى:

  • مياه صرف ناتجة عن استخدام محاليل قلوية لغسيل الاوعية والمعدات والمفاعلات ويحتوى هذا السائل على نسبة عالية من الصودا الكاوية وعلي الأكسجين الحيوي المطلوب ، والأكسجين الكيميائى المستهلك, والمعادن الثقيلة والزيوت والشحوم, وقد تتم معالجة هذه السوائل مسبقا ( معالجة ابتدائية بالترسيب ومعادلة الأس الهيدروجينى) ويعاد تدويرها تدويرها لإعادة استخدامها. ويتولد عن عملية المعالجة الابتدائية حمأة يتم التعامل معها باعتبارها مخلفات خطرة.
  • انسكابات وتسربات المواد الخام والمنتجات الناتجة من المعدات (خلاطات وطواحين خزانات، وأوعية وماكينات التعبئة، وقد تتسبب هذه التسربات فى تلوث مياه الصرف اذا تم صرفها فى شبكة المجارى الداخلية للمنشأة.
  • المذيبات المستهلكة الناتجة عن تنظيف المعدات فى خطوط إنتاج البويات التي اساسها المذيبات المذيبات، ويتم استرجاع المذيب عن طريق التقطير وإعادة التدوير. كما يلزم التخلص الامن من المواد غير المتطايرة المتبقية، والحمأة الناتجة عن التقطير(التى تحتوي علي البويات، والمذيبات، والمعادن الثقيلة) على اعتبارها مخلفات صلبة خطرة.
  • مياه التفوير من أبراج التبريد والغلايات والغسيل العكسى لوحدات إزالة عسر المياه ترتفع بها نسبة الجسيمات الكلية الذائبة (TSS) والجسيمات الصلبة العالقة (TDS) .
  • زيوت التشحيم المستهلكة والناتجة عن الجراج والورش قد تؤدي لتلوث مياه الصرف بالزيوت والشحوم فى حالة ما إذا تم التخلص منها فى شبكة الصرف.
  • ينتج عن غسل الأرضيات مياه صرف تحتوى على مواد عضوية، زيوت وشحوم, بقايا المواد الكيماوية المستخدمة فى التنظيف والتطهير.
  • المنتجات المنتهية الصلاحية ، وغير المطابقة للمواصفات والمرفوضة تعد مخلفات خطرة.

3.خصائص الصرف السائل لاحد مصانع البويات

يبين الجدول التالي رقم 1 والجدول رقم 2 مؤشرات وحمل تلوث مياه الصرف الناتجة من مصنع بويات.

جدول 1

4.التأثيرات البيئية للصرف السائل

ان التخلص من مياه الصرف الملوثة بالمواد العضوية التى تزيد من الطلب على الأكسجين الحيوى والكيميائي وبها الزيوت والشحوم فى مياه البحار والبحيرات يؤدي الي النمو المفرط للطحالب وفساد البيئة المائية ويؤثر على التنوع البيولوجى. إن أجون المسطحات المائية عملية طبيعية تتضمن زيادة تركيز المواد العضوية بالمياه مع مرور الوقت الأمر الذى  يؤثر علي التنوع البيولوجي ويؤدي إلى زيادة وتسيد الأعشاب البحرية وتحول مسطحات المياه إلى مستنقعات ثم إلى ارض جافة , وتزيد سرعة عملية التحول مع صرف المخلفات الغنية بالمواد العضوية الطافية.

إن الصرف المفاجيء لحمل عضوي مرتفع على شبكة الصرف الصحي يؤثر بشكل غير مباشر علي البيئة فالحمل الزائد قد يؤدي الي قصور في اداء محطات معالجة مياه الصرف الصحي ما لم يواكبه زيادة فى القدرة الاستيعابية لهذه المحطة.

إن التخلص من زيوت التشحيم المستهلكة الناتجة عن الجراج والورش، يؤدي الي مشاكل بيئية اذا تم تصريفها على شبكة الصرف حيث تغطى أسطح شبكة المجارى وتصعب من عمليات الصيانة.

وإذا تم تصريفها على المياه السطحية فانها تلحق اضرارا بالحياة المائية كما تشوه منظر المسطحات المائية بالأجسام والمواد الطافية.

وبالاضافة الي ذلك فان التخلص من مياه الصرف التى تحتوى على المذيبات والمواد القلوية الناتجة عن غسيل المعدات والأرضيات، قد يتسبب فى تأكل الاجزاء الداخلية من شبكة الصرف الخاصة بالمنشأة.

5.معالجة الصرف الصناعي لصناعة البويات  

تحتوى مياه الصرف الناتجة عن صناعة البويات على نسبة مرتفعة من O&G  و TSS و TDSو S.S و PH  و BOD و COD ودرجة الحرارة، فان معالجة نهاية الأنبوب قد تتطلب استخدام الابتدائية للسوائل المتدفقة  ( احواض تثبيت التدفق واحواض ضبط الرقم الهيدروجيني واحواض الترسيب ) وقد يتطلب الأمر أيضا المعالجة البيولوجية.

  • البويات ذات الاساس المائي : تتسم مياه الصرف الناتجة عن خط إنتاج البويات ذات الأساس المائي باحتوائها علي نسب عالية من الاكسجين الحيوي المطلوب والاكسجين الكيميائي المستهلك والمواد العالقة والمواد الذائبة ولهذا، فقد تتم معالجة نهاية الأنبوب على النحو التالى :
  • تجميع وتجانس سريان الصرف حتى يكون دائما ثابت في معدل التدفق الحجمى وتركيز الملوثات.
  • إجراء عمليات الترسيب، التخثر ، باستخدام مواد ترسيب ( مثل الجير والشبة) المزودة بخلاطات يتبها خزانات للترسيب وذلك لإعطاء ما يكفى من الوقت لتفاعل المواد الكيماوية ثم ترسيب المواد الصلبة الذائبة.
  • الترويق وازالة الحمأة الناتجة عن الترسيب ثم تجفيفها باستخدام مرشح الضغط.
  • الترشيح باستخدام مرشح الكربون النشط، وذلك لازالة اية مواد عالقة متبقية .
  • خطو ط إنتاج الراتنجات: تحتوى مياه الصرف الناتجة عن خطوط إنتاج الراتنجات على الزيلين وبعض المركبات العضوية ويمكن أن يتم حرق هذه المياه فى الأفران المستخدمة فى تسخين زيت التسخين بدلا من الوقود ( المازوت أو السولار).
  • البويات التي اساسها المذيب : يمكن استرجاع المذيب المستهلك النتاج عن تنظيف المعدات في خط إنتاج البويات التى اساسها المذيب وذلك من خلال عملية التقطير التفريغى للمذيب المستهلك ، ثم تكثيف أبخرة المذيب ويمكن اعادة تدوير المذيب للاستخدام مرة أخرى فى عمليات التخفيف أو التنظيف وينتج عن عملية التقطير حمأة (بويات تبقية) وتعتبر هذه الحمأة مخلف خطر.

ويمكن تجفيف الحمأة المتولدة عن عملية استرجاع المذيب واعادة استخدامها فى بويات جديدة أو التخلص منها بشكل أمن في المدافن المخططة للمخلفات الخطرة.

  1. نموذج لمعالجة المخلفات الصناعية السائلة لصناعة البويات [4-8]

يبين الشكل التالي نموذج لمعالجة الصرف الصناعي لاحد مصانع البويات بتركيا بطريقة الاكسدة المتقدمة.حيث كانت خصائص الصرف الصناعي كالتالي:

 

وتتلخص طريقة المعالجة هو تعريض المياه للاكسدة الحفزية المتقدمة بطريقة الفنتون Fenton وفيها يتم توليد شق الهيدروكسيل النشط OHº من فوق اكسيد الهيدروجينH2O2 بتحفيز من ايونات الحديد الثنائية فيما يعرف بعملية أو تفاعل فنتون , وحققت هذه التقنية ازالة جيدة للاكسجين الكيمائي المستهلك واللون.

 

 بقلم

أحمد أحمد السروي

إستشاري الدراسات البيئية

 

المراجع العلمية

  1. احمد السروي , طرق معالجة المخلفات الصناعية السائلة , دار الكتب العلمية , 2017.
  2. احمد السروي , معالجة مياه الصرف الصناعي , دار الكتب العلمية , 2007.

3.دليل الرصد الذاتي لصناعة البويات , وزارة البيئة المصرية , 2003.

[4] Fajardoa,  A.S.,  Martins,  R.C.  et  al.  2017.    Dye Wastewaters  Treatment  Using  Batch  and

Recirculation  Flow  Electrocoagulation  Systems. Journal  of  Electroanalytical  Chemistry, 801(2017), 30–37.

[5] Kılıç,  Y.M.,  Kestioğlu,  K.  2008.  Investigation  of  Applicability  of  Advanced  Oxidation  Processes  for Industrial Wastewater Treatment.  Journal  of  Uludağ  University  Engineering  Faculty,

13(2008), 67-80.

[6] Kurt,  U.,  Avsar,  Y.,  Gonullu,  M.T.  2006.  Treatability  of  Water-based  Paint  Wastewater

with Fenton Process in Different Reactor  Types.  Chemosphere, 64(2006), 1536–1540.

[7] Szpyrkowicz, L., Juzzolino, C., Santosh, N.K. 2001. A  Comparative  Study  on Oxidation  of  Disperse Dyes  by  Electrochemical  Process,  Ozone, Hypochlorite  and  Fenton  Reagent.  Water

Research, 35(2001), 2129–2136.

[8] Kang,  S.F.,  Liao,  C.H.,  Hung,  H.P.  1999. Peroxidation  Treatment  of  Dye  Manufacturing Wastewater in  the Presence  of Ultraviolet  Light and  Ferrous  Ions.  Journal  of  Hazardous  Materials B, 65(1999), 317–33

معالجة الصرف الصناعي لصناعة الالبان

1.مقدمة

تحتل صناعة الألبان مكانة متميزة ضمن صناعات المواد الغذائية في العالم . غير أن هذه الصناعة تعد مصدرا هاما من مصادر تلوث المجارى المائية ، خاصة فيما يتعلق بالمشاريع الإنتاجية الكبيرة.

تتميز صناعة منتجات الألبان بتنوع منتجاتها وبالتالي بتعدد خطوط الإنتاج. وبينما تقتصر خطوط الإنتاج في بعض المنشآت على خط أو اثنين تضم بعض المنشآت الأخرى كافة خطوط الإنتاج بالإضافة إلى الوحدات الخدمية المختلفة التي تقوم بتوفير إمدادات المياه والطاقة للمنشأة ومتطلبات الصيانة والتخزين والتعبئة واختبارات وتحاليل الجودة.

ونظراً لأن المواد الخام تكون عرضه للتلوث الميكروبي فإن تصميم الآلات والمعدات يسمح بسهولة التنظيف والتعقيم ويحقق الشروط الصحية أثناء التشغيل . وتعتمد المنشآت القديمة على معدات مكشوفة والإنتاج على دفعات (متقطعة)،  بينما تعتمد المنشآت الحديثة على أنظمة الإنتاج المغلقة والإنتاج المستمر، ويتم إيقاف الإنتاج لأغراض التنظيف والتطهير مرة واحدة في اليوم على الأقل.

