دراسة جدوى لانشاء محطة معالجة الصرف الصناعى لخطوط انتاج الزيت بمواقع شركة بدر الدين للبترول

السادة / شركة بدر الدين للبترول
عناية / السيد المهندس / رئيس مجلس الادارة
السيد المهندس / مدير العمليات
السيد المهندس / احمد بك عبد الجليل نائب مدير عمليات التخطيط والانتاج
التاريخ / 15/1/2012
الموضوع / دراسة جدوى لانشاء محطة معالجة الصرف الصناعى للمياه المختلطة بالزيوت والمواد البترولية

مقدمة
أساسيات النفط الخام

الزيوت الخام ومخاليط معقدة تحتوي على العديد من المركبات الهيدروكربونية المختلفة التي تختلف في المظهر والتكوين من حقل نفط واحد إلى آخر.

الزيوت الخام في نطاق الاتساق من الماء إلى المواد الصلبة مثل القطران، ولون من الواضح إلى الأسود.

"متوسط" النفط الخام يحتوي على حوالي 84 ٪ الكربون، والهيدروجين 14 ٪، 1 ٪ -3 ٪ كبريت، وأقل من 1 ٪ لكل من النيتروجين والأكسجين والمعادن والأملاح.

مخزونات النفط الخام مصفاة قاعدة تتكون عادة من خليط من اثنين أو أكثر من الزيوت الخام المختلفة.

وتعرف أيضا الزيوت الخام من حيث الجاذبية (المعهد الأمريكي للبترول) API.

A الخام مع خطورة عالية API وعادة ما تكون غنية في البارافينات وتميل إلى زيادة الغلة بنسب من البنزين والمنتجات النفطية الخفيفة.

وتسمى الزيوت الخام التي تحتوي على كميات معتبرة من كبريتيد الهيدروجين أو غيره من مركبات الكبريت على رد الفعل "الحامض". وتسمى تلك التي يقل الكبريت "حلوة".

ويعاير جميع الزيوت الخام وتقدر اعتمادا على عوائدها المحتملة.

يشار النفط الخام مع انخفاض أعداد مقايسة على أنها "فرصة الخام".

وهذا النوع من النفط قد يكون أكثر صعوبة في عملية بسبب ارتفاع مستويات التلوث والمياه.

وهذا النوع من النفط الخام وعادة ما تعطي إزالة الملوحة المعدات الأكثر صعوبة وتتطلب مهارة أكبر من المشغل.

تركيب الهيدروكربونات للبترول الخام

تتكون الهيدروكربونات من 3 حالات طبيعية(سائلة/صلبة/غازية( وتعتمد اساسا على عدد وترتيب ذرات الكربون فى الجزئ

وعند درجات الحرارة العادية والضغط الجوى العادى تتراوح ذرات الكربون من 4-20 ذرة مقسمة الى 104 ذرات كحالة غازية ومن 5-20 ذرة كحالة صلبة وسائلة كالبترول الخام ومشتقاته

ويعتبر الميثان ابسط مركب هيدروكربونى حيث يتركب من ذرة كربون واحدة و4 ذرات هيدروجين

وتتجاذب ذرات الكربون مع بعضها البعض لتكوين سلسلة من الذرات المتصلة برابطة احادية مثل البرافينات المكون الاساسى للبترول الخام وتسمى بالهيدروكربون المشبع بينما الهيروكربونات ذات السلسلة المستقيمة او السلسلة الكربونية المتشعبة وتحتوى على عدد قليل من ذرات الهيدروجين بالنسبة لعدد الكربون تسمى بالهيدروكربونات غير المشبعة=الاوليفينات

طرق معملية لازالة الزيوت والشحوم

تستخدم بعض الطرق المعملية لقياس تركيز كلا من الزيوت والشحوم فى مياه الصرف الصناعى وذلك لتحديد مجموعة من المواد والعناصر المسببة للشحوم والزيوت وليس كل عنصر منفصلا وذلك باستخدام بعض طرق الفصل المعملية مثل:-

التجربة رقم 503 ايه التى تعتمد على استخلاص كلا من الزيوت والشحوم الذائبة والمملغمة باستخدام مادة تراى كلورو تراى فلورو ايثان وتعتبر هذه الطريقة الاكثر شيوعا واستخداما

التجربة رقم 503 بى التى تعتمد على تجزئة مياه الصرف بالاشعة التحت الحمراء بعد اضافة مادة التراى كلورو تراى فلورو ايثان

التجربة رقم 503 سى التى تسمى بطريقة سوكس هيلت للاستخلاص معتمدا على احماض العينات ثم فصلها بالترشيح واستخدام ايضا التراى كلور تراى فلورة ايثان

وعندما تتم طرق الاستخلاص والفصل المعملى الاولية كطريقة معالجة تمهيدية نلاحظ تواجد كمات زيت كبيرة تحتوى على كلا من النافثيليك اسيد الذائب ومركبات فينولية تحتوى على كميات من الاكسجين مسببة لزيادة تركيز الزيوت والشحوم

مصادر الزيوت والشحوم فى مياه الصرف الصناعى البترولى

عمليات تكرير الخام البترولى وعمليات اعادة تكرير الزيوت البترولية تنتج جزيئات كبيرة من الزيوت المختلفة التركيز ومركبات عضوية تحتوى على كميات كبيرة من الكبريت خلال طرق التقطير الاولية الى مراحل المعالجة الاخيرة للخام كلها تترسب فى مياه الصرف الصناعى

بينما تظهر الشحوم على هيئة زيوت حرة او سائلة او مختلطة او رغوية فتؤدى كل طرق معالجة وتكرير البترول الخام الى تكوين مادة رغوية مملغمة مع المياه بجانب بعد من المواد العالقة من تربة البئر المورد للبترول الخام كذلك ترسبات من خزانات تجميع البترول الخام وكمية من الغازات الطبيعية

تاثير كميات الزيوت والشحوم على مياه الصرف الصناعى والصحى

تسبب الزيادات من الزيوت والشحوم الى انسدادات المواسير وشبكات الصرف الصناعى والصحى ولذلك نحتاج الى نظام ضخ قوى بواسطة طلمبات ثم معالجة بيولوجية كيميائية لازالة هذة الكميات قبل صرف المياه الى شبكات الصرف الصحى العمومية

