معدات معالجة الرشح DTRO

المتطلبات الأساسية للعملية

نظرًا لخصائص الرشح، فإن التصميم واختيار العملية لـ معالجة الرشح في مكبات النفايات يجب استيفاء الشروط التالية:

● تلبية متطلبات تغير كمية المياه.

لأي نطاق مُختار لعملية معالجة المياه، هناك حد أقصى لسعة المعالجة. لذلك، يجب أن تتمتع عملية التصميم بقدرة عالية على تحمل ضغط المياه الصدمية لاستيعاب التقلبات الكبيرة في كمية المياه.

● مقاومة عالية لصدمات الحمل بسبب جودة المياه.

نظراً للتفاوت الكبير في جودة مياه الرشح، يجب أن تكون عملية المعالجة مقاومة للصدمات. ويُعدُّ الانخفاض الكبير في قابلية التحلل البيولوجي لمياه الرشح واختلال نسبة الكربون والنيتروجين مع تقدم عمر مكبات النفايات أمراً بالغ الأهمية.

● قدرة عالية على إزالة الطلب الكيميائي للأكسجين والطلب البيولوجي للأكسجين.

يتراوح تركيز الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) في مياه الرشح من مكبات النفايات بين 4000 و20000 ملغم/لتر، وتتطلب سياسات حماية البيئة الوطنية معايير جودة مياه أكثر صرامة لمياه معالجة الرشح. ونتيجة لذلك، يجب أن تتمتع عملية المعالجة بقدرة عالية جدًا على إزالة الملوثات العضوية.

● كفاءة إزالة النتروجين ممتازة.

يتراوح تركيز نيتروجين الأمونيا في مياه الرشح من مكبات النفايات عادةً بين مئات وآلاف الملغم/لتر، وهو أعلى بعشرات إلى مئات المرات من تركيزه في مياه الصرف الصحي البلدية. علاوة على ذلك، ونتيجةً لاستخدام المشروع لمعيار GB16889-2008، فإن متطلبات تصريف نيتروجين الأمونيا والنيتروجين الكلي في النفايات السائلة صارمة للغاية. لذلك، لإزالة نيتروجين الأمونيا، تتطلب عملية المعالجة معدل نزع نتروجين أعلى من 99%.

● منشأة العلاج مستقرة، والتشغيل والإدارة سهلان.

● طريقة العلاج آمنة وصديقة للبيئة.

نظرة عامة على تقنية DTRO (التناضح العكسي للأنابيب القرصية)

DTRO (التناضح العكسي لأنبوب القرص) هو نظام متطور غشاء التناضح العكسي تقنية. صُمم هذا المكون بشكل مختلف عن الأغشية الحلزونية التقليدية. تتميز قناة تغذية وحدة غشاء الأنبوب القرصي بتصميم قناة تدفق حاصل على براءة اختراع بقناة مفتوحة. يدخل محلول التغذية إلى وعاء الضغط عبر المدخل، ويتدفق إلى الطرف الآخر من الوحدة عبر القناة بين لوحة التوجيه والغلاف. 

يدخل محلول التغذية إلى لوحة التوجيه عبر ثماني قنوات في الطرف المقابل للشفة (كما هو موضح في الشكل 1). يتدفق السائل المُعالَج عبر غشاء الترشيح بأسرع ما يمكن، ثم ينعكس بزاوية 180 درجة إلى سطح الغشاء الآخر، ويتدفق إلى لوحة التوجيه التالية عبر الفتحة الموجودة في وسط لوحة التوجيه (كما هو موضح في الشكل 2). 

على سطح الغشاء، يُشكّل هذا مسارًا مزدوجًا على شكل حرف "S" من الحافة الدائرية للوحة التوجيه إلى المركز، ثم العودة إلى الحافة، ثم العودة إلى المركز. وأخيرًا، يخرج السائل المُركّز من شفة طرف التغذية. يفصل بين لوحي التوجيه في وحدة DTRO مسافة 3 مم، ويحتوي سطح لوحة التوجيه على نتوءات مرتبة بنمط مُحدد. 

يُسبب هذا التصميم الهيدروليكي الفريد اضطرابًا في السائل المُعالَج أثناء مروره عبر سطح الغشاء واصطدامه بالنتوءات تحت الضغط، مما يزيد من معدل النفاذية ووظيفة التنظيف الذاتي، ويمنع تراكم الأوساخ واستقطاب التركيز بفعالية، ويطيل عمر وحدة الغشاء بنجاح. كما أن تنظيف الوحدة سهل، مما يجعلها مناسبة لظروف مياه التغذية القاسية.

هذا شرح تقني لفوائد استخدام غشاء التناضح العكسي ذي الأنبوب القرصي لمعالجة الرشح. فيما يلي النقاط الرئيسية:

● جودة مياه الصرف الصحي الموثوقة التي تلبي معايير التفريغ، ولا تتأثر بقدرة التحلل البيولوجي للرشح.

