الحالة: مُنجز · المنطقة: شرق الصين · المرجع: D-044
ما تم تسليمه
العميل هو محطة المعالجة المركزية لمياه الصرف في مجمع صناعي كيميائي بشرق الصين؛ يضم المجمع في معظمه مصانع للكيماويات الدقيقة ووسائط المبيدات والأصباغ. يُحفظ اسم العميل وفق سياسة السرية المتّبعة لدينا. السعة التصميمية نحو 1,000 م³/يوم، والمحطة قيد التشغيل.
انطلاقًا من تحليل مفصّل لجودة المياه واختبارات على نطاق مختبري، أنهى فريقنا الهندسي تصميم وتشغيل عملية متعددة المراحل للمحطة؛ وكان توريد المعدات بحسب نطاق العقد. العملية المُسلَّمة هي المعالجة التمهيدية بالفينتون + المفاعل اللاهوائي UASB + A/O + الامتزاز على كربون نشط + الأكسدة المتقدمة بالأوزون (مخطط التدفق الكامل في قسم «تصميم العملية» أدناه)، والمياه المعالجة مُصمَّمة وفق معيار شبه الفئة الرابعة (COD ≤ 30 ملغ/لتر، بالاستناد إلى الفئة الرابعة لمياه السطح).
سجل التسليم
يُبيّن الجدول ما غطّته كل مرحلة من مراحل التسليم في هذا المشروع والسجل الذي أنتجته.
| المرحلة | ما غطّته في هذا المشروع | السجل المُنتَج |
|---|---|---|
| 1. تثبيت أساس التصميم | تحليل جودة المياه الداخلة واختبارات على نطاق مختبري (المعاملات الرئيسية في قسم «صُمم من أجل» وفي جدول جودة المياه أدناه)؛ تثبيت هدف المياه المعالجة وفق شبه الفئة الرابعة. | بيانات تحليل جودة المياه، سجلات الاختبارات المختبرية، ورقة أساس التصميم |
| 2. تصميم العملية والميكانيكا | ثُبِّتت العملية متعددة المراحل «المعالجة التمهيدية بالفينتون + UASB + A/O + الامتزاز على كربون نشط + الأكسدة المتقدمة بالأوزون» ومعاملات التصميم لكل مرحلة (فينتون pH 2.5–3.5، زمن التفاعل 60 دقيقة؛ UASB زمن المكوث الهيدروليكي 24 ساعة، 35 °م؛ A/O تركيز الكتلة الحيوية 4,000 ملغ/لتر، زمن المكوث الهيدروليكي 24 ساعة؛ جرعة O₃ 20 ملغ/لتر). | مخطط تدفق العملية، P&ID، رسومات الترتيب العام (GA)، قائمة المعدات |
| 3. التصنيع ومراقبة الجودة | فحص المواد والفحص أثناء التصنيع للمعدات ضمن نطاق العقد. | شهادات جودة المواد، سجلات الفحص أثناء التصنيع |
| 4. اختبار القبول في المصنع (FAT) | الفحص قبل الشحن والتشغيل التجريبي للمعدات ضمن نطاق العقد، ومطابقتها لمعايير التصميم. | سجل FAT |
| 5. التعبئة والشحن | تعبئة المعدات ضمن نطاق العقد وفق قائمة التعبئة وشحنها إلى الموقع. | قائمة التعبئة، قائمة الشحن |
| 6. التركيب | نُفِّذ التركيب بحسب نطاق العقد. | سجل التركيب |
| 7. التشغيل التجريبي | إقلاع وتشغيل كل وحدة معالجة؛ للاطلاع على تنشئة الحمأة الحبيبية في UASB، راجع «ملاحظات التشغيل التجريبي» أدناه. | سجل التشغيل التجريبي |
| 8. التحقق من الأداء (مقارنةً بأساس التصميم) | تحقّق من التشغيل المستمر مقارنةً بأهداف المياه المعالجة التصميمية (COD ≤ 30 ملغ/لتر، نتروجين أمونياكي ≤ 1.5 ملغ/لتر، فينولات متطايرة ≤ 0.1 ملغ/لتر، عامل تخفيف اللون ≤ 30، وغيرها). | سجل اختبار الأداء |
| 9. التدريب والتسليم وخدمات ما بعد البيع | تسليم متطلبات التشغيل للمشغلين: جرعات مواد الفينتون والتحكم في pH، إدارة الحمأة الحبيبية والقاعدية في UASB، استبدال الكربون النشط وتشغيل منظومة الأوزون، وغيرها. | دليل التشغيل والصيانة، سجل التدريب، وثائق التسليم |
سجلات التسليم لهذا المشروع محفوظة في الأرشيف، ويحق للمشترين المؤهلين مراجعتها بموجب اتفاقية سرية.