طرق حديثة لازالة الزيوت والشحوم من مياه الصرف الصناعى والصحى

هى طرق معقدة تشتمل على تجميع مياه الصرف المختلطة بالزيوت والشحوم وفصل الملوثات العضوية والزيوت والشحوم كلا على حدة ثم الصرف على شبكات الصرف العمومية

وتشتمل:-
اولا/خطوط تجميع
ثانيا/ خزانات تجميع
ثالثا/قنوات نقل مياه الصرف الى منطقة معدات فصل الزيوت التى تعتمد درجة فصلها على كمية الزيوت والشحوم المختلطة بالمياه وتصنيفها( زيوت حرة او زيوت مختلطة او زيوت معلقة مملغمة او زيوت ذائبة) ولكى تظبط حجم القطرة المراد فصلها=اكبر او تساوى 150 ميكرو بالنسبة للزيوت الحرة بينما يكون حجم القطرة للزيوت المختلطة=20-150 ميكرو بينما حجم قطرة الزيوت المعلقة المملغمة=اقل من 20 ميكرو وبينما حجم قطرة الزيوت الذائبة=5 ميكرو وغالبا لاتفصل فى معدات الفصل لعدم وجود اغشية فصل لمثل هذا الحجم وتحتاج الى مرسبا ت كيميائية لترسيبها وذلك لان هذة الزيوت الذائبة تتكون فى الاساس من المركبات الفينولية الاروماتيكية ومن ثم تظهر المعالجة الميكانيكية والطبيعية والكيميائية والبيولوجية والالترا فبلتريشن
أنظمة المعالجة الميكانيكية

التصفية
"Screening"

وهي تعتبر أول عملية هامة في معالجة الصرف الصناعي وتتم بتمرير المياه الملوثة من خلال مصافي لفصل المواد الصلبة ذات الأحجام الكبيرة العالقة بالمياه. تتكون المصافي من أعمدة متوازية (أسياخ أو أسلاك أو سلك ضيق أو سطح مثقب).

يمكن أن تكون الفتحات على شكل دائري أو مستطيل

وتصنف أنواع المصافي طبقا لطريقة تنظيفها كالآتي

المصافي ذات التنظيف اليدوي
المصافي ذات التنظيف الميكانيكي

ا تصنف المصافي من حيث مقاس الفتحات إلى

المصافي ذات الفتحات الضيقة (قطر أقل من 4/1 بوصة
المصافي ذات الفتحات الواسعة (قطر أكبر من 4/1 بوصة

المصافى الشائعة الاستخدام

"aquarake" المصفاة التي تسمى
عبارة عن مصفاة تنظف أوتوماتيكيا ويمكن تركيبها مباشرة على مجاري مفتوحة.

"Vibrating Curved Screen" أما المصفاة التي تسمى
أو "المصفاة الاهتزازية المنحنية" فتتميز بكفاءة فصل عالية وسهولة إزالة المواد الصلبة من على السلك. ويمكن أيضا أن تزود هذه المصفاة بأداة تنظيف بالرش.

"Rotary Screen" أما المصفاة الدوارة
فتعمل بتمرير المياه من أعلى اسطوانة دوارة ويمكن تزويدها بكاشط لتنظيف الأسطوانة

فصل الزيوت

وهى عملية يتم فيها فصل المواد الطافية والزيوت والمواد العضوية الحرة (الغير مستحلبة) من المياه الملوثة. وهذه العملية لها أهمية كبيرة فى المعالجة الأولية للصرف الصناعى. ولذلك فإن معظم الصناعات البترولية والكيميائية تستخدم أجهزة فصل الزيوت عن المياه بدلا من أجهزة الترسيب الأولية

فاصل الزيوت
API

(American Petroleum Institute) وهو جهاز قامت المؤسسة الأمريكية للبترول بتصميمه وهو الأكثر استخداما في الصناعات البترولية والمنشآت الصناعية الأخرى.

وهناك نموذجان لهذا النوع من أجهزة فصل الزيوت:

النوع المستطيل والنوع الدائري ولكننا قلما نجد النوع الدائري حيث أن النوع المستطيل يتماشى أكثر مع أحجام معظم الوحدات. وكثيرا ما تعمل هذه الأجهزة مع تدفق عال للمياه مما يحتاج إلى
وحدات كبيرة الحجم.

ولكن العيب الوحيد بها هو أنها تحتاج إلى زمن مكوث طويل لضمان أقصى كفاءة لفصل الزيت

وحدة فصل الزيوت
CPI
هذه الوحدة تعتبر بديلا لوحدة الاى بى اى

وتتكون من مجموعة شرائح أو مجموعات من الأنابيب موضوعة بميل 60 درجة بحيث تنزلق المواد المحتجزة من أعلى الشرائح لتتجمع في القاع

من أهم مميزات هذا الجهاز أنه يمكن أن يستخدم في مكان صغير المساحة ومع أنه قد وجد رواجا بين صناعات عديدة إلا أنه لا يستخدم بكثرة في عمليات تكرير البترول بسبب عدم قدرته على استيعاب معدلات التدفق العالية.

API وهو يتميز على وحدات الـ
لأنه أكثر كفاءة في فصل الزيوت والمواد الصلبة والمروقات الأولية نظرا لأنه يمكن توفير مساحة سطحية أكبر

نظرية فصل الزيوت عن المياه باستخدام الجاذبية

تعتمد الوظيفة الاولى لمعدات الفصل على فصل الزيوت الحرة بحجم= 150 ميكرو اولا من مياه الصرف ويحول كل قطرة اقل من ذلك الى مستحلب مكسر وذلك باستخدام ثلاث قوى دفع (الاستخلاص/التكسير/الترسب بالجاذبية) حيث يتناسب معدل الاستخلاص مع حجم الزيوت الحرة الموجودة ويتناسب معدل التكسير مع مساحة القطرة الموجودة وبمعنى اخر كلما قل قطر القطرة كلما قل حجمها بالنسبة لمساحة سطحها وبناءا على هذا الاسلوب ترتفع القطرات لاعلى بينما الاصغر تنخفض لتكوين مستحلب معلق غير مفصول

وبناءا على المعاملات الرياضية الاتية:-

معدل زيادة حجم القطرة(قدم/دقيقة) فى مياه الصرفvt
معدل كثافة القطرة فى مياه الصرف(قدم/دقيقة) sw
الكثافة النوعية للزيوت فى مياه الصرف عند درجة حرارة معينهso
اللزوجة المطلقة للزيوت الموجودة فى مياه الصرف U