بفضل تقنية التناضح العكسي للأنابيب القرصية التي ترفض الملوثات بمعدلات عالية، يمكن أن تلبي مياه الصرف معايير التصريف في المراحل المبكرة والمتوسطة والمتأخرة من معالجة الرشح دون أن تتأثر بقابلية الرشح للتحلل البيولوجي أو بنسبة الكربون إلى النيتروجين. تُعد هذه التقنية مفيدة بشكل خاص لمعالجة الرشح من مكبات النفايات القديمة في المراحل المتوسطة والمتأخرة.

● انخفاض تكاليف الاستثمار والتشغيل.

بالمقارنة مع العمليات الأخرى، تتميز تقنية التناضح العكسي بتقنية الأنبوب القرصي بأقصر تدفق وأقل استهلاك للطاقة، مع استيفاء معايير التفريغ عالية المستوى، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف الاستثمار والتشغيل. وتُعدّ تكاليف تشغيل تقنية التناضح العكسي ثنائية المراحل أقل بكثير من تكاليف عمليات المعالجة الأخرى التي تلبي المعايير الجديدة.

● عمر غشاء ممتد.

تحتوي مكونات DTRO على قناة مفتوحة بعرض 3 مم وقرص توجيه تدفق فريد من نوعه مع نتوءات، مما يسمح للسائل الموجود في العنصر بتكوين حالة تدفق مضطربة، مما يقلل من تلوث الغشاء والتلوث واستقطاب التركيز إلى أقصى حد ممكن.

يُسهّل الشكل المميز لأغشية DTRO وتصميمها الهيدروليكي تنظيفها واستعادة تدفقها بعد التنظيف، مما يُطيل عمرها الافتراضي. تُظهر الهندسة العملية أن عمر غشاء DTRO في المرحلة الأولى لمعالجة الرشح الأصلي قد يصل إلى 3 سنوات أو أكثر، بينما قد يصل عمر غشاء DTRO في المرحلة الثانية إلى أكثر من 5 سنوات، وهو ما يصعب تحقيقه في أنظمة معالجة التناضح العكسي المتاحة.

● مكونات الغشاء سهلة الصيانة.

صُممت مكونات غشاء DTRO لتكون سهلة الفك والصيانة. يتيح فتح مكون DTRO سهولة فحص وصيانة أي عبوة غشاء ترشيح أو أي أجزاء أخرى. عند نقص عدد الأجزاء، يسمح المكون بتركيب عدد أقل من عبوات الأغشية وأدلة التدفق دون التأثير على استخدامه، وهو ما لا تستطيع مكونات الأغشية الأخرى القيام به.

● انخفاض تكلفة استبدال أغشية الفلتر.

يمكن استبدال كل مكون من مكونات DTRO على حدة. يتكون الفلتر من عدة مجموعات من أغشية الفلتر وموجهات التدفق. عند الحاجة إلى استبدال مجموعة غشاء الفلتر، يمكن استبدالها بشكل فردي، مع إمكانية استخدام مجموعات أغشية عالية الأداء لتقليل تكاليف استبدال الغشاء إلى أدنى حد. لا تستطيع مكونات الأغشية الأخرى، مثل الأغشية الملفوفة والأغشية الليفية المجوفة، تحقيق ذلك. عند ظهور مشاكل في جودة الغشاء الملفوف، مثل وجود بقع أو تسريبات موضعية، أو عند الحاجة إلى أغشية جديدة، يجب استبدال مكون الغشاء بالكامل.

باعتبارها تقنية فصل الأغشية، يوفر نظام غشاء DTRO المزايا التالية مقارنة بالعمليات الكيميائية الحيوية التقليدية:

• القدرة على التكيف التشغيلي

نظام غشاء DTRO هو جهاز فصل فيزيائي عالي المرونة، يمكن استخدامه بشكل مستمر أو متقطع. كما يمكن تعديل تكوين النظام المتسلسل والمتوازي لتلبية متطلبات جودة وكمية المياه.

• وقت بناء قصير، بالإضافة إلى سرعة تصحيح الأخطاء وبدء التشغيل

تُستخدم المعالجة الميكانيكية لبناء نظام غشاء DTRO، مع مرافق داعمة مثل مباني المصانع وأحواض المياه. يُبنى النظام على نطاق صغير، ويمكن إنجازه بسرعة. يمكن إتمام التركيب والاختبار في غضون أسبوعين تقريبًا بعد تسليم المعدات إلى الموقع.

• مستوى عال من الأتمتة وسهولة الاستخدام

نظام غشاء DTRO أوتوماتيكي بالكامل، ويتميز بنظام مراقبة وتحكم متطور. ولحماية النظام، يُمكن لوحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) الضبط تلقائيًا بناءً على معلمات المستشعر، وإصدار إشارات إنذار فورية. ولاستكشاف أخطاء رموز الأخطاء وإصلاحها، يكفي للمشغلين مراجعة دليل التشغيل، وهو أمر لا يتطلب خبرة واسعة.

