مُضَافَات مطاط 220 طنًا يوميًا، مُبخِّر مياه الصرف الصحي ثلاثي التأثير DZ

أولا: نظرة عامة على المشروع

اسم المشروع: مُبخِّر مياه الصرف الصحي ثلاثي التأثير DZ، بطاقة إنتاجية 220 طنًا يوميًا، مُضاف إليه مطاط

مالك الصناعة: خط إنتاج مُسرِّع فلكنة المطاط DZ (N,N-Dicyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide)

موقع البناء: مقاطعة شاندونغ

وقت التشغيل: مايو 2023

مقياس التصميم: تدفق 220 متر مكعب/يوم، يحتوي على كلوريد الصوديوم بنسبة 14-18%، وCOD 45000 ملجم/لتر، وبنزوثيازولات 3000 ملجم/لتر، وسيكلوهكسيل أمين 800 ملجم/لتر، ودرجة الحموضة 11-12

العملية الأساسية: "المعالجة المسبقة لإزالة الزيت ← التركيز المسبق بتقنية MVR ← التبخير والتبلور بالدوران القسري ثلاثي التأثير ← التجفيف بالطرد المركزي ← المعالجة العميقة للمكثفات"

متطلبات الهدف: معدل استرداد كلوريد الصوديوم ≥ 97%، معدل إعادة استخدام المكثفات ≥ 93%، كلوريد الصوديوم ≥ 97.5% (يلبي معيار GB/T5462-2015 للملح الرطب الصناعي من الدرجة 1)، لا يوجد تصريف للسائل الأم، مما يحقق عدم وجود تصريف.

II. مسار العملية التفصيلي

١. إزالة الزيوت قبل المعالجة: تحتوي مياه الصرف الصحي من DZ على بقايا من سيكلوهكسيل أمين، وبنزوثيازول، وكميات ضئيلة من زيت الراتنج. تخضع أولاً للترسيب الحمضي والتعويم بالهواء المذاب لإزالة الزيوت العائمة والغرويات قبل دخولها إلى فاصل زيت بغشاء سيراميكي، مع ضمان ألا يتجاوز محتوى الزيت المتدفق ٢٠ ملغم/لتر، وذلك لمنع الرغوة الناتجة عن التبخر والتكوير.

٢. التركيز المسبق بتقنية MVR: يُستخدم مُبخِّر ذو دورة قسرية أحادية المرحلة، بسعة ٨ أطنان/ساعة، لتركيز مياه الصرف الصحي من ١٨٪ إلى ٢٦٪، باستهلاك طاقة يبلغ ٣٨ كيلوواط/ساعة لكل طن من الماء. يُعاد استخدام البخار الثانوي بالكامل، مما يُقلل من استهلاك البخار الحي اللاحق.

3. التبلور بالتبخير والدورة القسرية ثلاثية التأثير: 

• التأثير الأول: بخار حيّ ٠.٥ ميجا باسكال (جم)، درجة حرارة ١٠٥ درجة مئوية؛ التأثير الثاني: ٨٥ درجة مئوية؛ التأثير الثالث: ٦٥ درجة مئوية. يستخدم كل تأثير مضخة تدفق محورية + دوران قسري عالي التدفق، بنسبة دوران تتراوح بين ٤ و٥، مما يضمن سرعة تدفق بلورية ≥ ٢.٥ متر/ثانية داخل أنابيب التسخين، مما يمنع التكلّس.

• جهاز التبلور: يُستخدم جهاز تبلور DTB من نوع أوسلو، ثلاثي التأثير، مثبت في الأسفل. يُضبط محتوى المواد الصلبة في ملاط البلورات بنسبة تتراوح بين 25% و30%، بمتوسط حجم جسيمات يبلغ 0.45 مم. بعد الطرد المركزي والتجفيف، يكون محتوى الماء أقل من 3%.

• غسل ساق الملح: الغسيل المعاكس بالتكثيف يزيل المواد العضوية من سطح البلورة، مما يضمن البياض ≥80 و TOC ≤100 مجم / كجم.

٤. المعالجة العميقة للمكثفات: يبلغ تركيز COD في المكثف المختلط ثلاثي التأثير حوالي ١٢٠٠ ملغم/لتر. بعد "الأكسدة التحفيزية للأوزون + BAF"، يكون تركيز COD أقل من أو يساوي ٥٠ ملغم/لتر، والموصلية أقل من أو يساوي ٢٠٠ ميكروسيمنز/سم. يُعاد تدوير كل هذا المكثف لتنظيف معدات الورشة وتجديد مياه التبريد.

٥. تجفيف السائل الأم: النظام مُجهّز بمبخّر غشائيّ مكشط بسعة ٢٠٠ لتر/ساعة لتركيز السائل الأمّ إلى نسبة صلبة تبلغ ٩٠٪، مُنتجًا ١.٢ طن/يوم من الأملاح المختلطة. يُرسَل هذا إلى مركز النفايات الخطرة في المُنتزه للمعالجة المُشتركة، مما يُحقق عدم انبعاث أي سائل أمّ.