تحصل المنشآت على احتياجاتها من المياه من مصادر متنوعة: شبكات المياه العامة، الآبار والترع وتتوقف عمليات معالجة المياه على مصدرها والغرض من الاستخدام .

وتتعدد استخدامات المياه في المنشآت، فتستخدم في العمليات الصناعية أو لأغراض النظافة العامة وغسل المعدات أو لإمداد الغلايات بالمياه اللازمة لعمليات إنتاج البخار (تتم معالجة المياه الخاصة بالغلايات لمنع تكون التكلسات داخل الغلاية) أو لأغراض التبريد والأغراض المعيشية المختلفة.

2.العمليات الصناعيـة الرئيسية المتسببة في التلوث

يوضح الجدول رقم (1) العمليات الصناعيـة الرئيسية المتسببة في التلوث والمدخلات والمخرجات ومؤشرات التلوث.

جدول (1) العمليات الإنتاجية في صناعة منتجات الألبان و مجال تأثير الملوثات الناتجة عنها

 

 

3.الصرف السائل  لصناعة الالبان

يعد الصرف السائل في صناعة منتجات الألبان المصدر الرئيسي للتلوث حيث قد يتضمن الملوثات التالية:

  • ألبان تالفة أو مرتجعه يتم تصريفها على شبكة الصرف (أكسجين حيوي ممتص) .
  • شرش اللبن الناتج عن عملية التخثر (أكسجين حيوي ممتص) .
  • الفاقد المنسكب من آلات التعبئة (أكسجين حيوي ممتص) .
  • مياه تفوير الغلايات وأبراج التبريد ومياه الغسل العكسي للميسرات التي تحتوي على نسبة مرتفعة من المواد الصلبة الذائبة والمواد الصلبة العالقة .
  • المياه المستخدمة فى غسيل الأرضيات والمعدات والتي تكون ملوثة بالزيوت والشحوم وآثار المنظفات .
  • زيوت التشحيم المستهلكة المتولدة عن الورش والجراج والتي قد يتم تصريفها على شبكة الصرف .

ويوضح الجدول رقم (2) خصائص الصرف السائل لنموذج لمصانع منتجات الألبان

 

4.معالجة الصرف الصناعي لصناعة االالبان

  • حيث أن الصرف السائل الناتج عن هذه الصناعة يحتوي على حمل عضوي مرتفع (أكسجين حيوي ممتص وأكسجين كيميائي مستهلك ومواد صلبة عالقة) فإن إجراءات نهاية الأنبوب تتضمن استخدام خزانات الترسيب والمعالجة البيولوجية. وتتضمن إجراءات المعالجة الأوليـة اسـتخدام المصافي ومعادلة سـريان الصرف السائل( تثبيت التدفق) والتحكم في الأس الهيدروجيني وإزالة الدهون عن طريق التعويم بالهواء ، ثم يتبع ذلك إجراءات المعالجة البيولوجية.

ويعد حجز المياه في برك (في حالة توفر المساحات اللازمة) من وسائل المعالجة الفعالة. وتتضمن أساليب المعالجة البيولوجية استخدام الحمأة المنشـطة. ويراعى عند تصميم محطات معالجة الصرف السائل طبيعة هذه الصناعة من حيث تغير معدل التدفق موسمياً .

ويبين الشكل التالي مخطط مبسط لمشروع معالجة الصرف الصناعي لاحد مصانع االالبان

 

يتكون مشروع المعالجة من الوحدات التالية :

  • – مرشح تصفية لإزالة المواد الصلبة الكبيرة .
  • – حوض تثبيت وتساوي للتدفق لتجميع مياه الصرف وتثبيت معدل تدفقها الي وحدات المعالجة.
  • – وحدة للطفو للهواء المذاب لإزالة الزيوت من ماء الصرف .
  • – حوض المياه المعالجة .
  • – المياه المعالجة تذهب لمرشح متعدد الطبقات لحجز المواد العالقة الدقيقة .
  • – تخرج المياه صالحة للطرح في شبكة الصرف الصحي.

 

بقلم

أحمد أحمد السروي

إستشاري جودة المختبرات والدراسات البيئية

 

المراجع العلمية

  1. احمد السروي , طرق معالجة المخلفات الصناعية السائلة , دار الكتب العلمية , 2017
  2. احمد السروي , معالجة مياه الصرف الصناعي , دار الكتب العلمية , 2007

3.دليل الرصد الذاتي لصناعة الالبان , وزارة البيئة المصرية , 2003.

طرق معالجة الصرف الصناعي لصناعة اللب والورق

1.مقدمة

يتكون الورق أساسا من شريحة رقيقة من ألياف السليولوز تحتوى على عدد من المواد المضافة كي تصبح ذات نوعية صالحة للاستخدام المطلوب.والمصطلحان المستخدمان هما الورق Paper والكرتون Paperboard , حيث يكون وزن رقيقة الورق “بالجرامات حوالي ١٥٠ جم/م3 والأثقل من ذلك يعتبر كرتونا. وفي عملية استخلاص الألياف Pulping يتم تكسير المادة الخام الحاملة للسليولوز إلى ألياف منفصلة . ويعتبر الخشب المادة الخام الرئيسية، وفى بعض الأحيان يستخدم القش، مصاصة القصب، القطن ومواد أخرى حاملة للسليولوز.

وفي عملية استخلاص الألياف كيميائيا Chemical Pulping , يتم استخدام  مواد كيميائية لإذابة اللجنين وذلك لتحرير الألياف . بعد ذلك يتم استرجاع المواد الكيماوية والطاقة الحرارية من رشيح السائل الأسود . أما فى عمليات إنتاج  الألياف ميكانيكيا Mechanical Pulping فيتم اس تخدام قوى ميكانيكية لفصل الألياف عن بعضها، ويظل معظم اللجنين مع الألياف وبعض المواد العضوية.

وتعتبر عملية استخلاص الألياف كيميائيا هي المصدر الرئيسي للتأثيرات البيئية الضارة الناتجة من صناعة اللب والورق، بالإضافة إلى تحضير المواد الخام .وتختلف خواص الألياف باختلاف أساليب إنتاجها، حتى تناسب منتجات معينة .

ويتم إنتاج معظم الألياف بغرض تصنيعها فيما بعد إلى ورق أو كرتون ،ويتم تصنيع البعض الأخر إلى كرتون أو منتجات أخرى من السليولوز المذاب .

وتسبق عمليات إنتاج الورق، من ألياف مصدرها ورق مسترجع، عمليات إزالة الشوائب وإزالة الأحبار حسب مواصفات المنتج النهائى.

ويتم تصنيع الورق بوضع المعلق المائي لألياف السليولوز فوق منخل متحرك (من السلك أو البلاستيك ) ، بحيث يسمح بمرور المياه البيضاء، بينما يتراكم نسيج الألياف فوق المنخل . ويشمل إنتاج هذه الصناعة مجموعة من المنتجات تتنوع بين الجرائد والمجلات، كرتون التغليف، ورق الطباعة والكتابة غير المصقول، ورق التبطين، ورق الطباعة والكتابة المصقول، الورق الرقيق Tissue Paper, ورق التغليف، والأوراق ذات الاستعمالات الخاصة. ويتطلب كل نوع من هذه الأنواع مواصفات خاصة للمنتج . ولذلك نجد أن مصانع اللب والورق لها مجال واسع للتنوع ،تبعا لمواصفات المنتج النهائي، المادة الخام للألياف وكذلك أساليب التصنيع المستخدمة. وعموما قد تكون مصانع اللب والورق متكاملة أو غير متكاملة . وتشمل المصانع المتكاملة كل من عمليات إنتاج اللب والورق ،بينما تشمل المصانع غير المتكاملة عمليات إنتاج إما اللب أو المنتجات الورقية فقط.

2.المخلفات السائلة لمراحل التصنيع المختلفة لصناعة الورق

تعتمد المخلفات السائلة على عمليات الإنتاج ومعايير التشغيل . وتنبعث من عمليات اللب والخشب مواد عضوية ومغذيات تنشأ من المواد الخام وكذلك من الكيماويات المستخدمة في المراحل المختلفة. ويتكون أعلى حمل للمادة العضوية من سائل الطبخ المتبقي في ع ملية فصل الألياف كيميائيا بالكبريتات . وعادة ما يتم استعادتها من أجل إعادة استخدامها ولاستخدامها كوقود . وتكون استعادة سوائل فصل الألياف المستنفذة في المصانع التى تستخدم المواد الخام غير الخشبية أقل شيوعا، وذلك نظرا لعدم توافر نظم الاسترجاع الميسرة وكذلك نقص تقنيات إزالة السيليكا. ولذلك يتم التخلص من هذا السائل المستنفذ غالبا بدون معالجة، مما يؤدى إلى تلوث بيئي شديد.

يجب معالجة المخلفات السائلة الناتجة عن فصل نخاع المصاصة، وذلك لإزالة المواد الصلبة المعلقة ولتقليل BOD وتختلف مكونات المخلفات السائلة أساسا حسب مدى عملية الفصل التى تتم في المصنع، وأيضا حسب عملية فصل الألياف وحالة المصاصة المستخدمة . وفيما يلي خصائص المخلفات السائلة لتداول المصاصة المبللة التى تشمل عملية فصل النخاع، ويتضح منها مقدارها ومدى تغيرها:

يحتوى سائل الطبخ المستنفذ على أكبر كميات من المادة العضوية مقارنة بكل  سوائل العمليات . وتعتمد مكوناته وكذلك التأثيرات البيئية للسائل (إذا لم يتم استرجاعه)على تركيب المادة الخام للألياف ونسبة إنتاج الألياف وظروف العمليات. وتحتوى المواد المذابة على جزء متطاير يتم انطلاقه من السائل ويظهر في صورة متكثفات عند خفض ضغط المحمصة.

وتحتوى المخلفات السائلة الناتجة عن التبييض على مواد محتوية على كلور إذا تم استخدام الكلور أو الهيبوكلوريت أو ثاني أكسيد الكلور كمواد للتبييض ( التبييض التقليدي) كذلك تساهم المخلفات السائلة للتبييض في زيادة كل من BOD   , COD , السمية ولون المخلفات السائلة الكلية للمصنع . ويزداد الحمل البيئي ، بزيادة كل من محتوى اللجنين في الألياف غير المبيضة، كمية المواد المذابة الداخلة للطبخ ، المواد الكيميائية ودرجة حرارة عملية التبييض . وفى التبييض التقليدي لا تتغير خصائص المخلفات السائلة تغييرا محسوسا بالعمليات أو المواد الخام المختلفة، ولكن ش دة الظروف القلوية في عملية تبييض ألياف الفسكوز ينتج عنها مخلفات سائلة ذات  COD / BODعالي التركيز.

تكون للمخلفات الورقية التى يتم تجميعها من مقالب النفايات – كما يحدث غالبا– بعض التأثيرات البيئية . ويحدث التلوث من المقالب نتيجة الميثان والهيدروكربونات الأخرى المتولدة عند التحلل غير الهوائي للسليولوز. وتؤدى عمليات فصل الألياف من المخلفات الورقية إلى كمية محددة من التلوث في صورة مواد موجودة في مياه العمليات التى يتم صرفها من المصنع، والمواد التى يتم جمعها خلال العمليات والغازات التى تنطلق في الجو عند حرق المخلفات .