وبناءا على رفع الزيوت الى اعلى فى معدات الفصل نستطيع ان نعين المعاملات الاتية:-

المساحة الافقية بالقدم المربع Ah
معامل التصميم لاقصر دورة تشغيل F
معدل سريا ن مياه الصرف الصناعى بالقدم المكعب/دقيقةQM
مساحة المقطع الراسية بالقدم المربعAC
سرعة السريان الافقية بالقدم/دقيقة ولاتزيد عن 3-15 قدم/دقيقة VH
عمق مياه الصرف بالقدم D
متوسط اتساع حجرة الفصل بالقدم B
طول حجرة الفصل بالقدم L

واما بالنسبة لكلا من خليط من الزيوت الحرة والمختلطة عندما تصل الى منطقة الفصل وتاخذ وقتا كافيا
=40 -120 دقيقة للفصل تتكور وتفصل من مياه الصرف حيث تترسب بعد ذلك مكونة مستحلب مفصول بعيدا عن المياه فصل =70-90%

تثبيت معدل تدفق وتجانس مياه الصرف
(Flow Equalization)

الغرض من عملية التثبيت والتجانس هو تجميع مياه الصرف من المصادر المختلفة الحامضية أو القاعدية وكذلك المخلفات العضوية في أحواض خاصة حيث يتم خلطها وتصبح ذات تركيزات متجانسة وتدفق ثابت يسهل معالجتها في المراحل التالية خاصة عملية المعادلة بالأحماض أو القلويات

وتساعد عملية تثبيت تدفق مياه الصرف في التغلب على مشاكل التشغيل الناجمة عن التغير في معدلات تدفق المياه إلى محطات المعالجة وبالتالي تحسين أداء المحطة.

ويستخدم خزان التثبيت والتجميع كذلك خزان طوارئ لاستقبال المياه الملوثة في حالة حدوث أى عطل فني في عملية المعالجة

وفيما يلي مميزات تطبيق نظام تثبيت وتجانس مياه الصرف الداخلة في محطات المعالجة

زيادة كفاءة عمليات معالجة مياه الصرف بعد التجانس وتثبيت معدل التدفق

زيادة كفاءة المعالجة البيولوجية حيث أن عملية التجانس تمنع أو تقلل حدوث الأحمال العالية المفاجئة. كذلك يمكن تخفيف المواد السامة التي تؤثر على العملية الحيوية وثبات الأس الأيدروجيني

تحسين أداء عمليات الترشيح والغسيل العكسي لتكون أكثر انتظاما

- تحسين أداء المعالجة الكيميائية حيث أن التثبيت والتجانس يؤدي إلى ثبات الأحمال مما يؤدي إلى تغذية منتظمة لجرعات الكيماويات

- تحسين في خواص المياه المعالجة وكفاءة التثخين في أحواض الترسيب الثانوية التي تتبع المعالجة البيولوجية التي تزداد كفاءتها نتيجة ثبات أحمال المواد الصلبة

- يمكن أن تكون عملية التثبيت والتجانس طريقة غير مكلفة للتغلب على مشاكل المحطات التي تعاني من ازدياد الأحمال

ويمكن تركيب خزان التثبيت والتجانس في بداية عمليات المعالجة أو بعد المعالجة الأولية وقبل المعالجة البيولوجية. ويجب أن يصمم تنك التجانس بحيث يسمح بتقليب المواد المترسبة. كذلك يجب تزويده بمصدر للتهوية للتغلب على انبعاث الروائح الكريهة

المعالجة الفيزيائية

الترسيب

الغرض من الترسيب الطبيعي هو إزالة أكبر كمية من المواد الصلبة العالقة ذات الكثافة الأعلى من المياه في أحواض خاصة تمر فيها المياه في فترة معينة وتحت ظروف تساعد على هبوط المواد العالقة إلى قاع هذه الأحواض وهى من وحدات التشغيل الأكثر شيوعا فى معالجة الصرف

وتستخدم عمليات الترسيب فى إزالة الرمال فى أحواض الترسيب الأولية وفى فصل الحمأة النشطة فى المعالجة البيولوجية وكذلك فى فصل الرواسب فى المعالجة الكيمائية وفى عمليات تثخين الحمأة
.
أنواع أحواض الترسيب

أحواض الترسيب الشائعة

هذه الأحواض تعتبر من أحسن الأحواض للترسيب الطبيعي وفيها توجد المياه بحيث تسير في الحوض أفقيا بسرعة لا تصل إلى الحد الأدنى الذي يعوق عملية الترسيب على أن تكون هذه السرعة منتظمة في الحوض.

وهذه الأحواض إما مستطيلة أو مربعة أحيانا في المسقط الأفقي وهي الأكثر استعمالا في عمليات الترسيب الطبيعي

ويتكون الحوض من 4 مناطق

- المنطقة الداخلية: وفيه يتم توزيع المياه على المقطع الأفقي للحوض

- منطقة الترسيب: وفيها ترسب المواد العالقة

- المنطقة الخارجية: وفيها يتم تجميع المياه الرائقة

- منطقة الحمأة: وفيها تتجمع المواد الصلبة فى أسفل الحوض ثم يتم إزالتها نهائيا

يتم تصميم أحواض الترسيب بأشكال وأحجام مختلفة فمنها المستطيل والدائري.

تتم عملية إزالة المخلفات الناتجة عن طريق مجمعات هيدروليكية التي تزيل المواد الصلبة بالقرب من نقطة الصرف

وفي هذه الأحواض يتم إزالة من 40-60% من المواد العالقة مع 25-50% من حمل الأكسجين الحيوي الممتص
4-10% ويتراوح تركيز المواد الصلبة الناتجة من عملية الترسيب ما بين
و 0,5-2 % للمثخنات التي تتعامل مع الحمأة الناتجة من مفاعلات الحمأة النشطة

التعـويم (Flotation)

وحدة التعويم هى الوحدة التى تستخدم فى فصل الجزيئات الصلبة أو السائلة من مياهالصرف.

تتم عملية الفصل بواسطة إدخال غاز خام (عادة فقاعات هواء) إلى مياه الصرف. تلتحم الفقاعات بالجزيئات حيث تكفى قوة الطفو للجزيء المركب مع الغاز لرفع الجزيء إلى السطح.

وبذلك يمكن للجزيئات التى لها كثافة أعلى من السائل أن تطفو

يتم استخدام التعويم لإزالة المواد العالقة وزيادة تركيز الحمأة البيولوجية

الميزة الأساسية لعملية التعويم عن الترسيب هى أن الجزيئات الصغيرة جدا أو الخفيفة يمكن إزالتها بشكل كامل وفى وقت قصير.