صُمم من أجل
- تركيز مرتفع — COD نحو 15,000 ملغ/لتر، نتروجين أمونياكي 450 ملغ/لتر، نتروجين كلي 600 ملغ/لتر.
- قابلية تحلل حيوي ضعيفة — BOD/COD نحو 0.15.
- مكوّنات سامة وخطرة — طيف من المركبات العضوية المقاومة ومتجانسات البنزين (عطرية من نوع BTEX)؛ فينولات متطايرة نحو 45 ملغ/لتر.
- تقلبات واسعة في جودة المياه — pH من 4.5 إلى 9.0.
- لون مرتفع — عامل التخفيف نحو 2,000.
- معيار المياه المعالجة — شبه الفئة الرابعة (COD ≤ 30 ملغ/لتر).
خلفية المشروع
تستقبل محطة معالجة مياه الصرف التابعة للمجمع وتعالج مياهه بشكل مركزي، بطاقة تصميمية نحو 1,000 م³/يوم. التدفق الداخل نموذج لمياه صرف صناعي مرتفع التركيز ومقاوم للتحلل الحيوي وسام وخطير.
لم تتمكّن العملية الأصلية (المعالجة الفيزيائية–الكيميائية + المعالجة الحيوية الهوائية) من إنتاج مياه معالجة تستوفي متطلبات شبه الفئة الرابعة (COD ≤ 30 ملغ/لتر).
جودة المياه الداخلة وأهداف المياه المعالجة التصميمية
| المعامل | المياه الداخلة (متوسط، أساس التصميم) | هدف المياه المعالجة التصميمي |
|---|---|---|
| COD | 15,000 ملغ/لتر | ≤ 30 ملغ/لتر |
| BOD₅ | 2,200 ملغ/لتر | ≤ 6 ملغ/لتر |
| BOD/COD | 0.15 (قابلية تحلل حيوي ضعيفة) | — |
| النتروجين الأمونياكي | 450 ملغ/لتر | ≤ 1.5 ملغ/لتر |
| النتروجين الكلي | 600 ملغ/لتر | ≤ 15 ملغ/لتر |
| اللون (عامل التخفيف) | 2,000 | ≤ 30 |
| pH | 4.5–9.0 (تقلبات واسعة) | 6–9 |
| الفينولات المتطايرة | 45 ملغ/لتر | ≤ 0.1 ملغ/لتر |
تصميم العملية
بعد تحليل مفصّل لجودة المياه واختبارات على نطاق مختبري، صمّم فريقنا عملية متعددة المراحل:
التصفية ← حوض المعادلة (تعديل pH) ← المعالجة التمهيدية بالفينتون ← التخثير والترسيب ← المفاعل اللاهوائي UASB ← حوض A/O ← المروّق الثانوي ← الامتزاز على كربون نشط ← الأكسدة المتقدمة بالأوزون ← الترشيح ← التطهير ← التصريف (وفق حدود المياه المعالجة التصميمية)
ملاحظات تصميم الوحدات (القيم التصميمية)
- المعالجة التمهيدية بالفينتون — pH 2.5–3.5، زمن التفاعل 60 دقيقة. صُمّمت المعالجة بالفينتون يتبعها التخثير والترسيب لخفض COD من 15,000 ملغ/لتر إلى 3,000–4,000 ملغ/لتر ورفع BOD/COD إلى 0.35 أو أعلى، بما يحسّن قابلية التحلل الحيوي ويهيئ التدفق للمعالجة الحيوية اللاحقة.
- المفاعل اللاهوائي UASB — زمن المكوث الهيدروليكي 24 ساعة، تشغيل في النطاق الميزوفيلي (35 °م)، إزالة COD تصميمية 60–70%؛ يُستعاد الغاز الحيوي الناتج لاستثمار قيمته الحرارية. COD تصميمي للمياه الخارجة من المرحلة اللاهوائية نحو 1,000–1,200 ملغ/لتر.