3.التأثيرات البيئية والصحية للملوثات

تنتج التأثيرات البيئية والصحية الرئيسية من صناعة اللب والورق من استخدامات الموارد بالمصانع ذاتها . وهناك كذلك تأثيرات ضارة من بعض الأنشطة الأخرى المصاحبة مثل تصنيع واستخدام بعض الكيماويات الذي يؤدى إلى توليد بقايا غالبا ما تتسرب إلي البيئة . وتنتج أيضا بقايا كيماويات العمليات وألياف المواد الخام إلى الهواء أو الماء وتظهر كمسارات للمخلفات الصلبة . وبالإضافة لذلك، تظهر الألياف وبقاياها في مجارى المخلفات المائية ويكون لها تأثير على المياه المستقبلة . وبتغيير لون المياه المستقبلة، تتسبب بعض المكونات الذائبة فى خفض قدرة الضوء على النفاذ للمياه وبالتالي تهدد الحياة المائية . كما تتسبب مكونات ذائبة أخرى فى تسمم الأحياء المائية.

 

4.التأثيرات البيئية للمخلفات السائلة

يتسبب صرف المواد العضوية في استهلاك الأكسجين عن طريق تفاعلات التحلل في المياه المستقبلة . وتؤدي المواد العضوية إلي زيادة نمو البكتريا والطحالب الموجودة في الماء، وهذه تستهلك الأكسجين المذاب . وتعتمد التأثيرات البيئية على خصائص المياه المستقبلة ويتسبب التبييض باستخدام تركيزات عالية من المركبات المكلورة في وجود مشكلة بيئية، وذلك عن طريق تكون مركبات عديدة الكلور سامة ذات تأثير طويل المدى، وبالتالي يمكنها أن تتراكم بيولوجيا في الكائن ات الحية .ويرتبط لون المخلفات السائلة بوجود مركبات عضوية ذات وزن جزيئي عال، مثل مشتقات اللجنين الناتجة من الطبخ والتبييض . ويكون التأثير الرئيسي الناتج عن وجود اللون هو تقليل انتقال الضوء في الوسط المائي، مما يقلل إن تاجية المياه المستقبلة . ويعتمد تأثير تغير اللون في كل حالة بعينها على الإنتاجية الكلية واللون الأصلي للمياه المستقبلة . ومن النادر أن يكون هناك تأثير بيئي للمركبات غير العضوية الموجودة في المخلفات السائلة لإنتاج الألياف . والاستثناء الوحيد لذلك هو الكلورات التى تتكون خلال التبييض بثاني أكسيد الكلور . وهى سامة جدا للطحالب ويكون لها تأثيرات غير مباشرة على الكائنات الحية التى تعيش في مستعمرات الطحالب . ويمكن إزالة الكلورات بفعالية بالمعالجة البيولوجية الخارجية. وقد يتسبب صرف مركبات الفوسفور والنتروجين في زيادة مستويات المغذيات nutrients  في المياه المست قبلة، مؤديا إلى زيادة إنتاج الكتلة الحيوية وزيادة استهلاك الأكسجين . وعادة ما تتأثر مستويات عديدة من النظام البيئي عندما يختل التوازن الغذائي .ويؤدى إلقاء زيوت التشحيم المستعملة من الجراج والورش في نظام المجارى إلى مشاكل بيئية عديدة.

5.معالجة الصرف الصناعي لصناعة اللب والورق

وتشمل مياه الصرف الناتجة من فصل الألياف بطريقة كرافت على المواد العضوية المستهلكة للأكسجين، والتى يتم قياسها بال BOD  وال COD, كما تتواجد فى حالة التبييض مواد مكلورة يتم قياسها بال AOX وبالإضافة إلى ذلك فقد تحتوى سوائل الصرف على تركيزات منخفضة من الفلزات المستخرجة من الألياف الخشبية . وفيما يلي المصادر الرئيسية لمياه الصرف:

  • مياه صرف من تداول المواد الخام.
  • متكثفات من الطبخ والتبخير.
  • إنسكابات من مختلف أقسام العمليات.
  • بقايا السائل الأسود (فواقد غسيل) من تداول اللب غير المبيض.
  • الصرف من وحدات التبييض.

وتنتج مياه الصرف في مصانع الورق (الورق المسترجع ) خلال خطوات التنظيف . والمعتاد أن يتم سحب مياه الصرف عند الموقع الذي تكون فيه المياه أكثر تلوثا. ويتم سحب مياه أن يتم سحب مياه الصرف عند الموقع الذي تكون فيه المياه أكثر تلوثا. ويتم سحب مياه الصرف عند الموقع الذي يتم فيه استرجاع الألياف وتشمل مياه الصرف من مصانع الورق من الألياف المسترجعة على المياه الناتجة عن منظفات المناخل والطرد المركزي ،رواشح الغسالات ، المثخنات والحمأة ،المياه البيضاء الزائدة حسب معدل إعادة التدوير.

وتعتمد المياه المنصرفة من مصانع اللب والورق أساسا قبل المعالجة على العمليات والكيماويات المستخدمة . وتشمل معالجة مياه الصرف المعالجة الأولية والترسيب والمعالجة البيولوجية. ويمكن تطوير بحيرات التهوية كي تشمل إعادة تدوير الحمأة.

المعالجة الأولية

الهدف من هذه المرحلة هو إزالة الجسيمات الصلبة . وتستخدم لهذا الغرض كل من المرسبات ونظم الطفو بالهواء المذاب في معظم أنواع المصانع . ويمكن أن تنتج نظم الترسيب مياه مصفاة جيدا و لكنها يمكن أن تعانى من صعوبات التشغيل (مثل المواد الصلبة الطافية والروائح الكريهة )، وبالذات عند معالجة مياه الصرف الدافئة ذات التركيزات العالية. ويتم استخدام وحدات الترسيب ذات السرعة العالية لمعالجة مسارات محددة مثل  مياه صرف وحدة الطلاء ويتم استخد ام المعالجة الأولية بالكيماويات (مثل عديدة الإلكترونيات والمخثرات غير العضوية والبنتونايت ) للإسراع بإزالة المواد الصلبة الغروية و/أو زيادة سرعة الترسيب.

المعالجة الثانوية

الهدف من هذه المرحلة هو إزالة أو خفض ال BOD  وال COD والذي يمكن الحصول عليه بالتحلل الحيوي الفعلي للملوثات أو بالتصاقها مع الحمأة. وتؤدى الثانية أيضا إلى إزالة المواد غير القابلة للتحلل البيولوجي مثل الفلزات الثقيلة . ومن المتوقع أن ترتبط الديوكسينات والفيورانات وال DDT بالكتلة الحيوية والحمأة الليفية بالكامل تقريبا. وباستخدام نفس الطريقة، يتم جزئيا إزالة سداسي كلورو البيوتادايين ،الألدرين الديلدرين ،سداسي كلورو البنزين والإندرين ،وال PCBs وثلاثي كلورو بنزين والفلزات الثقيلة . والبدائل الأساسية

لذلك هي النظم البيولوجية الهوائية واللاهوائية. وهناك العديد من التصميمات لكل منها. وفي الوحدة الهوائية يتم استخدام الهواء أو الأكسجين أو خليط منهما. ويؤدى استخدام الأكسجين إلى تحسين الأداء والتحكم، ويمكن تركيبه في الوحدة الموجودة بالمنشأة.

المعالجة الثلاثية

يمكن ربط المعالجة الثلاثية بالأساليب الحديثة وليس بالتحكم التقليدي في مياه صرف اللب والورق. وبغض النظر عن نوع المعالجة الموجودة ،فلابد أن يتم تقدير احتمالات إعادة تدوير مياه الصرف المعالجة في نظم مغلقة أو شبة مغلقة ،آخذا في الاعتبار العوامل التالية:

  • في المصانع الكبيرة، يمكن إعادة تدوير مياه الصرف إلى المصنع في دائرة ثلاثية tertiary loop للاستخدام في مناطق محددة بعد خلطها بالمياه العذبة. ويسمح هذا الأسلوب بخفض استخدام المياه العذبة.
  • استخدام وحدة غشاء أو تبخير يمكن أن يؤدى إلى عدم استخدام وحدة مكافحة تقليدية، وبعد تغطية كل الاحتياجات الممكنة للمياه العذبة من المياه المعاد تدويرها، يمكن خلق نظام خال من الصرف يحتوى على إضافة مياه عذبة تعويضية فقط لموازنة فواقد التبخير.

ومن أجل تعظيم الفائدة من استخدام محطة مياه الصرف، فإنه يجب تطبيق المبادئ العامة التالية على التوالي للتحكم في ملوثات المياه كالتالى:

  • يجب خفض استخدامات المياه وإعادة تدوير أو إعادة استخدام مياه الصرف. ولابد من صرف المياه غير الملوثة السطحية التى لا يمكن استخدامها في مسار منفصل.
  • لابد من تطبيق أساليب الحد من مخاطر تلوث مياه العمليات والمياه السطحية.
  • عموما، لابد من فصل مسارات المخلفات السائلة، حيث يؤدى ذلك إلى كفاءة أعلى في المعالجة.
  • لابد من تصميم النظم لضمان وصول جميع المخلفات السائلة لمحطة المعالجة.
  • لابد أن تؤخذ في الاعتبار طبيعة المياه المستقبلة بالنسبة لل BOD .

6.نموذج لمشروع معالجة لمياه الصرف الصناعي لصناعة اللب والورق

يبين الشكل التالي شكل رقم 1 نموذج لمشروع معالجة لمياه الصرف الصناعي لصناعة اللب والورق  باستخدام بحيرات التثبيت .ويتكون المشروع من وحدات معالجة فيزيائية وكيميائية وبيولوجية .

  

أحمد أحمد السروي

إستشاري الدراسات البيئية

 

المراجع العلمية

  1. احمد السروي , طرق معالجة المخلفات الصناعية السائلة , دار الكتب العلمية , 2017.
  2. احمد السروي , معالجة مياه الصرف الصناعي , دار الكتب العلمية , 2007.

3.دليل الرصد الذاتي للصناعات الورقية , وزارة البيئة المصرية , 2003.

مكونات وخصائص ومعالجة الصرف الصناعي لصناعة المنتجات المعدنية

1.مقدمة

تشمل صناعة المنتجات المعدنية جميع المنشآت والورش الإنتاجية التى تقوم بواحدة أو اكثر من الأنشطة الصناعية التالية :

  • تشكيل المنتجات المعدنية.
  • تشطيب المنتجات المعدنية من خلال العمليات المختلفة بما فيها عمليات إعداد الأسطح المعدنية.

وتنقسم هذه الصناعة إلى ثلاث أنواع من العمليات المختلفة (تشكيل المنتجات المعدنية ،  تجهيز  أسطح المعادن ،  تشطيب أسطح المعادن ) .  وسوف ينصب الاهتمام علي المنشآت التي تقوم بتصنيع المنتجات الحديدية وغير الحديدية وعمليات الطلاء الكهربي وغير الكهربي ومعالجة الأسطح والأنودة والتغليف المعدني عن طريق تغير الألوان والتغطية الكيميائية .