وعندما تطفو الجزيئات إلى السطح فإنه يتم إزالتها بواسطة عملية الكشط

أنواع أنظمة التعويم

• التعويم الهوائي

فى هذا النظام تتكون فقاعات الهواء بإدخال الغاز إلى مياه الصرف عبر مضخة دوارة خلال المشتت.

عملية التهوية بمفردها ليست كافية على المدى القصير للتأثير فى عملية الطفو للمواد الصلبة
وحدة الفصل باستخدام الداف( التطويف الهوائى المذاب)

هى تستخدم طريقة الفصل بالجاذبية للتخلص من الزيوت والشحوم من مياه الصرف وتعتبر افضل واقوى فى فصل الزيوت المختلطة لاستخدام اسلوب المعالجة بالفقاقيع الهوائية

وقد تستخدم فى بعض الوحدات غاز نيتروجين اوغاز طبيعى يمرر داخل البترول الخام بدلا من استخدام الهواء المضغوط لتحقيق نسبة ازالة=95-98% من الزيوت والشحوم

استخدام المعالجة الكيميائية بالمجلطات والفلوكات والمروقات لعمل جزيئات من الفلوكات الكبيرة الطافية على سطح المياه من الزيوت والشحوم متجمعة منفصلة عن بعضها البعض ويكون من السهل ازالتها بالترسيب او بالسحب من اعلى حيث قدرة وحدات الداف ان تتعامل مع كمية 1-20 مجم/لتر من الزيوت والشحوم

ثم يتم تشبيع المياه بالهواء المضغوط فى داخل حجرة التطويف مما يولد كميه هواء مذاب كبيرة تنتج كميات كبيرة من الفقاقيع الهوائية عند التعامل مع الزيوت

ويتم اجراء عملية اعادة التدوير باستخدام الهواء المذاب والهواء المضغوط للمياه غير المعالجة الداخل للوحدة مما يساعد على تكوين فلوكات كبيرة فى جحرات تطويف كبيرة لقوة الفصل

فكلما زادت وحدات الداف زادت كمية ازالة الزيوت والشحوم بكمية=75مجم/لتر مياه غير معالجة

استخدام المجلطات الكيماوية مثل البولى الومونيوم كلوريد/الشبه/املاح الحديديك فى وحدات الداف كلما زادت كميات الزيوت المملغمة او المستحلبة فى مياه الصرف الغير معالجة

استخدام المجلطات الكيماوية تعدل بناءا على اسلوب المعالجة المطلوب حيث انها ممكن ان تكون سائل/سائل او سائل/هواء بناءا على خواص مياه الصرف الغير معالجة حيث ان نوع المعالجة تعتمد على تقليل قوى التجاذب بين الزيوت والشحوم المملغمة والمستحلبة والمختلطة ومياه الصرف المختلط بها فى حالة اسلوب السائل/السائل وان تزيد قوى التجاذب بين الزيوت وفقاقيع الهواء

وبناءا على النظريات الكيميائية والفيزيائية التى تزيد من التصاق فقاقيع الهواء المختلطة بقطرات الزيت حيث يتم تحميض وازاله الاستحلاب لقطرات بقطر يبدا بقطر=40 ميكرو فاعلى عند اس هيدروجينى=8.5 عند تركيز زيوت وشحوم=200مجم/لتر

وعلى هذا نجد ان 100% من الزيوت والشحوم اذا استخدم كميه 100 مجم/لتر من الشبه او البولى الومونيوم كلوريد بينما يتم ازالتها باستخدام كميه=50مجم/لتر من كبريتات الحديديك فنجد ان الرقم الهيدروجينى هو المحور الرئيسى لجرعة المجلطات الكيميائية المضافة لاتمام المعالجة المطلوبة

المعالجة الكيميائية

المعالجة الكيميائية الأولية

التعــادل

الغرض من عملية التعادل هو معادلة المخلفات السائلة الصناعية - سواء كانت حمضية أو قاعدية - بالمواد الكيميائية المناسبة قبل صرفها إلى المجارى العمومية أو إعادة استخدامها حيث تتطلب معظم التشريعات أن يتراوح الأس الأيدروجيني بين 6-9 قبل الصرف النهائي. وضبط الأس الهيدروجينى من المراحل الهامة فى معالجة الصرف الصناعى حيث أن المحاليل زائدة الحموضة غير مرغوب فيها وكذلك المحاليل زائدة القلوية

وبالنسبة للصرف الذي يتم معالجته بيولوجيا فإنه يجب أن يبقى مستوى الأس الأيدروجيني ما بين 6.5 و 9 لضمان البيئة المناسبة لتكاثر الكائنات الدقيقة. وتؤثر العمليات البيولوجية الهوائية على الأس الأيدروجيني بسبب تكون غاز ثاني أكسيد الكربون. وتمثل الأحماض المستنفدة، وخاصة حمض الكبريتيك، الجزء الأكبر من مياه الصرف الذي يحتاج إلى معادلة.

المواد المستخدمة فى المعالجة

وتستخدم فى عمليات المعادلة العديد من المواد الكيميائية التى تختلف من حيث الكفاءة وكذلك من ناحية التكاليف.

ويعتبر الجير من أكثر المواد المستخدمة في التعادل وذلك لسعره المنخفض، ولكنه كثيرا ما يكون الجير الصلب بطيئا في التفاعل فيكون رواسب غير قابلة للذوبان مثل كبريتات الكالسيوم. أما بالنسبة لكربونات الصوديوم وهيدروكسيد الصوديوم والأمونيا فهذه المواد مع أنها أعلى تكلفة ولكنها تتفاعل سريعا مع الأحماض مقارنة بالجير وهي أيضا شديدة الذوبان فى الماء لذلك فإن عملية التداول والتغذية تكون مناسبة وخاصة بالمعدات التى تعمل أوتوماتيكيا

وتتم معادلة مياه الصرف القلوية باستخدام حمض الكبريتيك أو الأحماض المتخلفة من عمليات أخرى ويمكن أيضا الاستفادة من الغازات المتسربة مثل ثاني أكسيد الكربون حيث أنه يكون
حمض الكربونيك عند امتزاجه بالماء

ويعتبر التعادل من أقدم الطرق الكيميائية وأكثرها استعمالا في معالجة مياه الصرف الحمضية والقلوية لتثبيت الأس الأيدروجيني ما بين 6 و 9 كما تتطلب معظم التشريعات البيئية، حيث أن الكثير من مياه الصرف الكيميائية تتعدى هذه الحدود وتتميز بالتذبذب الشديد مع الوقت

وفي أغلب الأحيان، يتم معادلة مياه الصرف الحمضية باستخدام مجاري مياه الصرف القلوية أو الجير أو الدولومايت أو الأمونيا أو الصودا الكاوية أو كربونات الصوديوم.