ثالثًا: المعدات والمواد الرئيسية

بيانات التشغيل (متوسط 12 شهرًا متتاليًا من يونيو 2023 إلى مايو 2024) 

• سعة المعالجة: 228 متر مكعب/يوم (هامش التصميم 103%)

• استهلاك البخار: 0.29 طن/طن من الماء (تأثير ثلاثي + إجمالي التجفيف)

• استهلاك الطاقة الشامل: 22 كيلوواط ساعة/طن من الماء (بما في ذلك MVR، ومضخة الدوران، والتجفيف)

• إنتاج الملح: 38 طنًا يوميًا، كلوريد الصوديوم 97.8%، البياض 82، إجمالي الكربون العضوي 85 ملغم/كغم، يُباع لمصنع الكلور القلوي المحلي بسعر 280 يوانًا/طن

• معدل إعادة استخدام المكثفات: 94%، وتوفير سنوي للمياه الأولية يبلغ 75000 طن

• وقت تشغيل النظام: 96.4%، عمليات إيقاف تشغيل غير مخطط لها مرتين في السنة، كل منها أقل من 4 ساعات

• تكلفة التشغيل: 42 يوان/طن من مياه الصرف الصحي (البخار + الكهرباء + المواد الكيميائية + العمالة)

• فترة استرداد الاستثمار: 1.9 سنة

الابتكارات التكنولوجية

1. المعالجة المشتركة عالية الملوحة وعالية الطلب على الأكسجين: التركيز المسبق لـ MVR + استهلاك الطاقة على مراحل التبلور ثلاثي التأثير، مما يقلل من تكلفة التشغيل لكل طن من المياه بنسبة 58% مقارنة بأنظمة التأثير الفردي التقليدية.

2. أنبوب التيتانيوم + مادة مركبة من الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين 2205: يحل مشاكل التآكل الحفري والشقوق عند Cl⁻150g/L ودرجة حرارة عالية تبلغ 105 درجة مئوية، مما يطيل عمر المعدات لأكثر من 10 سنوات.

3. تقنية التحكم في حجم الجسيمات DTB من أوسلو: زاد متوسط حجم الجسيمات بنسبة 30%، وانخفض استهلاك الطاقة في عملية التجفيف بالطرد المركزي بنسبة 15%، وزاد بياض الملح بنسبة 20%.

4. عدم وجود تفريغ لتجفيف السائل الأم: مجفف الفيلم المكشط مقترنًا بنظام حراري ثلاثي التأثير، باستخدام الحرارة الكامنة للبخار الثانوي، واستهلاك طاقة التجفيف ≤ 60 كيلو واط ساعة / طن من الملح المختلط.

5. خوارزمية ذكية مضادة للتكلس: نموذج متعدد المعلمات "فرق درجة الحرارة - معدل التدفق - الاهتزاز" المدمج في DCS، يوفر تحذيرًا مسبقًا لمدة 72 ساعة من التكلس، وتنظيف التبديل عبر الإنترنت، مما يقلل من تكرار التنظيف السنوي من 12 مرة إلى 4 مرات.

فوائد العملاء

الفوائد البيئية: انخفاض سنوي في انبعاثات الطلب الكيميائي للأكسجين (COD) بمقدار 3600 طن، وخفض في ملح النفايات الخطرة المختلط بنسبة 85%. الفوائد الاقتصادية: توفير سنوي قدره 75,000 طن من المياه الأولية و21,000 طن من البخار الحي؛ وخفض قدره 12 مليون يوان في تكاليف التخلص من النفايات الخطرة؛ وفائدة شاملة قدرها 16.2 مليون يوان.

خاتمة: 

نجح مشروع مُبخّر مياه الصرف الصحي ثلاثي التأثير DZ، المُضاف إليه المطاط، بطاقة 220 طنًا يوميًا، والذي يتبنى أهدافًا أساسية، وهي: "كفاءة عالية، استهلاك منخفض، دورة طويلة، وانبعاثات صفرية". وقد نجح المشروع في حل مشكلة معالجة مياه الصرف الصحي العضوية عالية الملوحة وعاليّة الطلب الكيميائي الكيميائي (COD) من خلال تقنيات متكاملة، مثل حماية التيتانيوم من التآكل، والدوران القسري، وتبلور أوسلو، وتجفيف السائل الأم. ويُوفر هذا المشروع نموذجًا قابلًا للتكرار والتوسع في صناعة إضافات المطاط. وسنواصل في المستقبل تطوير تقنيات متطورة، مثل اقتران ضغط البخار متعدد التأثيرات، ومنع الترسبات الذكية بالذكاء الاصطناعي، واستغلال موارد الملح المختلط، لمساعدة المزيد من الشركات الكيميائية على تحقيق تحوّل أخضر ومنخفض الكربون.