جدول (1) أحمال التلوث الكلية في المياه لعينة من هذا القطاع الصناعي

المواد الصلبــــة الـذائبـــة   =  22.000 كجم/سنويا  (بحد أقصي)
المواد الصلبــــة العـالقـــة   =  5.500   كجم/سنويا  (بحد أقصي)
الأكسجين الحيوي الممتـص (BOD) =  3.800  كجم/سنويا   (بحد أقصي)
الأكسجين الكيميائي المستهلك (cod)  =  7.800  كحم/سنويا  (بحد أقصي)
الزيــــوت  والشـــــحوم    =  2.100  كجم/سنويا  (بحد أقصي)
المصدر:

دليل الرصد الذاتي لصناعة المنتجات المعدنية , وزارة البيئة المصرية , 2003.

2.مصادر التلوث لصناعة المنتجات المعدنية

ينتج عن عملية الدهان إنبعاثات لمواد عضوية متطايرة ومياه صرف ملوثة ومخلفات صلبة وسائلة. والمصدر الرئيسي للإنبعاثات الغازية هو أبخرة المذيبات العضوية المستخدمة كمواد حاملة للبويات. وتنتج هذه الإنبعاثات من عمليات الدهان ومن المذيبات بالمخازن وعمليـات الخلط والرش والتجفيف. ويؤدي أيضا استخدام المذيبات العضوية في عملية تنظيف المعدات ومناطق الرش إلى تسرب أبخرة المذيبات.

وتتولد مياه الصرف من تدفق المياه خلال حواجز كبائن الطلاء، وتؤدي استخدام ستائر المياه لتجميع رذاذ البوية المشتتة إلى ترسب الحمأة فى الحوض الذى تسحب منه المياه.

أما مصادر المخلفات الصلبة والسائلة فتتضمن:

i معدات التحكم في رش البويات أثناء الطلاء  (كبائن الطلاء،  نظم التجميع ،  مرشحات التهوية).

i غسل المعدات.

i المواد المستخدمة لتغطية الأجزاء الغير مرغوب في طلائها وعلب البويات الفارغة.

i البويات المتبقية بعد الطلاء التي يتم التخلص منها عند نهاية عملية الطلاء، أو التي تنتهي فترة صلاحيتها.

هذه المخلفات الصلبة والسائلة قد تحتوي على المعادن الثقيلة الموجودة في صبغات الطلاء أو المذيبات العضوية المستخدمة في الطلاء أو التنظيف كما تتلوث الأرضيات بمخلفات المذيبات المستخدمة أيضا. وقد تسهم المذيبات المستخدمة في نظافة معدات الطلاء أو الترذيذ في الكبائن في إضافة بعض المخلفات.

3.مصادر الصرف السائل  لصناعة المنتجات المعدنية

يعد الصرف السائل في صناعة المنتجات مصدراً من مصادر التلوث حيث أنه قد يتضمن الملوثات التالية:

  • الأحماض أو القلويات الناتجة عن مختلف عمليات اعداد وتجهيز وتشطيب المنتجات المعدنية فى عمليات: التخليل ، الطلاء ، الأنودة ، التغطية الكيميائية ، ..الخ
  • استخدام زيوت القطع وإزالة الشحوم ينتج مياه ملوثة بالزيوت.
  • الأملاح التى تنتج من أعمال التخليل والأنودة والتغطية أو الطلاء والطلاء الكهربى ومختلف أعمال التشطيب الأخرى.
  • زيوت التشحيم المستهلكة المتبقية فى الورش والجراج.
  • مياه تفوير الغلايات وأبراج التبريد التي تحتوي على نسبة مرتفعة من الأملاح الذائبة .
  • مياه التبريد المستهلكة الملوثة بالزيوت والشحوم .
  • المياه الناتجة من غسيل المعـدات والأرضيات والتي تحوى قدرا من الزيـوت والأحماض والقلويات وبعض الكيماويات المستخدمة.

جدول (2) المدخلات ومصادر التلوث فى صناعة المنتجات المعدنية

المخلفات الصلبة تلوث المياه

المواد الداخلة

العملية
القشور وفضلات الفلزات مثل (نواتج قشط الصلب والألومونيوم ) حمأة مترسبة عن سوائل القطع وتحتوي علي فلزات مترسبة و بقايا المذيبات المستقرة في قاع الأحواض ومخلفات الزيوت. مياه الصرف التي تحتوي علي الزيوت (مثل جليكول الاثيلين) والمواد الصلبة العالقة والمياه الحمضية (مثل أحماض الهيدركلوريك والكبريتيك والنيتريك) والمياه القلوية والمياه التي تحوي المذيبـات) زيوت التقطيع، مذيبات إزالة الشحوم والتنظيف (مثل الأسيتون ، ثلاثي كلورو الإيثان،  طولوين، .. الخ)  أحماض، قلويات، فلزات ثقيلة، مستحلبات المياه والزيت . قطع أو تشكيل المعادن
القشور وفضلات المعدن مثل : (نواتج قشط الصلب والألومونيوم) مخلفات بطانة الأحواض ومخلفات الزيوت ومحاليل مستهلكة في أحواض إزالة الشحوم. مياه قلوية ملوثة بالزيوت والشحوم وبقايا المعدن والمواد الصلبة العالقة. الصودا الكاوية،  كربونات الصوديوم، السيليكا القلوية، الفوسفاتات، المثبطات، عوامل الاستحلاب، العوامل المساعدة في تكوين معقدات المعدن ، مواد التغذية . الإزالة القلوية للشحوم
مخلفات قابلة للاشتعال ، بقايا المذيبات ومخلفات بطانة الأحواض. مياه صرف تحوي المذيبات العضوية مذيبات عضوية إزالة الشحوم باستخدام المذيبات العضوية
قشور وفضلات المعدن مثل ( نواتج قشط الصلب والألومونيوم ) مخلفات بطانة الأحواض، مخلفات الزيوت وسوائل التخليل المستهلكة. مياه حمضية تحتوي على المعادن مختلف أنواع الأحماض مثل (الهيدروكلوريك والكبريتيك والنيتريك والهيدروفلوريك) التخليل أو المعالجة الحمضية
محاليل مستهلكة وبواقي الفلزات مياه صـرف حمضية و مياه صرف تحتوي علي أيونات المعادن أحماض الأنودة
محاليل مستهلكة وبواقي المعادن مياه ملوثـة بأمـلاح معدنيــة وأحماض و قلويات معادن وأحماض التغطية الكيميائية
معادن ومخلفات نشطة . مياه ملوثة بالأحماض أو القلويات والسيانيد والمعادن أحماض ، قلويات محملة بالمعادن الثقيلة بالإضافة إلى محاليل تحتوي علي السيانيدات الطلاء الكهربي
مخلفات معدنية صلبة تحتوي علي السيانيد. مياه ملوثة بالسيانيد والمعادن. معادن (الأملاح المعدنية) ، المواد المساعدة والقلويات الطلاء بطبقة معدنية
مخلفات بطانة الأحواض ومذيبات  الدهانات والمعادن. مياه ملوثة بالمذيبات . المذيبات والدهانات الدهانات
مخلفات أحواض الصهر والمخلفات التي تحتوي علي الزنك ، محاليل مستهلكة وبعض المخلفات الزيتية . مياه ملوثة بالمعادن محتويات الأحواض من كلوريد الزنك وكلوريد الأمونيوم والمواد المرطبة الطلاء بمصهور المعادن (زنك)
الحمأة المتخلفة عن عمليــة التنعيم وعمليات (Etching) مياه ملوثة بالأحماض والمعادن معادن وأحماض تقنيات أخري لتشطيب المعادن (التهذيب .. الخ)
المصدر:

دليل الرصد الذاتي لصناعة المنتجات المعدنية , وزارة البيئة المصرية , 2003.

4.خصائص الصرف السائل لاحد مصانع المنتجات المعدنية

من الضروري  أن يؤخذ في الاعتبار أن المياه المتخلفة عن الصناعة تتباين مكوناتها وخصائصها بشكل كبير حتى داخل الصناعة الواحدة ومثالا علي ذلك ـ وفقا لتقرير عالمي ـ ، فإن تغطية (طلاء) متر مربع واحد من المعدن يمكن أن ينتج عنه من لتر واحد إلى 500  لتر من المياه الملوثة بالمعادن الثقيلة (كادميوم،  كروم، رصاص، نحاس، زنك، نيكل) وكذلك السيانيدات والفلوريدات والزيوت والشحوم وزيوت التشحيم والتزييت المتخلفة من الجراج والورش تمثل عبئا كبيرا عند صرفها علي شبكة الصرف العمومية. والمواد العضوية الموجودة في بيان الصرف تسهم في نمو البكتريا والفطريات المستهلكة للأكسجين ويتوقف التأثير البيئي للمياه الملوثة علي مواضع صرفها. وقد وضعت الهيئات الدولية المعنية بالحفاظ علي البيئة حدودا ومعاييرا خاصة بصرف المياه  الملوثة على المصارف الزراعية  والترع والمجرى الرئيسي للانهار بسبب تأثيرها علي الزراعة. ومن المعايير الهامة التي تضمنتها هذه الحدود: الفسفورات، الكادميوم، الكروم السداسي والكلي، النحاس، الرصاص، الزئبق، النيكل، الفضة، الزنك، المعادن الكلية، السيانيدات (حرة) وكذلك الفلوريدات، هذا بالإضافة إلى المعايير الأساسية مثل الأكسجين الحيوي المطلوب BOD، الأكسجين الكيميائي المستهلك COD والزيوت والشحوم O&G. إن صرف المياه الملوثة علي مجاري المياه الطبيعية قد يؤدي إلى خلل بالنظام البيئي للمياه والحياة المائية، وعندما يتم صرف مياه شديدة التلوث على الشبكات العمومية فان احتمالات تعرض عمليات المعالجة إلى القصور والتدهور واردة بالإضافة إلى زيادة تراكم المعادن في الحمأة الناتجة.

  1. محطات معالجة مياه الصرف لصناعة المنتجات المعدنية
  • عند وجود السيانيد في مياه الصرف فينبغي تفكيكه وتدميره وتحويله عن طريق الأكسدة القلوية والتحكم فى الرقم الهيدروجين إلى مواد آمنة ( ثاني اكسيد الكربون والنتروجين ).
  • عند وجود الكروم السداسي في مياه الصرف فينبغي اختزاله وتحويله إلى الكروم الثلاثي الذي يسهل ترسيبه ( الترسيب بمادة قلوية ) باستخدام أحد العوامل المختزلة مثل مركبات الكبريت (ثاني أكسيد الكبريت أو ميتا باى سلفات الصوديوم).
  • من أهم العمليات الشائعة في معالجة مياه الصرف: المعادلة (equalization)، ضبط الأس الهيدروجيني بهدف الترسيب الجيد ، تجميع الحمأة والترسيب بالإضافة إلى الترشيح. والأس الهيدروجيني المثالي للترسيب المعدني يتراوح بين 8.5 إلى 11 تبعا لنوع المعدن المستهدف ترسيبه.
  • يمكن استخدام الترسيب الكيميائي لفصل المعادن الذائبة باستخدام هيدروكسيد الصوديوم أو الكالسيوم على شكل هيدروكسيدات المعادن ثم بالترشيح أو الترسيب يتم فصل المعادن. ويمكن خفض كمية المياه في الحمأة الناتجة باستخدام الترشيح بالضغط (Filter Press).
  • وجود بقايا زيوت التشحيم في مياه الصرف يمكن أن يؤثر على فاعلية ترسيب المعادن لذلك من المفضل معالجة مخلفات أحواض إزالة الشحوم على حده بمعزل عن بقية مياه الصرف، ويمكن أيضا لمتراكبات المعادن (Metal Complexes) أن تؤثر بالسلب على عملية الترسيب .

