البند رقم 8 / استخدامات المياه في العملية الصناعية وشرح اسلوب معالجة الصرف الناتج من العمليات الصناعية مع تحديد نوعية المياه الناتجة بعد المعالجة ومدى توافق مواصفات المياه المعالجة مع المعايير الواردة للقانون 93/1962 والقانون 44/2000 والقرارات الوزارية الاخرى المنظمة لذلك والمواد المستخدمة في عملية المعالجة واسلوب التخلص النهائى من مياه المعالجة
المخلفات السائلة
يمكن تقسيم مياه الصرف والمخلفات السائلة، الناتجة عن صناعة الأسمدة وتصنيعها، إلى أربعة مجموعات:
· مخلفات سائلة ناتجة عن عمليات التشغيل وناتجة عن التلامس مع الغاز، أو السوائل أو المواد الصلبة.
· السوائل المخصصة والتى قد يتم فصلها للاستخدام فى عملية ما أو إعادة تدويرها بمعدل محكوم .
· السوائل الناتجة عن المرافق مثل التنظيف المعالجة المبدئية.
· السوائل التى تتواجد مصادفة مثل التسرب أو الانسكاب.
وتتولد المخلفات السائلة فى أية منشآت لإنتاج الأسمدة وذلك عن طريق التسرب، الانسكاب والتنظيف والصيانة أو الاختبارات المعملية. وقد تحتوى مياه التبريد على الأمونيا والسلفات والكلورايد، والفوسفات، الكرومــات والمواد الصلبــة المذابــة والتى تصبح مركزة نتيجة للتبخر .
الوحدات الخدمية ومصادر التلوث المرتبطة بها
شكل رقم (15) الوحدات الخدمية ومصادر التلوث المصاحبة لها
المدخلات | الوحدات الخدمية | التلوث |
مياه جير + كيماويات وقود | |
حمأة مياه غسيل عكسى مياه تفوير غازات العادم |
مياه ساخنة | | مياه تفوير الأبراج (عالية فى نسبة الأملاح الكلية المذابة) |
كيماويات | | مياه صرف مواد خطرة (التداول) |
زيت تشحيم مياه غسيل الأرضيات والمعدات كيماويات التنظيف | | مياه بها زيوت مخلفات زيوت مخلفات سائلة |
زيوت تشحيم مياه تبريد | | الزيوت المتبقية |
وقود زيوت مياه غسيل | | مياه غسيل بها زيوت مخلفات صلبة زيوت متبقية |
وقود كيماويات | | انسكابات مواد خطرة |
مياه صرف | | مياه معالجة حمأة |
مياه | | مخلفات صلبة مياه صرف صحى |
الغلايات
يتم استخدام الغلايات فى إنتاج البخار لأغراض:
· تزويد الحرارة للعمليات المختلفة، وللتفاعل (الإصلاح البخارى) ولتحويل أول أكسيد الكربون (فى إنتاج النشادر) والعمليات الأخرى التى تستخدم البخار.
· توليد الطاقة الكهربية.
وتقوم المنشآت التقليدية التى تعمل على إنتاج البخار بتوليد الكهرباء عبر سلسلة من مراحل تحويل الطاقة. يتم حرق الوقود داخل غلايات من أجل تحويل الماء إلى بخار عالى الضغط يستخدم فيما بعد فى تدوير التوربينات لإنتاج الكهرباء.
أما الانبعاثات الغازية المتولدة عن الغلايات فهى تتطابق مع الانبعاثات المتولدة عن عمليات الحرق. وتحتوى غازات العادم الناجمة عن حرق (المازوت fuel oil) أو (السولار diesel oil) بشكل أولى على الجسيمات الصلبة (بما فى ذلك المعادن الثقيلة إذا كانت موجودة بتركيزات كبيرة فى الوقود) والكبريت ، وأكاسيد النيتروجين (NOx و SOx) والمركبات العضوية المتطايرة .
ويعتمد تركيز هذه الملوثات فى غازات العادم على شكل الاحتراق (تصميم الفوهة وارتفاع المدخنة) وإجراءات التشغيل وتركيب الوقود.
