نظرة عامة شاملة على تقنيات معالجة مياه الصرف الصناعي للصناعات البتروكيماوية والكيميائية

في قطاعي البتروكيماويات والكيماويات، تُعدّ تقنيات معالجة مياه الصرف الصناعي أساسية لضمان الإنتاج المستدام والامتثال البيئي. تتميز مياه الصرف الناتجة عن هذه الصناعات عادةً بتراكيب معقدة، إذ تحتوي على تركيزات عالية من المواد العضوية والأملاح ومواد كيميائية محددة، مما يستلزم حلول معالجة مُخصصة للغاية. توفر أحدث المواصفات الفنية لمعالجة مياه الصرف الصناعي إطارًا واضحًا للتصميم الهندسي والتشغيل والإدارة لهذه النفايات السائلة. نادرًا ما يكون نظام معالجة مياه الصرف الصناعي الفعال عبارة عن طريقة واحدة، بل هو تكامل عميق بين الأساليب الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. على سبيل المثال، أصبحت عمليات الأكسدة المتقدمة شائعة بشكل متزايد كمعالجة أولية لمياه الصرف العضوي عالية التركيز، حيث تعمل على تكسير الجزيئات العضوية الكبيرة والمستعصية لتحضير المياه الخارجة للمعالجة البيولوجية اللاحقة. تقوم محطة معالجة مياه الصرف الصناعي المتخصصة بتعديل تنسيق الوحدات الفنية المتعددة بمرونة بناءً على تقلبات جودة المياه الداخلة، مما يضمن أن المياه الخارجة النهائية تفي باستمرار بالمعايير التنظيمية أو معايير إعادة الاستخدام الصارمة.

تقنية المعالجة العميقة وإعادة استخدام مياه الصرف الصحي للمصافي

تُعدّ تقنية المعالجة العميقة وإعادة استخدام مياه الصرف الصحي في المصافي عمليةً مُدمجةً مُصممةً لإعادة تدوير المياه المُعالجة إلى أنظمة مياه التبريد المُتداولة. تتضمن هذه التقنية عادةً مراحل متعددة، تشمل الترشيح البيولوجي المُهوى، والترسيب بالتخثير، والأكسدة المُتقدمة، والترشيح بالألياف، والترشيح بالكربون المُنشط. لا يقتصر هدفها الأساسي على التصريف فحسب، بل يتعداه إلى تحقيق دوران داخلي للمياه داخل مباني المصنع، وهو أمر بالغ الأهمية لمصافي التكرير في المناطق التي تُعاني من شحّ المياه. عمليًا، يُمكن لمحطة معالجة مياه الصرف الصناعي المُجهزة بهذه التقنية الحفاظ باستمرار على الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) للمياه المُستصلحة عند حوالي 30 ملغم/لتر، ونيتروجين الأمونيا عند حوالي 2 ملغم/لتر. يعتمد تحقيق هذا التأثير على التحكم الدقيق في العملية. على سبيل المثال، تُتيح مراقبة جودة المياه في الوقت الفعلي عبر أنظمة إدارة المياه الذكية تعديل جرعات المواد الكيميائية بشكل ديناميكي. يُعزز هذا التحكم المُغلق القائم على البيانات استقرار النظام بشكل كبير، مع الحدّ من المخاطر التشغيلية البشرية. الهدف النهائي من تطبيق تقنيات معالجة مياه الصرف الصناعي هذه هو تقليل استهلاك الشركة للمياه العذبة بشكل كبير مع تلبية معايير معالجة مياه المصافي الصارمة.