- حوض A/O — تركيز الكتلة الحيوية 4,000 ملغ/لتر، زمن المكوث الهيدروليكي 24 ساعة، يؤدّي التحلل الهوائي والنترتة وإزالة النتروجين؛ COD ≤ 150 ملغ/لتر للمياه الخارجة تصميميًا.
- الامتزاز على كربون نشط — يمتص ما تبقّى من المركبات العضوية المقاومة؛ COD ≤ 60 ملغ/لتر للمياه الخارجة تصميميًا.
- الأكسدة المتقدمة بالأوزون — جرعة O₃ 20 ملغ/لتر، لإزالة اللون ومواصلة تحلّل المركبات العضوية؛ COD ≤ 30 ملغ/لتر للمياه الخارجة تصميميًا، وعامل تخفيف اللون ≤ 30.
ملاحظات التشغيل التجريبي
الصعوبة الأساسية في التشغيل التجريبي كانت تنشئة الحمأة الحبيبية اللاهوائية داخل UASB. نظرًا لسمية المياه المرتفعة نسبيًا، استغرقت التنشئة 3 أشهر (عادةً نحو شهرين)، وأُنجِز الإقلاع بجرعة تغذية سكرية لتأقلم الحمأة ومعاوضة القاعدية.
لمشاريع مشابهة
- في مياه صرف المجمعات الكيميائية المختلطة منخفضة قابلية التحلل الحيوي (BOD/COD نحو 0.15 في هذا المشروع)، ابدؤوا بتحليل مفصّل لجودة المياه واختبارات على نطاق مختبري، ثم اضبطوا ظروف تشغيل الفينتون أو أي معالجة تمهيدية أخرى.
- تعمل مرحلة الفينتون في ظروف حمضية (pH 2.5–3.5) ذات أكسدة قوية؛ اختاروا مواد المعدات والأنابيب بما يلائم هذا الاستخدام.
- في مياه الصرف السامة، قد تستغرق تنشئة الحمأة الحبيبية في UASB مدة أطول من المعتاد؛ خذوا ذلك في الحسبان ضمن برنامج التشغيل التجريبي وجهّزوا مخزونًا من القاعدية للمعاوضة.
- حين يلزم أن تستوفي المياه المعالجة شبه الفئة الرابعة، تنبغي معالجة متقدمة بعد المرحلة الحيوية (في هذا المشروع: الامتزاز على كربون نشط + الأكسدة المتقدمة بالأوزون)؛ احسموا مسار إزالة اللون وCOD المقاوم منذ مرحلة التصميم.
أسئلة متكررة
لماذا تحتاج مياه الصرف الكيميائية المرتفعة التركيز والمقاومة إلى المعالجة التمهيدية بالفينتون أولًا؟
في هذا المشروع، كان COD الداخل نحو 15,000 ملغ/لتر مع BOD/COD نحو 0.15، لذا تعذّر تشغيل المرحلة الحيوية بثبات لو جُهّزت مباشرة. يستخدم التصميم المعالجة التمهيدية بالفينتون (pH 2.5–3.5، زمن التفاعل 60 دقيقة) مع التخثير والترسيب لخفض COD إلى 3,000–4,000 ملغ/لتر ورفع BOD/COD إلى 0.35 أو أعلى (قيم تصميمية)، بما يهيئ التدفق لمرحلتي UASB وA/O لاحقًا.
كم تستغرق تنشئة الحمأة الحبيبية في UASB على مياه صرف كيميائية سامة؟
في هذا المشروع، ونظرًا لسمية المياه المرتفعة نسبيًا، استغرقت تنشئة الحمأة الحبيبية 3 أشهر، وهي مدة أطول من المعتاد البالغة نحو شهرين (للتعرّف على طريقة الإقلاع، راجع «ملاحظات التشغيل التجريبي» أعلاه).
ما حد COD الذي يفرضه معيار شبه الفئة الرابعة، وكيف صُمِّم هذا المشروع للوفاء به؟
يفرض معيار شبه الفئة الرابعة المعمول به في هذا المشروع COD ≤ 30 ملغ/لتر. يضع التصميم بعد المرحلة الحيوية الامتزاز على كربون نشط (COD ≤ 60 ملغ/لتر تصميميًا) ثم الأكسدة المتقدمة بالأوزون (جرعة O₃ 20 ملغ/لتر، COD ≤ 30 ملغ/لتر وعامل تخفيف اللون ≤ 30 تصميميًا).