أحيانا ما تستخدم عوامل لحفز تجمع المواد الصلبة العالقة و ذلك لرفع كفاءة عملية فصل الحمأة، وفي الطرق المتقدمة للمعالجة يتم استخدام الترشيح الغشائي أو التبادل الأيوني أو التبخير لتقليص إنبعاث الملوثات وخفض نوعية المخرجات قبل التخلص منها.

نموذج لمعالجة الصرف الصناعي لمصنع منتجات معدنية

تحتوي مياه الصرف الصناعي علي كميات من الكروم والسيانيد , فيمكن إزالة الكروم والسيانيد من مياه صرف تحتوي علي كليهما من خلال مشروع معالجة واحد لتخفيض التكاليف, حيث يمكن اﻹستفادة من احواض التساوي والتعادل والترسيب وتكثيف الحمأة وهذا يتضح من خلال المخطط التالي لمشروع معالجة لإزالة السيانيد والكروم.

 

 

أحمد أحمد السروي

إستشاري جودة المختبرات والدراسات البيئية

 

المراجع العلمية

  1. احمد السروي , طرق معالجة المخلفات الصناعية السائلة , دار الكتب العلمية , 2017
  2. احمد السروي , معالجة مياه الصرف الصناعي , دار الكتب العلمية , 2007

3.دليل الرصد الذاتي لصناعة المنتجات المعدنية , وزارة البيئة المصرية , 2003.

 تثبيت معدل تدفق وتجانس مياه الصرف الصناعي

1.مقدمة

التدفق من المخلفات الصناعية السائلة الخارج من المنشأت الصناعية قد يكون متذبذب علي مدار اليوم الواحد فقد يرتفع صباحا في بدايات عمليات الانتاج , وينخفض في نهاياتها , وقد يرتفع عند انتاج معين لاحد المنتجات وينخفض مع منتج اخر وهكذا. وهذا التغير والتذبذب في التدفق لا يتيح التعامل الدقيق مع تلك المخلفات ويصعب من عمليات المعالجة التي تحتاج لتدفق ثابت أو شبه ثابت للتحكم الدقيق في العملية ومدخلاتها ومخرجاتها.

  1. الغرض من عملية تثبيت التدفق

الغرض من عملية التثبيت والتجانس ( (Equalizationهو تجميع مياه الصرف من المصادر المختلفة الحامضية أو القاعدية وكذلك المخلفات العضوية في أحواض خاصة حيث يتم خلطها وتصبح ذات تركيزات متجانسة وتدفق ثابت يسهل معالجتها في المراحل التالية خاصة عملية المعادلة بالأحماض أو القلويات.

وتساعد عملية تثبيت تدفق مياه الصرف في التغلب على مشاكل التشغيل الناجمة عن التغير في معدلات تدفق المياه إلى محطات المعالجة وبالتالي تحسين أداء المحطة. ويستخدم خزان (Equalizing tank) كذلك خزان طوارئ لاستقبال المياه الملوثة في حالة حدوث أى عطل فني في عملية المعالجة.

وفيما يلي مميزات تطبيق نظام تثبيت وتجانس مياه الصرف الداخلة في محطات المعالجة:

  • – زيادة كفاءة عمليات معالجة مياه الصرف بعد التجانس وتثبيت معدل التدفق
  • – زيادة كفاءة المعالجة البيولوجية حيث أن عملية التجانس تمنع أو تقلل حدوث الأحمال العالية المفاجئة. كذلك يمكن تخفيف المواد السامة التي تؤثر على العملية الحيوية وثبات الأس الأيدروجيني
  • – تحسين أداء عمليات الترشيح والغسيل العكسي لتكون أكثر انتظاما
  • – تحسين أداء المعالجة الكيميائية حيث أن التثبيت والتجانس يؤدي إلى ثبات الأحمال مما يؤدي إلى تغذية منتظمة لجرعات الكيماويات
  • – تحسين في خواص المياه المعالجة وكفاءة التثخين في أحواض الترسيب الثانوية التي تتبع المعالجة البيولوجية التي تزداد كفاءتها نتيجة ثبات أحمال المواد الصلبة.
  • – يمكن أن تكون عملية التثبيت والتجانس طريقة غير مكلفة للتغلب على مشاكل المحطات التي تعاني من ازدياد الأحمال.

ويمكن تركيب خزان التثبيت والتجانس في بداية عمليات المعالجة أو بعد المعالجة الأولية وقبل المعالجة البيولوجية. ويجب أن يصمم تنك التجانس بحيث يسمح بتقليب المواد المترسبة. كذلك يجب تزويده بمصدر للتهوية للتغلب على انبعاث الروائح الكريهة.

  1. الطرق الشائعة لعمليات تثبيت وتجانس مياه الصرف الصناعي

تساعد عملية تثبيت تدفق مياه الصرف علي خفض الفروق الكبيرة في الرقم الهيدروجيني والحرارة  داخل المصانع , فقد يقوم المصرف بصرف مياه قلوية في فترة ما خلال اليوم ويصرف مياه حامضية في فترة اخري خلال اليوم فعملية تثبيت التدفق عن طريق انشاء احواض التساوي تستقبل كل انواع الصرف داخل المصنع خلال اليوم مما يمكن من حدوث التعادل الذاتي لمياه الصرف او علي الاقل تقلل من كمية الكيماويات المطلوبة للتعادل لكافة مياه الصرف   .

وهناك اربع طرق شائعة لعمليات تثبيت وتجانس مياه الصرف الصناعي

1-  التدفق بالتبادل

في طريقة التدفق بالتبادل يكون احد الأحواض مستقبلا لكل لمياه الصرف في وقت محدد  والحوض الاخر يقوم بصرف المياه , ويتم التبادل بين الأحواض من حيث الملء والتفريغ  ويتميز هذا النظام ان يوجد خلط تام ولهذا مستويات الملوثات ثابتة مع التدفق الثابت وهذا النوع من تثبيت التدفق يحقق تجانس كبير لمياه الصرف . ومن عيوب هذا النظام تكلفة الانشاء العالية حيث يعد الحوض الثاني حوض اضافي.

2- التدفق المتقطع

في هذا النوع من عمليات التساوي للتدفق يسمح لمجري مياه الصرف ان يتحول لحوض التساوي فترات قصيرة من الوقت عند الحاجة لذلك ثم يعود التدفق لمساره العادي الرئيسي من خلال التحكم الجيد المقاس لتدفق المياه.  حجم و تركيز الملوثات المتغيرين للمياه المتحولة عن مسارها سوف يتم تجاوزه عندما تعود المياه لمسارها الرئيسي.

3-  الخلط التام المجمع .

يصمم هذا النظام علي اساس الخلط التام للتدفقات الواردة قبل وصولها للوحدات الامامية للمعالجة , وهذ النظام يحقق تجانس عالي لجميع التدفقات حيث يخفض التغير لكل تدفق   ويستخدم هذا النظام عندما تكون التدفقات متوافقة مع بعضها من حيث التركيب والمكونات ويمكن خلطها دون حدوث مشاكل .

4-  الخلط التام الثابت .

يصمم هذا النظام علي اساس الخلط التام لمجري مياه الصرف في حوض تساوي كبير قبل وصولها لوحدات المعالجة يحقق هذا النظام صرف منتظم ثابت لمياه الصرف عند خروجها من حوض التساوي.

ويبين الشكل التالي شكل 1 مخطط مبسط لحوض تثبيت للتدفق ويتضح من الشكل ان معايير تصميم الحوض ترتبط بالتدفق الداخل الي الحوض  والتدفق الخارج منه.

ويبين الشكل التالي شكل 2 مخطط لحوض تثبيت للتدفق داخل منظومة لمعالجة الصرف الصناعي لاحد الصناعي الغذائية ويتضح منه ان حوض التدفق من عمليات المعالجة التمهيدية الهامة والتي سوم يتم الاعتماد عليها في تصميم الوحدات اللاحقة للمعالجة والتي تعتمد بدورها علي قيمة التدفق الداخل اليها الذي سوف تعالجه.

أحــمــد السـروي

إستشاري معالجة المياه والبيئة

 

المراجع العلمية

  1. احمد السروي , طرق معالجة المخلفات الصناعية السائلة , دار الكتب العلمية , 2017.
  2. احمد السروي , معالجة مياه الصرف الصناعي , دار الكتب العلمية , 2007.

3.دليل التفتيش لمحطات معالجة الصرف الصناعى , وزارة البيئة المصرية , 2003.

المعالجة الكيميائية لمياه الصرف الصناعي (المخلفات الصناعية السائلة )

أحمد أحمد السروي

إستشاري معالجة المياه والدراسات البيئية

  1. مقدمة

زاد الانتاج الصناعي في جميع انحاء العالم وانتشرت المنشآت الصناعية ذات المنتجات المتنوعة, وأصبحت البيئة بمنظوماتها الثلاثة الهوائية والمائية والارضية أكثر تعرضاً للضرر من جراء الملوثات المختلفة التي تطرحها تلك المنشآت ومنها مياه الصرف الصناعية والتي تعرف بالمخلفات الصناعية السائلة والتي يختلف ملوثاتها من صناعة لأخرى نتيجة لاختلاف مدخلات الانتاج من المواد الأولية اللازمة للصناعة والمواد الناتجة أو المصنعة .

تعمل الصناعة على تلويث المجارى المائية بما تلقيه فيها من مخلفاتها ونواتجها الثانوية، سواء من السفن أو المصانع أو المياه الساخنة (التلوث الحراري)، وتؤدى بذلك إلى القضاء على الحياة في المسطحات المائية أو في بعض الحيان إلى تسمم الأسماك وبالتلي حدوث تسمم للإنسان أيضا .

المخلفات الصناعية السائلة  يقصد بها جمع  المخلفات السائلة او شبه السائلة الناتجة عن كافة الأنشطة الصناعية والتحويلية أو الاستعمال لكل مركب مادي مصنع.