•  حجم صغير

يتم تركيب نظام غشاء DTRO كوحدة متكاملة، مع هياكل ومرافق صغيرة تتطلب مساحة صغيرة.

تدفق العملية

يُضخ سائل الترشيح من خزان التعديل إلى خزان تخزين المياه الخام المُرشَّحة لضبط درجة الحموضة (pH)، وإجراء معالجات أولية بسيطة مثل ترشيح الرمل والترشيح الأمني، ثم إلى المرحلة الأولى من DTRO. في هذه المرحلة، يُفرَّغ مُركَّز DTRO إلى خزان تخزين المُركَّز لإعادة التدوير. يدخل سائل DTRO المُتغلغل إلى برج إزالة الغازات لإجراء معالجة إضافية قبل تفريغه وفقًا للمعيار. 

يوضح الشكل التالي تدفق العملية الكاملة لمعالجة DTRO لسائل الترشيح:

وصف العملية

1. المعالجة المسبقة

• يختلف الرقم الهيدروجيني (pH) للمادة النفاذة باختلاف عمر النبات، وتغيرات الظروف البيئية، والتركيبة المعقدة لمياه التغذية، التي تحتوي على مجموعة متنوعة من الأملاح غير القابلة للذوبان، مثل الكالسيوم والمغنيسيوم والباريوم والسيليكا. يحدث التكلّس على سطح الغشاء عندما يتجاوز تركيز هذه الأملاح غير العضوية غير القابلة للذوبان قابلية الذوبان في ظل هذه الظروف.

• يجب تعديل قيمة الرقم الهيدروجيني لمياه التغذية قبل دخولها نظام التناضح العكسي لمنع ترسب أملاح الكربونات غير العضوية بفعالية. وفي الوقت نفسه، يجب معالجة المواد الصلبة العالقة في مياه التغذية مسبقًا للحد من تلوثها في الغشاء.

• قبل أن يتم نقل المياه الخام من حوض التنظيم إلى خزان المياه الخام المتخلل بواسطة مضخة التعزيزيُمرَّر الماء الخام أولًا عبر مرشح سلة لإزالة أي جسيمات عالقة في مياه التغذية. يتميز هذا المرشح بفتحة ترشيح 1.0 مم. يدخل الماء الخام إلى خزان المياه الخام المُنفَّذ بعد ترشيحه. بالتزامن مع دخول الماء المُنفَّذ إلى خزان المياه الخام، يُضاف حمض من خزان تخزين الحمض لضبط قيمة الرقم الهيدروجيني (pH). 

• في الوقت نفسه، تبدأ مضخة خلط الأحماض بالعمل لخلط الارتداد لتحقيق قيمة الرقم الهيدروجيني المطلوبة. تم تجهيز أنبوب الارتداد لخزان تخزين السائل الخام في النظام بمستشعر درجة حموضة، حيث يقيس جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة قيمة الرقم الهيدروجيني للمياه الخام، ويضبط تلقائيًا تردد مضخة الجرعات لضبط كمية الحمض المضافة، بحيث تتراوح قيمة الرقم الهيدروجيني للسائل الخام قبل دخوله عملية التناضح العكسي بين 6.1 و6.5. لا حاجة لضبط الحمض إذا كانت قيمة الرقم الهيدروجيني لشلالات المياه الخام ضمن هذا النطاق.

• تعمل مضخة التعزيز لمرشح الرمل على ضخ المياه الخام إلى مرشح الرمليحتوي فلتر الرمل على وحدة واحدة ودقة ترشيح تصل إلى 50 ميكرومتر. مقاييس الضغط توجد عند مدخل ومخرج مرشح الرمل. يجب إجراء الغسيل العكسي عندما يتجاوز فرق الضغط 1.5 بار. يُحدد تواتر الغسيل العكسي لمرشح الرمل بناءً على عدد المواد الصلبة العالقة في المياه الداخلة. 

2. المرحلة الأولى من DTRO

يتألف نظام الغشاء من مرحلتين من التناضح العكسي. بعد مرشح الرمل، تُغذّى المرحلة الأولى من التناضح العكسي، بينما تُعالج المرحلة الثانية النفاذية من المرحلة الأولى.

تُغذّى مياه مرشح الرمل إلى جهاز DTRO للمرحلة الأولى، الذي يُوفّر المياه. يمرّ أولاً عبر مرشح القلب، حيث تُزال المواد الصلبة العالقة من النفاذية. الجهاز مُجهّز بمجموعة واحدة من مرشحات القلب، وتكتشف مستشعرات الضغط على طرفي المدخل والمخرج فروق الضغط تلقائيًا. عندما يتجاوز فرق الضغط 2.0 بار، يُشير النظام إلى ضرورة استبدال عنصر المرشح - مما يُؤكّد دقة ترشيح القلب.