وتنتج الغلايات التى يتم تشغيلها بإشعال الغاز كميات من الجسيمات الصلبة والملوثات التى عادة ما يتم إهمالها .
أما مياه الصرف فتنتج من تفوير الغلايات من أجل الحفاظ على تركيز الأملاح المذابة فى مستوى يمنع ترسبها، وبالتالى يمنع تكوين القشرة (Scale) وتكون مياه التفوير عالية فى نسبة الأملاح المذيبة الكلية . فى حالة منشآت توليد الطاقة، يتم استخدام الماء لتبريد التوربينات، وينتج فى صورة بخار متكثف. وتعتمد كمية مياه الصرف الناتجة على ما إذا كانت عملية التبريد تتم فى دائرة مفتوحة او مغلقة وعلى إعادة تدوير متكثفات البخار. ويمكن أن يحدث التلوث من زيوت التشحيم والوقود.
وحدات معالجة المياه
هناك أنواع مختلفة للمياه المستخدمة فى هذه الصناعة ويعتمد اعتبار عمليات المعالجة المناسبة على التطبيق وعلى مصدر المياه.
إزالة عسر الماء للمياه متوسطة العسر
تتم إزالة أيونات الكالسيوم والمغنسيوم من الماء العسر عن طريق تبادل الأيونات الموجبة لأيونات الصوديوم. وعندما يزيل راتنج التبادل الأيونات إلى أقصى حد يمكن أن يصل إليه، تتم إعادة تنشيطه إلى شكل الصوديوم بمحلول ملحى (كلوريد الصوديوم) حيث يتراوح الأس الهيدروجينى له بين 6 إلى 8 .وتتم هذه العملية عن طريق إيقاف تشغيل جهاز إزالة عسر الماء (softener) ، ثم غسيله عكسياً بمحلول الملح، وشطفه للتأكد من التخلص من الملح الزائد، ثم إعادة تشغيل الجهاز. وتكون درجة عسر المياه المعالجة أقل من 1 جزء فى المليون (PPM) مقاسة فى صورة كربونات كالسيوم.
إزالة عسر الماء الذى يحتوى على نسبة عالية جداً من البيكربونات
إن الماء الذى يؤخذ من الآبار والترع يعالج مسبقاً قبل إزالة عسرته، حيث يعالج الماء أولاً بعملية الجير (lime) ثم بعد ذلك بعملية تبادل الأيونات الموجبة (cation exchange). فإضافة مادة الجير تقلل الأجسام الصلبة المذابة وذلك بفصل كربونات الكالسيوم وهيدروكسيد الماغنسيوم عن الماء. ويمكن لذلك أن يقلل عسر الكالسيوم إلى 35 جزء فى المليون ppm إذا ما اتيحت فرصة مناسبة لعملية الترسيب. وتضاف مادة مخثرة مثل كبريتات الألومنيوم (الشبه) أو كبريتات الحديد لكى تساعد على فصل هيدروكسيد المغنسيوم . وفى بعض الحالات تضاف هيبوكلورات الكالسيوم . وتستخدم حالياً المواد العضوية organic poly-electrolytes وذلك بدلاً من العديد من المواد التقليدية غير العضوية والتى تساعد فى عملية التخثر. كما يتم فصل الحمأة ويتم صرفها إلى مواقع التخلص منها حيث يمر الماء المتدفق بمرشح رملى ثم بعد ذلك يمر بمرشح كربون منشط والذى يزيل أية مواد تسبب رائحة أو طعما. ثم يمكن استخدام مرشح دقيق وذلك لإزالة أية آثار متبقية .
والطريقة الناجحة للإسراع بعملية الفصل هى دمج الحمأة المترسبة مع الماء والمواد الكيميائية. وتمثل جزئيات الحمأة كنواة لمزيد من الترسيب. وتكون النتيجة هى سرعة أكبر للتفاعل بالإضافة إلى ترسيب جزيئات أكبر وبسهولة أكثر .