  1. معالجة مياه الصرف الصناعي (المخلفات الصناعية السائلة)

تعد معالجة مياه الصرف الصناعي للمخلفات الصناعية للمصانع من اهم وسائل حماية البيئة المائية من التلوث الكيميائي والفيزيائي إذ تحتوي معظم مياه الصرف الصناعي على الاف المركبات الكيميائية المختلفة والتي تتباين باختلاف الصناعة نفسها. وقد صنفت معظم الصناعات تبعا لطرق المعالجة الشائعة إلى الأقسام التالية:

  1. صناعات غذائية.
  2. صناعات كيميائية.
  3. صناعات هندسية.
  4. صناعات معدنية وحرارية

أهم العناصر الضارة المطلوب إزالتها من مياه الصرف الصناعي

  • المواد الصلبة
  • الزيوت والشحوم والدهون
  • المواد والمركبات العضوية
  • الفينولات
  • المنظفات الصناعية
  • المركبات العضوية المتطايرة
  • العناصر الثقيلة
  • المركبات السامة الغير عضوية
  1. معالجة مياه الصرف الصناعي

لم تعد محطة معالجة الصرف الصناعي أمر ثانوياً أو كمالياً، بل أصبحت حاجة ملحة وضرورية لغالب الصناعات التي تطرح مياه صناعية ملوثة.

وقد سنت التشريعات البيئية التي تلزم المصانع بضرورة توفر محطات معالجة مياه الصرف الصناعي من أجل حماية البيئة المحيطة ومصادر المياه الجوفية والسطحية.

إن مواصفات مياه الصرف الصناعي تختلف من صناعة إلى أخرى وحتى من مصنع إلى آخر. وعندما يريد صاحب المنشأة أو المصنع أن يعالج مياه الصرف في المصنع فيجب أولاً أن يقوم بتحليل لماء الصرف لديه ويحدد ما هي الغاية والهدف من معالجة مياه الصرف أهي الحصول على ماء يستخدم مرة أخرى في الصناعة أم ماء صالح للزراعة أم فقط ماء صالح للطرح في المجرور العام.

  1. العمليات الكيميائية لمعالجة مياه الصرف     

وهي العمليات التي تعتمد على حدوث تفاعل كيميائي من اجل التخلص من أو تحول الملوثات الى مواد يسهل فصلها من مياه الصرف. ومن أكثر الطرق الكيميائية شيوعا في هذا المجال: الترسيب والامتزاز والتطهير. تتم المعالجة بالترسيب الكيميائي من خلال تكوين راسب كيميائي. وفي معظم الأحيان يحتوي هذا الراسب على المكونات التي قد تفاعلت مع الكيماويات المضافة إلى جانب المكونات الأخرى التي قد تفاعلت مع الكيماويات المضافة إلى جانب المكونات الأخرى التي قد ترتبط بالمواد المترسبة وتفصل معها. إما الامتزاز فيعتمد على قوة الجذب بين الأجسام للتخلص من مركبات معينة من خلال التصاقها بسطح المواد الصلبة.

وهي طرق وعمليات المعالجة التي يتم فيها إزالة أو تحويل ملوثات المخلفات السائلة عن طريق إضافة الكيماويات أو عن طريق التفاعلات الكيميائية٬ ومن أمثلة هذه العمليات الكيمائية الأكسدة الكيمائية واستخدام الأوزون والإرجاع الكيميائي ﴿مثل إرجاع الكروم السداسي التكافؤ إلى ثلاثي التكافؤ مما يسهل إزالته ويعد الترسيب الكيميائي والامتصاص التطهير من أكثر العمليات شيوعا في معالجة مياه الصرف الصناعي.

فمثلا الترسيب الكيميائي ﴿باستخدام الكيماويات﴾ يتم باستخدام مرسبات كيمائية لتنشيط والإسراع بعملية الترسيب حيث يترسب كلا من المرسب والمادة المراد ترسيبها٬ بينما يتم الامتصاص كمثال أخر للمعالجة الكيمائية عن طريق إزالة الملوثات من المياه الملوثة على سطح مادة الامتصاص بفعل قوي التجاذب بين الأجسام.

وتتمثل المعالجة الكيميائية في عمليات التطهير بإضافة الكلور والتي تعرف بالكلورة٬ وأيضا إضافة بعض البوليمرات أو الكيماويات التي تساعد على تجفيف وإزالة الماء من الحماة الناتجة من مراحل الهضم اللاهوائي.

وعامة في مجال معالجة مياه الصرف الصناعي تستخدم وحدات المعالجة الكيميائية مرتبطة ومكملة لوحدات المعالجة الفيزيائية.

عمليات المعالجة الكيميائية الغرض منها هو استخدام مواد كيميائية عديدة لتحسين نتائج ونواتج تشغيل وحدات المعالجة الأخرى.

يبين الجدول التالي بعض الكيماويات المستخدمة غي الترويب والتنديف الكيميائي لمياه الصرف الصناعي.

  1. عيوب ومحددات المعالجة الكيميائية

المعالجة الكيميائية لها بعض العيوب بالمقارنة بطرق ووحدات المعالجة الأخرى مثل وحدات المعالجة الفيزيائية٬ وهذه العيوب تتمثل في انه عمليات المعالجة الكيميائية هي عمليات اضافة مواد (يتم فيها اضافة مواد معينة) ففي كثير من الاحيان هناك مادة معينة تضاف لمياه الصرف لازالة ملوث او مكون معين يتبعه زيادة في النهاية للمواد والمكونات الذائبة لمياه الصرف.

فعلى سبيل المثال الكيماويات المضافة لتحفيز ازالة المواد العالقة في وحدات الترسيب الابتدائي يصاحبها عادة زيادة في تركيز المواد الذائبة الكلية لمياه الصرف مما يضع بعض القيود لإعادة استخدام هه المياه فيما بعد.

وهناك عيب اخر وهو التكلفة العالية لاستخدام الكيماويات فهذه التكلفة تكون مساوية او تزيد عن تكلفة الطاقة اللازمة لتشغيل وجدات المعالجة الاخرى كبديل للمعالجة الكيميائية.

ان اختيار مراحل المعالجة الكيميائية المناسب يعتمد على كمية ونوعية المياه الملوثة وكذلك يعتمد على كلفة المعالجة والمواصفات النهائية المطلوبة للمياه المعالجة قبل القائها الى المستقبلات النهائية المطلوبة للمياه المعالجة قبل القائها الى المستقبلات النهائية.

  1. نموذج لمعالجة مياه صرف صناعي بها كروم

من اشهر نماذج المعالجة الكيميائية لمياه الصرف الصناعي هي الاختزال الكيميائي للكروم في المخلفات الصناعية السائلة لبعض الصناعات كدباغة الجلود فيتم الاختزال باستخدام مادة الصوديوم ميتبايسلفيت وحمض الكبريتيك فيتحول الكروم السداسي الي ثلاثي فيسهل ترسيبه بمادة قلوية كهيدروكسيد الصوديوم .

يبين الشكل التالي مخطط مبسط لاختزال الكروم في منظومة معالجة الصرف الصناعي .

المراجع العلمية

  1. أحمدفيصل أصفري، معالجة مياه الفضلات الصناعية، الكويت، مؤسسة الكويت للتقدم العلمي, ۱۹۹۹ .
  2. احمد السروي , طرق معالجة المخلفات الصناعية السائلة , دار الكتب العلمية , 2017.
  3. احمد السروي , معالجة مياه الصرف الصناعي , دار الكتب العلمية , 2007.

جمع العينات في محطات معالجة مياه الصرف الصناعي

1.مقدمة

يغطي الرصد البيئي للمنشأة الصناعية الإنبعاثات إلى الهواء  والصرف السائل والمواد الصلبة والنفايات الخطرة , ويشمل الرصد البيئي تحديد الملوثات والإنبعاثات الخطرة من كل صناعة, وتحديد أوجه التلوث لكل خط إنتاج , وتحديد أوجه التلوث من الوحدات الخدمية في كل قسم , وتسجيل مخرجات القياسات والتحاليل لمعاملات التلوث في السجل البيئي .

ويتطلب رصد الملوثات والإنبعاثات إعطاء عناية خاصة للأساليب المستخدمة وذلك نتيجة للتأثير المتوقع لها على تفسير النتائج، ومن ثم على دقة البيانات الناتجة ومدى الاعتماد عليها.

  1. الرصد البيئي للصرف السائل للمنشأة الصناعية

وتضع اللوائح الحدود الخاصة بتركيزات ملوثات محددة في مياه الصرف عند إلقائها في المسطحات المائية المستقبلة. ولأغراض الرصد، فإن القيم الملقاة لمواد أو ملوثات محددة يتم التعبير عنها غالبا بالكميات الكلية لكل وحدة زمنية. وفي بعض الأحيان يتم التعبير عن هذه القيم بكميات محددة لكل طن من المنتج أو ككفاءة تنقية. وقد تم وضع حدود قصوى للعديد من معاملات التلوث: الأكسجين الكيميائي/الأكسجين الحيوي ، المواد الصلبة العالقة الكلية، الفوسفور والنيتروجين .

معاملات التحكم المرصودة: تشمل المعاملات النمطية للتحكم في مياه الصرف ما يلي:

  • دفق(تدفق) مياه الصرف م3/يوم
  • المواد الصلبة العالقة الكلية مجم/لتر
  • درجة الحرارة (درجة مئوية )
  • الطلب الكيميائي على الأكسجين COD ( الاكسجين الكيميائي المستهلك ) مجم اكسجين/لتر
  • الطلب البيوكيميائي على الأكسجين BOD   () مجم اكسجين/لتر
  •  النتروجين الكلي مجم/لتر
  •  الأس الهيدروجيني
  • التوصيل الكهربي ميكروسيمنز/سم
  1. جمع العينات

تعرف عملية جمع العينات بانها اخذ جزء من كل بحيث ان يكون هذا الجزء ممثلا ومعبرا عن الكل  , فالعينة التحليلية هي العينة التي يتم الحصول عليها من مكونات الكمية الكلية (مجتمع البحث) بعد القيام بعمل ما عليها (استخلاص- تحلل ….) والتخفيف أو التركيز اذا كان ذلك ضروريا , ومن ثم تستخدم في عملية قياس حقيقية.

إن أخذ العينات بأسلوب جيد هو عامل أساسي لتحديد مواصفات مياه الصرف التي يتم التخلص منها. وهناك تعليمات عامة لأخذ عينات مياه الصرف. ومع ذلك فإن المشاكل المرتبطة بأخذ عينات مياه صرف الصناعات النسيجية والناتجة عن التغير في نوعية مياه الصرف أو معدلات الدفق يجب حلها كل على حدة، آخذين في الاعتبار الأسباب الناتجة عن التشغيل.

وقد تكون العينات مفردة grab sample أو عينات مركبة Composite Sample ، أو عينات مركبة متناسبة مع الدفق. وتوضح العينة المفردة تركيبة مياه الصرف عند لحظة أخذ العينة. وعند أخذ مجموعة من العينات المفردة يمكن متابعة الأحمال القصوى، والتغير في نوعية مياه الصرف وكذلك مجال تغير معاملات التلوث المعنية. وتوضح العينة المركبة متوسط التركيب خلال الفترة الزمنية المختارة. وعادة ما يتم أخذ عينة مركبة على مدى ٢٤ ساعة متناسبة مع الدفق بحيث يكون جهاز أخذ العينات محكومًا بمقياس الدفق.