ويعتمد اختيار المادة القلوية المستخدمة على حجم مياه الصرف وتقلبات الأس الأيدروجيني بالإضافة إلى تكلفة المادة المستخدمة.

وغالبا ما يستخدم الجير رغم أنه يتسبب في تكوين رواسب أو مواد عالقة فيتعين ترسيبها وترشيح المياه للتخلص منها قبل الصرف النهائي وذلك بسبب انخفاض تكلفة الجير

وتحتاج مياه الصرف ذات القلوية المرتفعة إلى المعالجة باستخدام مجاري مياه الصرف الحمضية أو حمض الكبريتيك أو حمض الهيدروكلوريك أو الغازات المتسربة المحتوية على ثاني أكسيد الكربون. وعادة ما تتم عملية المعادلة على مرحلتين، فيتم أولا التعادل باستخدام خطوط مختلفة لمياه الصرف أو المواد الكيميائية قليلة التكلفة، ثم يتم التعادل النهائي غالبا باستخدام أجهزة تحكم والصودا الكاوية أو حمض الكبريتيك

الأكسدة / الاختزال

تستخدم المواد المؤكسدة فى معالجة الصرف الصناعى كخطوه أولى لإزالة المعادن الثقيلة بأكسدة المواد العضوية أو كمرحلة أخيره فى المعالجة لأكسدة المركبات ذات الرائحة النفاذة مثل كبريتيد الهيدروجين أو لأكسدة المواد الغير عضوية مثل السيانيد ولعمليات التطهير

يعتبر الهواء هو المادة المؤكسدة الأقل تكلفة والأكثر انتشاراً. يتم أكسدة الحديد الثنائى إلى الحالة الثلاثية من خلال تعريضه للهواء وتتم هذه العملية غالبا فى أبراج للأكسدة مشابهة لأبراج التبريد.

ومن المواد الكيميائية المؤكسدة أيضا الكلور ونظيره الهيبوكلورايت فى صورتيه الصوديوم والكالسيوم وبرمنجنات البوتاسيوم.

ويعد الكلور ومشتقاته من المواد المكونة للمركبات المسببة للسرطان عند استخدامها فى أكسدة المواد العضوية.

ولذلك يجب التأكد أولا قبل استخدام الكلور من احتمالات تكوين أي مواد مسرطنة وذلك حتى إذا كانت العملية لا تتعلق بمياه الصرف

وتستخدم مادة برمنجنات البوتاسيوم في أكسدة المركبات ذات الرائحة النفاذة القوية ولاكسدة المواد العضوية.

ومن المواد الفعالة فى اكسدة المواد العضوية مثل الأكسجين الكيميائي المستهلك هي مادة بيروكسيد الهيدروجين

الترويب
(Coagulation)

تحدث عملية الترويب أثناء عملية المزج السريع للمياه. الغرض منه خلط محلول المروب مع الماء خلطا سريعاً ينتج عنه مزج المروب مع الماء مزجاً تاماً

هناك نظريتان لشرح طرق ثبات وعدم ثبات أنظمة المروبات

- النظرية الكيميائية

التى تقترح أن المروبات عبارة عن مكونات ذات أساس كيميائى محدد تحدث نتيجة تفاعلات كيميائية معينة بين حبيبات الترويب والمروب الكيميائى المضاف

- النظرية الفيزيائية

تقترح أن الانخفاض فى قوى الشد الموجودة لفصل الحبيبات عن بعضها تحدث من خلال الانخفاض فى القوى الالكتروستاتيكية مثل قوة زيتا الثابتة ومن الصعب الحصول على الترويب والمزج والترسيب الجيد فى عمليات معالجة الصرف الصناعى

عملية المزج البطيء
(Flocculation)

الهدف من هذه العملية هو التصاق أكبر كمية ممكنة من المواد العالقة الدقيقة على سطح الكيماويات المضافة.

يمكن تنفيذ هذه العملية إما بالتحريك الميكانيكي أو بتحريك الهواء وتكون جديرة بالأخذ في الاعتبار عندما نحتاج إلى زيادة نسبة التخلص نم المواد العالقة والأكسجين الحيوي الممتص
• في أحواض الترسيب الأولية

• المعالجة النهائية لأنواع خاصة من مياه الصرف لصناعات معينة

• تحسين أداء أحواض الترسيب الثانوية وخاصة في عمليات الحمأة المنشطة وأيضا من أجل زيادة احتمالات الاصطدام بين حبيبات الترويب وبالتالي زيادة التصاقها ببعض لتكوين مواد صلبة قابلة للترسيب أو للترشيح. وتتم العملية من خلال التحريك المطول لحبيبات الترويب لزيادة الحجم والكثافة

ويمكن إجراء هذه العملية في أحواض منفصلة تتواجد في تركيب المروق.

كما يمكن استخدام طريقة المزج البطيء باستعمال الهواء وفيها يجب ضبط نظام تزويد الهواء بحيث يمكن تغيير مستوى الطاقة في جميع أجزاء الحوض.

وعادة يتم خفض كمية الطاقة الداخلة في كلا النظامين - الهوائي والميكانيكي - وذلك حتى لا يتم تكسير الجزيئات التي تجمعت وتكونت في بداية العملية خلال خروجها من خزان المزج البطيء

الترسيب الكيميائى

وتتكون عملية الترسيب الكيميائي لمعالجة مياه الصرف من إضافة الكيماويات التي من شأنها تغيير الحالة الفيزيائية للمواد الصلبة الذائبة والعالقة وتسهيل عملية التخلص من هذه المواد عن طريق الترسيب.

وفي بعض الأحيان يكون هذا التغيير طفيفا وتتأثر عملية التخلص سلبا بسبب حبس هذه المواد في كتلة مترسبة كبيرة الحجم يتكون معظمها من المادة الكيميائية نفسها.