إزالة الأملاح المعدنية من الماءإن وحدات إزالة الأملاح المعدنية من الماء لا يمكن الاستغناء عنها فى المنشآت الصناعية فهذه الوحدات هى التى تزودنا بالماء المناسب، وذلك بعد إزالة الأملاح القابلة للذوبان لغلايات الضغط واللازم لإتمام العمليات التى تتم (وذلك كمياه العمليات اللازمة لحمض النتريك وحمض الكبريتيك، .. إلخ) وتتم عملية إزالة الأملاح من الماء الخام باستخدام راتنجات معينة resins وذلك عن طريق التبادل الأيونى. ويُضخ الماء الخام إلى مبادلات الأيونات الموجبة والسالبة (أو المختلطة mixed bed ) . وعندما تنتج الراتنجات (عندما تتشبع بالأملاح) يعاد تنشيطها وذلك باستخدام مواد كيميائية مختلفة ومنها كلوريد الصوديوم ، حمض الهيدروكلوريك أو أحماض الكبريتيك وهيدروكسيد الصوديوم . السوائل التى تنتج عن عمليات إعادة التنشيط (والتى تحدث مرتين يومياً) تمثل مصدراً هاماً للتلوث.
أبراج التبريد
تستخدم أبراج التبريد بشكل مكثف فى مجال الصناعة. وخلال عملية التبريد يسخن الماء ولا يعاد استخدامه إلا بعد تبريده مرة ثانية. فأبراج التبريد تعد أحد الوسائل لإعادة تدوير مياه التبريد ، ومن ثم ترشد استهلاكها . ويتم التبريد من خلال عملية تبخر جزئى، مما يحدث زيادة فى تركيز الأملاح المذابة والذى يتم التحكم فيه عن طريق تنقية بعض الماء (ما يسمى بالتفوير) وعملية التفوير هذه تكون عالية فى الأملاح الذائبة الكلية TDS.
الضواغط
هناك أنواع عديدة من الضواغط تحتاج إليها مصانع الأسمدة ومن بينها ضواغط الهواء والغاز والبخار والأمونيا وتستهلك هذه الضواغط كميات كبيرة من زيوت التشحيم وذلك لأغراض التشحيم والتبريد بالإضافة إلى استهلاكها للكهرباء وأهم الملوثات الناتجة هى الضوضاء التى تؤثر على العمال، وكذلك الزيوت المستهلكة.
إن زيوت التشحيم ضرورية لأجزاء متعددة من الضواغط . فهى تعمل على تسهيل حركة الدوران بالإضافة إلى امتصاصها للحرارة الناتجة عن الاحتكاك . فعندما يبدأ الضاغط فى العمل تقوم المضخة بسحب الزيت من وعاء التخزين ثم إلى المرشح ومبرد الزيت. وبعد مرور زيت التشحيم بأجزاء الضاغط المختلفة ، يتم تجميعه مرة أخرى فى خزان الزيت .
يتكون ضغط الأمونيا من مرحلتين : الأولى وتتكون من اسطوانتين، والثانية وتتكون من أربع اسطوانات. ولا يتم وضع زيت تشحيم داخل الاسطوانات، ولكن هناك فقط بعض الأجزاء التى ينبغى تشحيمها لتقليل حدة الاحتكاك وترتفع درجة حرارة الغاز بسبب الضغط ومن ثم يتعين تبريده قبل أى عملية ضغط أخرى. وتتم عملية الضغط عن طريق الضاغط piston الكائن داخل الاسطوانة (cylinder) حيث يتم ضغط الغاز المقابلة للضاغط (piston) حتى يساوى ضغطها الضغط المرتد للأنبوب. ونتيجة لذلك ينفتح صمام التفريغ وتنساب الغازات المضغوطة إلى طريقها. بالتالى ينفتح صمام السحب هو الآخر وتدخل الغازات إلى الاسطوانة خلف الضاغط، ويطلق على هذه الأنواع من الضواغط الترددية (frequency compressors). من الممكن أن يحدث تسرب غازى ناتج من الضاغط، مما يؤدى إلى مشكلة تلوث فى بيئة عمل الوحدة. ومن ثم يتعين إجراء فحص جيد للمعدات لتجنب مشاكل التشغيل مثل انسداد مرشح مضخة امتصاص الزيت أو تسرب من صمام غير ارتدادى (non-return valve) أو تحطم لخطوط أنابيب أجزاء ما أو ارتفاع غير مسبق لدرجات الحرارة أو انخفاض فى كفاءة التبريد .. الخ.