والغرض من وضع برنامج لأخذ وتجهيز عينات مختلفة للتحليل وإجراء مختلف الأختبارات عليها هو :

  • التأكد ان عمليات معالجة تنقية مياه الصرف قد تمت بنجاح .
  • مدي الكفأءة التي تعمل بها كل وحدة من وحدات المعالجة .
  • الحصول علي سجلات وبيانات تبين اذا كانت وحدات المعالجة تعمل وفقا لتصميمها ام لا .
  • ظبط عملية التحكم في المعالجة وتكاليفها .
  • اكتشاف الاسباب التي تؤدي الي متاعب ومشاكل التشغيل التي تؤثر علي كفاءة التنقية وبالتالي وضع الحلول المناسبة لعلاجها وتلافيها في المستقبل .
  • جمع المعلومات اللازمة للتخطيط المستقبلي لعمل توسعات في محطة المعالجة .

ويتم تحديد فترة أخذ العينة وحجم العينة لكل حالة على حدة على أساس التحاليل المستخدمة وكذلك الأسباب التي تؤثر على دقة أخذ العينات ودقة التحاليل. وغالبا  ما يتم أخذ عينات تحاليل مياه الصرف لمدة ٢٤ ساعة لمدة من 5 الي 7 ايام  , وفي بعض الأحيان يتم تجميد العينات وجمعها معا لتغطي فترة أطول. ويتم اخذ العينات لتحديد الأكسجين الكيميائي المستهلك والمواد الصلبة العالقة TSS,COD يوميا أو باستمرار ويتم تحليلها يوميا. وعادة ما  يتم أخذ العينات لتحديد الاكسجين الحيوي المطلوب BOD والمغذيات أسبوعيا. ويتم القياس المستمر لكل من الأس الهيدروجيني والتوصيل الكهربي.

ومن المحتمل أن يحتاج كل مصنع لبرنامج التحليل الخاص به. ويغطي هذا البرنامج عادة مدى واسع من القياسات والتحاليل، طبقا لما تم وضعه مسبقا في خطة الرصد الذاتي. ويجب إجراء القياسات والتحاليل طبقا للمعايير القياسية التي توصي بها السلطات.

تشمل عملية جمع العينات العناصر الهامة الاتية:

  • الهدف من تحليل العينات
  • طريقة اخذ العينات
  • ادوات اخذ العينات
  • أنواع العينات
  • طريقة اخذ عينات الحمأة
  • مراقبة الجودة في جمع العينات وتحليلها.

الحسابات

يتم حساب كميات مياه الصرف وتسجيلها طبقا للمواصفات الموضوعة في خطة الرصد. ويتم حساب الصرف غالبا كما يلي:

ويتم أيضا التحكم في كفاءة المعالجة البيولوجية لمياه الصرف بواسطة حساب النقص في المادة العضوية (BOD, COD) بين مياه الصرف غير المعالجة قبل الترسيب الأولي ومياه الصرف المعالجة بعد الترويق الثانوي.

ويشمل التقرير النمطي لرصد التخلص من مياه الصرف قيم المتوسطات الشهرية والتغيرات في مياه الصرف عند نقاط الرصد قبل وبعد المعالجة، وقيم الحدود طبقا للقانون وأيضا بعض بيانات الإنتاج.

 

أحمد أحمد السروي

إستشاري الدراسات البيئية

 

المراجع العلمية

  1. احمد السروي , طرق معالجة المخلفات الصناعية السائلة , دار الكتب العلمية , 2017.
  2. احمد السروي , معالجة مياه الصرف الصناعي , دار الكتب العلمية , 2007.
  3. احمد السروي , اساسيات الجودة في المختبرات البيئية , دار الكتب العلمية , 2012.

4.دليل الرصد الذاتي, وزارة البيئة المصرية , 2003.

طرق فصل الزيوت من مياه الصرف الصناعي

  1. مقدمة

بعد أن اتسع نطاق القطاع الصناعي وانتشرت المنشآت الصناعية ذات المنتجات المتنوعة, أصبحت البيئة أكثر تعرضاً للضرر من جراء الملوثات المختلفة التي تطرحها تلك المنشآت ومنها مياه الصرف الصناعية و التي يختلف وضعها من صناعة لأخرى نتيجة لاختلاف المواد الأولية اللازمة للصناعة والمواد الناتجة أو المصنعة ..وهناك عدة طرق لمعالجة المياه الصناعية الملوثة .

  1. طرق معالجة المياه الصناعية الملوثة‏

تختلف المياه الصناعية الملوثة بعضها عن بعض بصفاتها وتركيبها ,لذلك فإنه لمعالجة هذه المياه لاتستعمل الطرق التي تستعمل لمعالجة مياه المنازل وإنما هناك طرق أخرى أكثر تعقيداً… ولابد من معرفة بعض الأمور الهامة الخاصة بنوعية المياه الصناعية وهي :‏

أ- معرفة الملوثات الموجودة في المياه المراد معالجتها‏

ب – خواص مياه الصرف وتركيبها‏

ج – طريقة تنظيم شبكة المجاري( الصرف) داخل المنشأة الصناعية ويمكن تقسيم طرق معالجة المياه الصناعية الملوثة إلى فئتين:‏

1-الفئة الأولى: طرق إرجاعية – وهدفها استخلاص المواد التي تشكل معلقات ( مواد عالقة) في المياه الصناعية ,وتستعمل هذه الطرق في حالة وجود كمية كبيرة من المواد الصلبة العالقة في المياه الصناعية‏

2-الفئة الثانية: طرق تحويلية – وهدفها تغيير شكل المواد العالقة الموجودة في المياه الصناعية وتحويلها إلى مواد غير ضارة بالمستودع المائي الذي ستصب فيه ,وتستعمل هذه الطرق في حالة وجود كميات قليلة من المواد الصلبة العالقة في المياه الصناعية‏.

3.   فصل الزيوت والشحوم

وهى عملية يتم فيها فصل المواد الطافية والزيوت والمواد العضوية الحرة (الغير مستحلبة) من المياه الملوثة. وهذه العملية لها أهمية كبيرة فى المعالجة الأولية للصرف الصناعى. ولذلك فإن معظم الصناعات البترولية والكيميائية تستخدم أجهزة فصل الزيوت عن المياه بدلا من أجهزة الترسيب الأولية.

تصنف طرق إزالة الزيوت والشحوم من مياه المخلفات السائلة الصناعية في الصنفين التاليين:

ا- إزالة الزيوت والشحوم بالمصائد

يتم فصل وإزالة الزيوت والشحوم الحرة القابلة للطفو من الماء والمواد الأخرى، وذلك استناداً إلى فرق الوزن النوعي بين الزيوت والشحوم وبين الماء.

يتم ذلك في مصائد الشحم المستعملة في المنشآت الصغيرة (مطاعم – فنادق – مسالخ…). يحسب حجم المصيدة بما يعادل زمن بقاء قدره (2 – 3) دقيقة.

ويتم تنظيفها حين يصبح حجم الزيوت والشحوم المتجمعة مساوياً (0.75) من حجم المصيدة. عادة ونتيجة إهمال تنظيف مصيدة الزيوت والشحوم بالتواتر اللازم، تعطى حجماً أكبر في الواقع العملي.

ب -ازالة الزيوت والشحوم بالطرق الفيزياكيميائية و/ أو البيولوجية

تشبه هذه الطريقة تلك المتبعة في معالجة مياه الفضلات المنزلية، وتطبق عندما تكون الزيوت بشكل مستحلب أو ملتصقة بمواد صلبة أخرى:

1 ـ معالجة أولية بالترسيب الكيميائي أو بالتعويم مع التخثير

يجري في الحالة الأولى مزج سريع لمادة كيميائية مخثِّرة كأملاح الألمنيوم أو الحديد بمياه الفضلات الصناعية، وبعد ذلك يتم ترسيب المزيج. ويساعد رفع درجة الحرارة أحياناً على تفكيك المستحلب، وتكون كمية الحمأة الناتجة في هذه الحالة كبيرة وصعبة التجفيف.

كما تستعمل طريقة التعويم بالهواء المذاب، حيث تضاف هنا أيضاً أحياناً بعض المواد الكيميائية المخثرة. من أهم معايير التصميم في هذه الطريقة:

نسبة الهواء إلى المواد الصلبة  A/ S، ضغط التشغيل للجريان المباشر أو الجريان المدوَّر، معدل الجريان المضغوط، سرعة الصعود لمزيج الماء والهواء.

في حالة ضغط التدفق المباشر تطبق العلاقة:

 

2معالجة ثانوية، وقد تشمل:

– الترشيح أو الترشيح الزائد.

– التناضح العكسي.

– المعالجة الكيميائية، بإضافة مخثِّرات كأملاح الحديد أو الألمنيوم.

– فصل بعمليات التحليل الكهربائي.

– معالجة بيولوجية بالحمأة المنشطة، أو بالأحواض المهواة.

يبين الجدول (1 – 1) مردود المعالجة بأتباع بعض الطرق الفيزيائية أو الكيميائية أو البيولوجية؛ لفصل وإزالة الزيوت والشحوم الموجودة في مياه المخلفات السائلة من مصادر مختلفة.

  1. انواع فواصل الزيوت
  • فاصل الزيوت API

وهو جهاز قامت المؤسسة الأمريكية للبترول (American Petroleum Institute) بتصميمه وهو الأكثر استخداما في الصناعات البترولية والمنشآت الصناعية الأخرى. وهناك نموذجان لهذا النوع من أجهزة فصل الزيوت: النوع المستطيل والنوع الدائري ولكننا قلما نجد النوع الدائري حيث أن النوع المستطيل يتماشى أكثر مع أحجام معظم الوحدات. وكثيرا ما تعمل هذه الأجهزة مع تدفق عال للمياه مما يحتاج إلى وحدات كبيرة الحجم. ولكن العيب الوحيد بها هو أنها تحتاج إلى زمن مكوث (Resident time) طويل لضمان أقصى كفاءة لفصل الزيت. ويبين شكل رقم (1-2) قطاعا في جهاز ال  API.

  • وحدة فصل الزيوت CPI

هذه الوحدة تعتبر بديلا لوحدة الـ   APIوتتكون من مجموعة شرائح أو مجموعات من الأنابيب موضوعة بميل 60 درجة بحيث تنزلق المواد المحتجزة من أعلى الشرائح لتتجمع في القاع. ويبين شكل رقم (1-3) قطاعا في جهاز الـ CPI. من أهم مميزات هذا الجهاز أنه يمكن أن يستخدم في مكان صغير المساحة ومع أنه قد وجد رواجا بين صناعات عديدة إلا أنه لا يستخدم بكثرة في عمليات تكرير البترول بسبب عدم قدرته على استيعاب معدلات التدفق العالية. وهو يتميز على وحدات الـ API والمروقات الأولية لأنه أكثر كفاءة في فصل الزيوت والمواد الصلبة نظرا لأنه يمكن توفير مساحة سطحية أكبر.

 

أحمد أحمد السروي

إستشاري جودة المختبرات والدراسات البيئية

 

المراجع العلمية

  1. أحمدفيصل أصفري، معالجة مياه الفضلات الصناعية، الكويت، مؤسسة الكويت للتقدم العلمي, ۱۹۹۹ .
  2. احمد السروي , طرق معالجة المخلفات الصناعية السائلة , دار الكتب العلمية , 2017.
  3. احمد السروي , معالجة مياه الصرف الصناعي , دار الكتب العلمية , 2007.