ومن نتائج هذه الإضافات الكيميائية أيضا زيادة نسبة المواد الذائبة في مياه الصرف

في الماضي كانت طرق الترسيب الكيميائى تستخدم لتحسين عمليات إزالة المواد العالقة والحمل العضوي BOD5 من المياه في حالات
اختلاف تركيز الصرف على مدار الفصول

الاحتياج إلى درجة معالجة متوسطة

كوسيلة مساعدة لعملية الترسيب الطبيعي

وقد أدى الاحتياج إلى توفير الإزالة الكاملة للمركبات العضوية والمغذيات (النيتروجين والفوسفور) الموجودة بمياه الصرف إلى زيادة الاهتمام بالترسيب الكيميائي

وقد تم تطوير العمليات الكيميائية للمعالجة الثانوية الكاملة للمياه الملوثة، بما فيها إزالة النيتروجين أو الفوسفور أو كليهما، بالإضافة إلى تطوير عمليات كيميائية أخرى لإزالة الفوسفور بالترسيب الكيميائي إلى جانب المعالجة البيولوجية

الترسيب الكيميائي لتحسين أداء المحطة

تم استخدم العديد من المواد الكيميائية للترسيب على مدى السنوات. وتعتمد درجة الترويق على كمية الكيماويات المستخدمة وعلى دقة التحكم في العملية نفسها. ويمكننا من خلال الترسيب الكيميائي الحصول على صرف ذي درجة عالية من النقاء وخال إلى حد كبير من المواد العالقة أو الرغوية

Ultrafiltration Removal of Oil and Grease
ازالة الزيوت والشحوم باستخدام اغشية الالترا فلتريشن

وهى طرق استخدام الكربون النشط الممتز و استخدام الزيوليت النشط و الترشيح بالاغشية باستخدام اغشية الضغط الاسموزى والفلاتر الرملية الزلطية للمعالجة تعتبر افضل الطرق لازالة الزيوت الذائبة والمملغم والمستحلب من مياه الصرف

وتعتمد نظرية العمل على استخدام نظرية الاغشية ذو المسافات البينية المتفاوتة وشبه النفاذة للتعامل مع الجزيئات المتفاوتة الحجم من الزيوت والشحوم الذائبة واستخدام الضغط العالى الضاغط على الغشاء لقوة الفصل مما يؤدى الى ازالة كميات 100% من الزيوت والشحوم