المعامل
هناك العديد من المعامل المستخدمة فى مصانع الأسمدة وتختص بالعديد من الأنشطة المختلفة وهى كالآتى :
· معمل الأبحاث ويعهد إليه بمهمة تطوير أنواع جديدة من الأسمدة وذلك من خلال الأبحاث والتحليل ويعهد أيضاً بدراسة التأثيرات المختلفة على التربة والنبات.
· معمل مراقبة الجودة ويعهد إليه بتحليل المنتجات المختلفة ومقارنة النتائج بالمواصفات القياسية .
· المعمل البيئى وتعهد إليه مهمة جمع العينات العشوائية الدورية لرصد تلوث الماء والهواء . وتعهد إليه أيضاً مسؤولية رصد أداء وحدات معالجة المياه الملوثة وذلك من خلال تحاليل دورية لمداخل ومخارج خطوط المياه .
وتستخدم كميات وأنواع مختلفة من المواد الكيميائية الخطرة لإجراء العديد من التحاليل والفحوصات. الأمر الذى يتطلب تداولاً وتخزيناً ملائمين بما يتماشى مع قانون البيئة.
الورش والجراج
توجد بمصانع الأسمدة ورش ميكانيكية وكهربائية للقيام بأعمال الصيانة والإصلاح. ومن المخالفات البيئية المتوقعة بها: الضوضاء، ماء الغسيل الملوث بزيت التشحيم والمخلفات الصلبة.
يعتمد وجود التلوث، فى منطقة الجراج، على نوعية الخدمة الموجودة به. إن وجود محطة سولار أو بنزين يشير إلى كيفية تخزين الوقود فى خزانات سطحية أو خزانات تحت الأرض . الأمر الذى يعنى حتمية وجود خطط للتحكم فى ومنع تسرب الوقود. وكذلك تغيير زيت التشحيم يعكس تصريف الزيت المستخدم إلى خطوط الصرف أو إرسالها إلى محطات إعادة التدوير. وقد تستخدم محاليل الغسيل والمذيبات فى الجراج .
منشآت التخزين
توضح مواصفات منشآت التخزين وفقاً لنوعية المادة المخزنة. فيستخدم الوقود للغلايات والسيارات وشاحنات النقل ويتم تخزينها فى خزانات أرضية أو سطحية متجاورة. وعادة ما يستخدم المازوت أو السولار أو الغاز الطبيعى كوقود . إن الأحماض كحمض الكبريت والنيترك والأحماض الفسفورية عادة ما يتم تخزينها فى خزانات ذات سعة كبيرة .
- محطات معالجة مياه الصرف
على الرغم من أن محطات معالجة مياه الصرف هى إجراء للحد من التلوث إلا أنه يتعين فحصها ومراقبتها لتجنب إمكانية حدوث تلوث ما ، وقد يحدث تلوث نتيجة لسوء التشغيل أو لسوء الإدارة .
وبغض النظر عن معالجة مياه تفوير الغلايات وأبراج التبريد، والتى تعد من أكثر مشكلات تلوث مياه الصرف فى هذه الصناعة، فإنه توجد عدة طرق مطبقة لمعالجة مياه الصرف. وتعتمد معظم الطرق على أصل المنتج أى ما إذا كان فوسفاتيا أو نيتروجينيا.
- مواصفات محطة الصرف الصناعى
مصادر واستهلاك المياه وتوزيعهامصادر المياه / مياه بلديةاستهلاك المياه/ 10 متر مكعب /ساعة توصيف مياه الصرف للوحدات الانتاجية
مسلسل | الوحدة الانتاجية | توصيف مياه الصرف |
1 | SA | ابراج تبريد غلايات تبريد معدات |
2 | SOP | ابراج تبريد تبريد غاز الكلور تبريد معدات |
3 | CC | غسيل ارضيات مياه تبريد منتج |