طرق معالجة المخلفات الصناعية الحامضية والقلوية

  1. مقدمة

زاد الانتاج الصناعي في حميع انحاء العالم وانتشرت المنشآت الصناعية ذات المنتجات المتنوعة, وأصبحت البيئة بمنظوماتها الثلاثة الهوائية والمائية والارضية أكثر تعرضاً للضرر من جراء الملوثات المختلفة التي تطرحها تلك المنشآت ومنها مياه الصرف الصناعية والتي تعرف بالمخلفات الصناعية السائلة والتي يختلف ملوثاتها من صناعة لأخرى نتيجة لاختلاف مدخلات الانتاج من المواد الأولية اللازمة للصناعة والمواد الناتجة أو المصنعة .

تعمل الصناعة على تلويث المجارى المائية بما تلقيه فيها من مخلفاتها ونواتجها الثانوية، سواء من السفن أو المصانع أو المياه الساخنة (التلوث الحراري)، وتؤدى بذلك إلى القضاء على الحياة في المسطحات المائية أو في بعض الحيان إلى تسمم الأسماك وبالتلي حدوث تسمم للإنسان أيضا .

المخلفات الصناعية السائلة  يقصد بها جمع  المخلفات السائلة او شبه السائلة الناتجة عن كافة الأنشطة الصناعية والتحويلية أو الاستعمال لكل مركب مادي مصنع.

  1. الرقم الهيدروجيني

إن تركيز الأيون الهيدروجينى يعتبر أحد المؤشرات الهامة لمياه الصرف. ويعتبر مدى التركيز المناسب لتواجد معظم الحياة البيولوجية صغيرا جدا وحرجا. إن مياه الصرف ذات الأس الهيدروجينى الخارج عن المدى من الصعب معالجتها بالطريقة البيولوجية، وبالتالى إذا لم يتم ضبط (pH) قبل الصرف فإنه سيؤثر عكسيا على (pH) في المياه الطبيعية.

وضبط قيمة الرقم الهيدروجيني هو أحد المهام الرئيسية التي يجب التقيد بها لتوفير البيئة الملائمة للكائنات، وأفضل قيمة للرقم الهيدروجيني هو ٧ أي يكون الوسط متعادلا، أما الارتفاع أو الانخفاض الكبير فإنه يؤدي إلى اضطراب في عملية المعالجة.

كما يعتبر قياس الأس الهيدروجيني أحد أهم الأدلة للتعرف على صرف مخلفات صناعية على شبكة الصرف  الصحي.

  1. المياه الصناعية الحامضية والقلوية

يكون ماء الصرف حامضيا اذا كان الرقم الهيدروجيني له اقل من 7 , ويكون قلويا اذا زاد عن 7 ‏, وتسبب مياه الصرف الحامضية والقلوية اضرارا بيئية كبيرة ,  واضرارا لشبكات الصرف الصحي وبمنشآت محطات معالجة مياه الصرف الصحي اذا وصلت اليها خاصة اذا قل الرقم الهيدروجيني عن قيمة 6 أو زاد عن قيمة 9 .ويجب عمل معادلة لمياه الصرف الصناعية للوصول للرقم الهيدروجيني الي الحدود المسموح بها للصرف الامن علي شبكات الصرف الصحي والتي تبلغ قيمتها من 6 الي 9.ويبين الجدول التالي قيم الرقم الهيدروجيني لمياه الصرف لبعض الصناعات.

4.    معادلة مياه الصرف الحامضية

يمكن عمل معادلة لمياه الصرف الحامضية عن طريق:

  • امرار مياه المخلفات الحامضية فوق الجير.
  • مزج مياه المخلفات الحامضية بالكلس CaO أو بالدولوميت CaO, MgO.
  • إضافة كميات محسوبة من الصودا الكاوية NaOH أو كربونات الصوديوم إلى مياه المخلفات الحامضية.
  • خلط مياه الصرف الحامضية مع مياه صرف قلوية لتحقيق التعادل او لتعديل الرقم الهيدروجيني لدرجة ما.

5.    معادلة مياه الصرف القلوية

يمكن عمل معادلة لمياه الصرف القلوية عن طريق:

  • إضافة ثاني اكسيد الكربون المضغوط الي مياه المخلفات القلوية .
  • إضافة كميات محسوبة من الاحماض القوية كحمض الكبريتيك وحمض الهيدرولكلوريك الي مياه المخلفات القلوية.
  • خلط مياه الصرف القلوية مع مياه صرف حامضية لتحقيق التعادل او لتعديل الرقم الهيدروجيني لدرجة ما.

6.    حوض معادلة مياه الصرف

حوض المعادلة يجب ان يصنع من مادة مقاومة للتأكل أو ان يكون مطليا لمادة قوية ضد التأكل , الحوض مجهز بخلاط جيد لخلط الكيماويات مع مياه الصرف ومزود بجهاز يقيس الرقم الهيدروجيني في الحوض ,  إضافة الأحماض أو القلويات لابد ان يتحكم بها من خلال قياس للرقم الهيدروجيني من خلال تحديد الكميات في المختبر علي عينات من مياه الصرف . ويبين الشكل التالي مخطط مبسط لحوض تعادل يعمل باستمرار.

كما يمكن عمل المعادلة علي مرحلتين لتوفير الكيماويات كما يبين الشكل التالي.

   

أحمد أحمد السروي

إستشاري جودة المختبرات والدراسات البيئية

 

المراجع العلمية

  1. أحمدفيصل أصفري، معالجة مياه الفضلات الصناعية، الكويت، مؤسسة الكويت للتقدم العلمي, ۱۹۹۹ .
  2. احمد السروي , طرق معالجة المخلفات الصناعية السائلة , دار الكتب العلمية , 2017.
  3. احمد السروي , معالجة مياه الصرف الصناعي , دار الكتب العلمية , 2007.

التوجهات الحديثة في تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي

تقنية مفاعل الطبقة الحيوية المتحركة الفائق

(Turbo Moving Bed Bio film Reactor ( T-MBBR

 

بقلم

مهندس / محمد عبد الخالق خليفة

مهندس استشاري ودعم فني لمشروعات تكنولوجيا المياه

مؤسس منتدي خبراء معالجة المياه 

 

ما هي تقنية T-MBBR :-

هي تقنية جديدة ومطورة من التقنية المعروفة بمفاعل الطبقة الحيوية المتحركة (MBBR) والتي تقوم بعملية المعالجة الحيوية للمواد العضوية بمياه الصرف عن طريق عملية النمو الملتصق للبكتيريا Attached Growth  على مواد حاملة Carriers  للبكتيريا مكونة طبقة تسمى الفيلم الحيوي     Bio film والتي تزيد من فعالية التحلل البيولوجي للمواد العضوية, وتم تطوير هذه التكنولوجيا من قبل العالم المسلم الألماني اللبناني الأصل هانز بدر الدين أستاذ الكيمياء الصناعية بجامعة آشنAachen  الألمانية, وسجلت هذه التقنية الجديدة ببراءات اختراع في بريطانيا وأمريكا باسم BIOSHAFT  حيث تم ابتكارها من خلال تطوير التقنية التقليدية المعروفة بمفاعل الطبقة الحيوية المتحركة (MBBR) بحيث أصبحت لا تنتج أي رواسب صلبة (حمأة(Sludge .

مزايا التقنية :

  • تقليل استهلاك الطاقة بنسبة كبيرة نتيجة زيادة تركيز الكتلة الحيوية بنسبة عشرة أضعاف عن التقنيات التقليدية.
  • تقليل المساحة المطلوبة لمحطة المعالجة.
  • عدم انتاج أي رواسب صلبة وانعدام الروائح تقريبا نتيجة لذلك.
  • تقليل التكاليف الانشائية والتشغيلية.
  • تقليل الضوضاء المنبعثة من محطة المعالجة.
  • سهولة التطوير والتوسعة نتيجة المرونة الكبيرة في تركيب وحدات نظام المعالجة.

مكونات النظام:

يتكون نظام BIOSHAFT كما هو موضح بالصورة أسفل من مراحل المعالجة الأولية والثانوية والثلاثية حيث تتضمن مرحلة المعالجة الأولية المصافي الخشنة والناعمة ووحدة إزالة الرمال والحصى ووحدة إزالة الزيوت والشحوم يليها مرحلة المعالجة الثانوية والتي تتكون من حوض الهضم والتهوية يليه وحدة العمود الحيويى أو المفاعل الفائق وهي الوحدة الرئيسية في هذا النظام التي تم فيها تطوير التقنية القديمة بحيث لا ينتج أي رواسب صلبة (حمأة  (Sludgeمن عملية المعالجة.

مكونات نظام بيوشافت

العمود الحيويى أو المفاعل الفائق :-

كما هو موضح بالرسم تدخل المياه من حوض التهوية والهضم مشبعة بكمية مناسبة من الأكسجين وبمستوى خلط ملائم للكتلة الحيوية إلى وحدة المفاعل الفائق او العمود الحيوي Turbo Reactor or Bio shaft  حيث تدخل المياه الى ا

لاسطوانة الوسطى من المفاعل والتي بداخلها مصدر للهواء حيث تتشبع المياه بالأكسجين تماما ثم تخرج بفعل قوة الخلط الشديد مع الهواء من أعلى الاسطوانة وكأنها نافورة مياه لتدخل إلى المفاعل الحيويى حول الاسطوانة الوسطى حيث توجد المواد الحاملة Carriers  والتي تم تطويرها وتصميمها بأسلوب خاص بحيث تقوم البكتيريا بعمل تحلل لا أكسجينيAnoxic Decomposition  على السطح الداخلي للحامل ويحدث تحلل هوائي Aerobic  على السطح الخارجي المموج مما ينتج عنه معالجة بدرجة سريعة وفعالة للمياه,  ويمتاز هذا المفاعل بأن تركيز الكتلة الحيوية Biomass يصل  الى (15-30) كجم/م3 مقارنة ب(2.5- 3) كجم/م3 في الأنظمة التقليدية ولايزيد زمن الاختلاط في هذه المرحلة عن (10) ساعات مقارنة ب(24- 36) ساعة في الأنظمة التقليدية.

ثم يتم تجميع المواد الصلبة المترسبة اسفل المفاعل الفائق وإعادتها مرة أخرى إلى حوض الهضم والتهوية وهكذا حتى يتم استهلاك كافة الرواسب الصلبة, ثم تدخل المياه الى مرحلة المعالجة الثلاثية وتبدأ بالمرسب الحيوي حيث يتم ترسيب كل المواد الصلبة المتبقية وإعادتها مرة أخرى لحوض الهضم والتهوية, ثم تأتي مرحلة التصفية والفلترة عن طريق الفلاتر الرملية أو وحدات الترشيح الغشائي الفائق Ultra filtration لتنقية المياه المعالجة من العوالق الصلبة وبعد ذلك تأتي مرحلة التطهير بالأشعة فوق البنفسجية أو بالأوزون أو بمركبات الكلورين, ويمكن بعد ذلك عمل معالجة رباعية عن طريق إضافة وحدات التناضح العكسي للحصول على مياه ذات مواصفات تفوق مواصفات مياه الشرب.

 

المصدر :

موقع شركة بيوشافت Bio shaft المتخصصة في تقنيات معالجة المياه

www.bioshaft.com