العرض الفنى
تعتبر المواد المتطايرة وغير المتطايرة من منتجات البترول مصدراً للخطورة إذا تم تصريفها مباشرة للشبكات العامة للصرف الصحي أو الصرف الداخلي في حالة عدم وجود شبكة صرف صحي عامة، فالبترول مادة سريعة التطاير وإذا تم تصريفها للشبكات قد تسبب إنفجارات وتدميراً للممتلكات، بينما المنتجات غير المتطايرة مثل الزيوت الثقيلة والشحوم الصناعية يصعب معالجتها في محطات المعالجة وتتسبب في انسداد المواسير، لذلك يلزم معالجة المياه المحتوية على الزيوت والشحوم والمواد البترولية مسبقاً قبل السماح بتصريفها للشبكات العامة للصرف الصحي أو الصرف المحلي للموقع وتراعى في ذلك الضوابط التالية:-
يجب أن تطبق النسب المطلوبة للمعالجة المسبقة لمياه الصرف الصحي قبل تصريفها إلى الشبكة العام، وفقاً للإرشادات التالية
. شحوم وزيوت 120 ملجم/لتر
. فينول 150 ملجم/لتر
. إجمالي هيدروكربونات مكلورة 0.5 ملجم/لتر
وعند تجاوز المواد المذكورة للحدود المشار إليها بأعلاه، فإنه يلزم معالجتها مسبقاً قبل صرفها إلى شبكة الصرف الصحي العامة، ويتم تحديد أساليب قياس التصرف وجمع العينات وطرق التحليل بالمعمل وفقاً للطرق القياسية لاختبار المياه ومياه الصرف الصحي
لا يسمح بتصريف أي من السوائل التالي ذكرها إلى شبكة الصرف الصحي
الكيروسين، البنـزين، النفتالين، زيت البترول، أو أي سائل قابل للاشتعال أو للانفجار، صلباً كان أو غازيا.ً
مياه الصرف التي تحتوي على أكثر من (25) جزء في المليون ملجم/لتر من زيت البترول أو زيوت لا تتحلل بيولوجياً أو أي منتج من أصل زيت معدني او مياه الصرف التي تحتوي على زيوت عامة أو دهون أو شحوم.
وإذا تم تصريف المياه أو المخلفات التي تحتوي على المواد المشار إليها بأعلاه إلى الشبكات العامة (للصـرف الصحي) فيكون للجهة المختصة رفض تصريفها أو إلزام صاحب المحطة بعمل معالجة مسبقة لدرجة مقبولة كما هو وارد في الفقرة أعلاه للسماح بتصريفها أو التحكم في الكميات ومعدل الصرف لضمان الالتزام بحدود النسب المسموح بها أو تحصيل تكاليف نقل ومعالجة هذه المخلفات
يتم تجميع الزيوت والشحوم المتخلفة عن السيارات في أماكن خاصة ثم تنقل وتدفن خارج البلدة في حفر خاصة بذلك تحددها البلدية، وسيكون المالك مسئولاً عن إزالة المواد المراد التخلص منها بشكل سليم، ويجب عليه تسجيل تاريخ ووسائل الإزالة في بيان قد يطلب منه من قبل لجان المتابعة في أي وقت
في حالة الصرف المحلي، تتم المعالجة في غرفة الترسيب والتصفية من الزيوت وخلافه، كما يتم التأكد من سلامة وكفاءة التربة وسعة ودقة الوحدات الخاصة بذلك:-
يجب عمل ميول في أرضية المحطة تؤدي إلى قنوات خاصة بالصرف داخل الموقع تؤدي إلى مصايد الشحوم أو البنـزين حيث تتم معالجتها قبل صرفها على شبكات الصرف الصحي العامة أو الصرف المحلي الخاص بالموقع، ولا يسمح بتسرب أي سوائل خارج الموقع
مراعاة المتطلبات التالية عند تصميم المصايد للشـحوم والزيوت
. يجب أن تكون سعة مصيدة الشحوم والزيوت مناسبة لكميات الماء المستعمل
. عدم صرف أي مخلفات عبر المصيدة عدا الشحوم والزيوت المختلطة بالماء
. يجب أن تكون المساحة السطحية للمصيدة كبيرة قدر الإمكان لتجنب ارتفاع درجة حرارة المياه المراد معالجتها ولتوفير التهوية المناسبة لها
. يجب عمل عوارض لتقليل سرعة الدخول
. يجب خفض منسوب المخرج لمنع مرور الشحوم والزيوت منه
. يجب أن تكون جوانب المصيدة منحدرة، ويفضل أن يكون قاعها مخروطياً ويوصل المخرج في أسفل قاع المخروط
. تنظيم وسائل كشط وإزالة الشحوم والزيوت العائمة
.يجب أن يتم صيانة المصايد بعناية وبصفة مستمرة
يجب أن يزال غاز البنـزين بالتهوية، حيث أنه قابل للاشتعال وسام، وهو من الغازات التي تكون أثقل من الهـواء، وهو أقرب للتجمع في الأماكن المنخفضة مثل مواسير وغرف التفتيش العميقة
يجب عمل مصيدة للبترول، وهي عبارة عن غرفة مصمتة ومعزولة ذات قواطع متعددة وتوضع القواطع متتالية ومخارجها تحت مستوى الماء حتى يتم حجز البنـزين، وتجهز الغرفة بأغطية غير منفذة للهواء لمنع أخطار الاشـتعال، ويتم تأمين التهوية اللازمة للتخلص من غاز البترول، ويجب أن يكون ارتفاع أنابيب التهوية كافياً لتلافي كافة أخطار الاشتعال ونهاياتها السفلية تدلى أقرب ما يكون من سـطح الماء لاستخلاص غاز البترول.
مستوى النفايات السائلة من الزيوت
الاس الهيدروجينى 6-9
الاكسجين الحيوى 50 ملجرام/لتر
الاكسجين الكيماوى 250 ملجرام/لتر
فوسفور كلى 2 ملجرام/لتر
زيوت وشحوم 10 ملجرام/لتر
كمية المواد الصلبة العالقة 50 ملجرام/لتر
معدل درجة الحرارة اكثر من 3 درجات
اجمالى البكتريا القولونية 400جرثومة/100ملليمتر
خطوات طرق معالجة المياه الملوثة بالمشتقات
معالجة المياه الملوثة الحاوية على المشتقات النفطية
تشكل المركبات الهدروكربونية النسبة العظمى من الملوثات الموجودة في مياه الصرف الناتجة عن المواد البترولية ، ويضاف لها بعض المركبات الأخرى منها : المركبات العضوية ( كحمض السلفونيك ) - والمركبات الكبريتية - وأملاح الصوديوم .....‏
مياه صرف ناتجة عن مصافي ورش الغسيل والتشحيم: تتكون مياه الصرف الناتجة عن مصافي النفط من أنواع مختلفة في حمولتها من المركبات البترولية وفي نوعية تلك المركبات
- مراحل معالجة المياه الملوثة بالمشتقات النفطية
تعمل وحدة معالجة المياه الملوثة بالمشتقات النفطية على استرجاع الزيوت النفطية التي توجد في المياه على عدة أشكال
زيوت حرّة غير مستحلبة
زيوت مستحلبة ومستقرة وسط الماء
مواد صلبة غير منحلة
وإن مبادئ فصل واسترجاع هذه الزيوت تتوقف على طبيعة وجودها :-
فالمواد الصلبة والزيوت الغير مستحلبة تفصل بالطرق الفيزيائية
أما الزيوت المستحلبة فتفصل كيميائياً ً،
وأخيراً يتم معالجة المستحلبات الصغيرة والمواد العضوية غير المنحلة والتي لم تعالج بالطرق السابقة بيولوجياً
تمر المياه الملوثة أثناء معالجتها بثلاث مراحل تبعاً لطريقة المعالجة وهي
مرحلة المعالجة الفيزيائية
مرحلة المعالجة الكيميائية
مرحلة المعالجة البيولوجية
مرحلة المعالجة الفيزيائية
لمعهد البترول الأمريكي:- API وبناءا على التصميم
يتم فصل المواد الصلبة والزيوت الغير مستحلبة بالاعتماد على مبدأ الثقالة حيث تستخدم فواصل والذي يعتمد تصميمها على مبدأ الفرق في الكثافة بين طوري الماء والزيوت سواءً الحرة أو الصلبة، فتطفو الزيوت الحرة على سطح الماء وتؤخذ بواسطة كاشط معين إلى حفرة خاصة بالزيوت لتعاد بعد ترقيدها إلى خطوط الإنتاج من جديد بينما تترسب المواد الصلبة في أسفل تلك الأحواض وتؤخذ عبر مآخذ خاصة على شكل حمأة أو سلدج إلى أماكن خاصة يتابع فيها معالجتها والتخلص منها
وبدراسة الحالة النموذجية المبسطة لأحواض API علماً أن هناك بعض التعديلات التي يمكن إضافتها لهذا النموذج بقصد تحسين مردود عملية الفصل كأن تضاف بعض الحواجز والصفائح المعدنية إلى منطقة عبور المياه حيث تلتصق قطرات الزيت على هذه الصفائح وتتجمع عليها وتسمح بالتالي من ازدياد احتمالات تصادمها وتضخم حجمها الأمر الذي يساهم في تحسين مردود فصلها وتعويمها
- مرحلة المعالجة الكيميائية
الزيوت المستحلبة لا يمكن فصلها فيزيائياً لذلك لا بد من اللجوء إلى طرق المعالجة الكيميائية والتي تسمح بإزالة حالة الاستحلاب والاستقرار الناشئة بين قطرات الزيت والوسط المائي المحيط بها .
1- مرحلة المجلطات /تفاعل مركبات الحديد ذات القدرات الادمصاصية مع الزيوت المائية ذات القوام والسطح الجيلاتينى بطريقة الاكسدة وتتحول من مركبات حديديك الى مركبات حديدوز متفاعلة مع الزيوت وجاهزة للترسيب للاسفل
2- مرحلة الفلوكات /بينما تتفاعل الكبريتات مع المواد العضوية البترولية المنحلة=المركبتانات فاصلة لمجموعة الكبريتيد والتى تتاكسد بواسطة تحول ايون الحديديك الى حديدوز مكونة رواسب سوداء تترسب الى الاسفل.
3- مرحلة المروقات /ويتم اضافة البوليمرات العضوية كمواد مروقة تحمل على سطوحها مركبات هيدروكسيد الحديديك ذات القدرة العالية على الادمصاص لتتفاعل مع كل الزيوت المستحلبة والمركبات العضوية التى تم اكسدتها في المرحلتين السابقتين وترسيبها للحصول على الفصل المطلوب بين المياه والزيوت
تستكمل مرحلة المعالجة الكيميائية بما يسمى بمرحلة التعويم Flotation وهي مرحلة هامة للغاية وحاسمة جداً في تحسين المواصفات النهائية للمياه المعالجة ويرمز لها اختصاراً بـالداف Dissolved Air Flotation و التعويم بالهواء المنحل ويعتمد مبدأ هذه الطريقة على تغيير كثافة المواد الصلبة المشكلة بإضافة المواد الكيميائية السابقة عن طريق انضمام فقاعات الهواء المحقونة بواسطة شبكة خاصة في أسفل الحوض إلى سطوح تلك المعلقات ومساهمته في اتساع سطوحها النسبية وبالتالي الإقلال من كثافتها الأمر الذي سيسمح بتعويمها
أي أن ما يقصد بالتعويم في الحقيقة هو التيار الصاعد من المواد الادمصاصية التي ستسهم في امتزاز قطرات الزيت المستحلبة وفي نفس الوقت أيضاً التقاط المعلقات الطبيعية الصلبة التي ندعوها بعكورة المياه وتجميعها على سطح أحواض التعويم
لتؤخذ بعدئذ بواسطة قاشط خاص وتجمع في حفرة خاصة كحمأة تدعى بحمأة التعويم