تقنية تصريف السوائل الصفرية لمياه الصرف الكيميائي للفحم عالية الملوحة

تمثل تقنية المعالجة المتكاملة للمياه العادمة الكيميائية عالية الملوحة الناتجة عن الفحم، والتي تُحقق انعدام تصريف السوائل واستعادة الموارد، المرحلة المتقدمة في معالجة المياه العادمة الصناعية الحالية. وتهدف هذه التقنية إلى استعادة جميع المياه والأملاح من المياه العادمة، وصولاً إلى تصريف شبه معدوم للسوائل. ويكمن التحدي في أن المياه العادمة الكيميائية الناتجة عن الفحم لا تحتوي فقط على نسبة عالية من الأملاح، بل تحتوي أيضاً على أيونات مُسببة للترسبات مثل الكالسيوم والمغنيسيوم والسيليكون والفلورايد، بالإضافة إلى مواد عضوية يصعب تحللها. لذلك، يتطلب أي نهج ناجح لمعالجة المياه العادمة الصناعية دمج وحدات معالجة أولية عالية الكفاءة. أولاً، يلزم استخدام تقنية إزالة تآزرية للتخلص في آنٍ واحد من هذه الأيونات المُسببة للترسبات والمواد العضوية منخفضة التركيز، وهو أمر ضروري لضمان التشغيل الآمن والمستقر لمكونات الأغشية الأساسية اللاحقة. بعد ذلك، تدخل المياه العادمة المعالجة أولياً إلى نظام فصل وتركيز الأملاح، والذي يتكون من عمليات غشائية مثل الترشيح النانوي والتناضح العكسي والتحليل الكهربائي. والهدف من ذلك هو فصل وتركيز أملاح مختلفة مثل كلوريد الصوديوم وكبريتات الصوديوم. أخيرًا، يدخل المحلول الملحي المركز إلى وحدة التبلور بالتبخير لإنتاج ملح بلوري ذي جودة صناعية. تُظهر التجارب العملية أن محطات معالجة مياه الصرف الصناعي التي تستخدم هذه العمليات المتكاملة قادرة على تحقيق معدلات استرداد إجمالية لمياه الصرف تتجاوز 97%، مع استعادة منتجات ثانوية ملحية متفاوتة الجودة في الوقت نفسه. وهذا يُؤكد تمامًا أن تكنولوجيا معالجة مياه الصرف الصناعي الحديثة قد انتقلت من مجرد التنقية إلى استعادة الموارد.

تقنية التحليل الكهربائي الدقيق التحفيزي

التحليل الكهربائي الدقيق التحفيزي هو تقنية معالجة أولية تُستخدم بشكل أساسي لمعالجة مياه الصرف العضوية عالية التركيز والمعقدة. يقوم مبدأ عملها على استخدام مواد مالئة محددة لتكوين عدد لا يحصى من الخلايا الجلفانية الدقيقة داخل مياه الصرف. من خلال التفاعل الكهروكيميائي، تعمل هذه الخلايا على تكسير البنى الجزيئية للمركبات العضوية المعقدة، مما يعزز قابليتها للتحلل البيولوجي، مع إزالة أجزاء من الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) واللون في الوقت نفسه. في محطات معالجة مياه الصرف الصناعية في قطاعات البتروكيماويات والكيماويات والأدوية، تُستخدم هذه التقنية غالبًا قبل وحدات المعالجة البيولوجية لتهيئة الظروف الملائمة للمعالجة الميكروبية اللاحقة. تشمل مزاياها ظروف تفاعل معتدلة نسبيًا، ومرونة عالية في تصميم المعدات، وقدرة فعالة على التكيف مع تقلبات جودة المياه. تشير الخبرة العملية إلى أن فعالية التحليل الكهربائي الدقيق التحفيزي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بدرجة حموضة مياه الصرف، ووقت الاحتفاظ، ونشاط الوسط، مما يتطلب ضبطًا دقيقًا للمعايير بناءً على جودة المياه الداخلة. عند دمجها مع عمليات كيميائية حيوية لاحقة أو عمليات أكسدة متقدمة، فإنها تُمكّن من إنشاء أنظمة تنقية عميقة عالية الكفاءة بتكاليف يمكن التحكم بها نسبيًا. وبالتالي، وباعتبارها مكونًا أساسيًا في عمليات المعالجة المشتركة، فإن تقنية معالجة مياه الصرف الصناعي هذه تقدم حلاً عمليًا وفعالًا لمواجهة التحدي المستمر المتمثل في معالجة مياه الصرف المقاومة، مما يجعلها خيارًا مفضلًا لمرحلة المعالجة المسبقة في العديد من محطات معالجة مياه الصرف الصناعي