دورةة عمل التعويم بالهواء المنحل
المياه الزيتية الداخلة
المياه النظيفة الخارجة
الزيوت المفصولة
الحماة المفصولة
الهواء المضغوط
فقاعات الزيت والهواء العائمة
-: مرحلة المعالجة البيولوجية
تدخل المياه الخارجة من مرحلة التعويم إلى أحواض المعالجة البيولوجية المزودة بخلاطات ميكانيكية تقوم بتأمين التهوية لهذه الأحواض وتزويدها بالأكسجين اللازم لعمليات الأكسدة حيث تعد هذه الطريقة من أكثر الطرق شيوعاً ونجاحاً في تحويل المواد العضوية سواءً كانت منحلة أو ذات حجوم دقيقة استحال فصلها بالمراحل السابقة إلى مواد غير منحلة وذلك من خلال أكسدتها بفعل الأحياء الدقيقة (البكتريا) التي تقوم بتحويلها عبر استقلاباتها الحيوية إلى ثاني أكسيد الكربون وإلى أحياء دقيقة جديدة تدعى بالمخثرات (الفلوك) البكتيرية القابلة للتوضع في أسفل أحواض الترقيد الملحقة بالمفاعلات البيولوجية
وإن العديد من الأحياء الدقيقة يمكن أن تتغذى على المواد العضوية المنحلة أو المعلقة وتفكيكها شريطة المحافظة على شروط حياتها المناسبة وبصورة خاصة احتياجاته من الأكسجين
ويقاس محتوى المياه من المواد العضوية القابلة للتفكك بالبكتريا بما ندعوه الاحتياج الأكسجيني العضوي
(BOD) Biochemical Oxygen Demand.
وتمثل هذه المواصفة كمية الأكسجين التي تستهلكها البكتريا لتمثيل هذه المواد العضوية ويمكن تسميتها بالحمل العضوي للحوض البيولوجي فعندما يكون هذا الحمل منخفضاً نسبياً وفي حال توفرت مساحات كافية من الأرض تصمم في هذه الحالة الأحواض البيولوجية على نظام اللاغونات أو الحفر المفتوحة حيث تؤمن البكتريا فيها حاجتها من الأكسجين مباشرةً من الجو الطبيعي
أما إذا كان الحمل العضوي مرتفعاً فلابد في هذه الحالة من إمداد تلك الأحواض بالأكسجين بالوسائل الميكانيكية التي تقوم بشكل دوري بتأمين التهوية المطلوبة لكامل الحوض
دورة عمل الحماة المنشطة
المياه الداخلة
خلاط التهوية
حوض التهوية
حوض الترسيب
قاشط
الحماة المفصولة
الحماة الزائدة
المياه الخارجة
الحماة المدورة
مضخة حلزونية

الفصل بالأغشية
(Membrane Separation)
إن استعمال الأغشية نصف النفاذة يعد نقلة حديثة نسبياً في تكنولوجيا تجديد وتنقية المياه، وفي حين أن مهندسي التصميم يجدون في استكمال وتطوير هذه التقنيات الجديدة معتمدين في نفس الوقت على الطبيعة التي تشتمل على أمثلة عديدة لفصل المحاليل المائية بواسطة الأغشية نصف النفاذة، ويحاولون تصنيع أجهزة فصل مماثلة لما يحدث في العديد من الأنظمة الطبيعية فالأغشية الطبيعية تستعمل بواسطة جذور الأشجار وأوعيتها الخشبية وبواسطة الأمعاء الدقيقة والكلى عند الحيوانات وذلك في عمليات نقل الأغذية إلى خلاياها وفي طرح الفضلات
فعندما تستعمل الأغشية في تنقية المياه فإن المياه تعبر عبر هذه الأغشية نتيجة لقوة الاستخراج أو نتيجة لاشتراك قوى استخراج عديدة تجعل المياه تترك ورائها جزءاً من شوائبها الأصلية كمحاليل مركزة وإن نوع الأغشية وطريقة تطبيق قوى الاستخراج ومواصفات المياه المراد تنقيتها، جميع هذه العوامل تحدد نوع الشوائب التي يمكن فصلها ومردود التنقية أيضاً
ففي الماضي كانت مشاكل انسداد وتخرب هذه الأغشية ومشكلة طرح مخلفات التنقية تجعل استخدام هذه الأغشية محدود بتكلفة عالية نسبياً ومقتصراً على بعض المواقع التي تتوفر فيها إمكانية الاستفادة تجارياً من المخلفات
أما التطورات الحديثة فلقد جعلت من هذه الأغشية تكنولوجياً قابلة للتطبيقات بصورة واسعة ومكنت من إنتاج مياه فائقة النقاوة وفي فصل ملوحة المياه الضاربة للملوحة وكذلك في معالجة أنواع المياه الملوثة وللفصل بالأغشية تطبيقات عديدة من أهمها:-
الترشيح الميكروني
( Microfilration)
فهي أبسط عملية فصل تقوم بها الأغشية بوصفها تلعب دور الجدار والحاجز المائي حيث ترغم المياه على المرور عبره يفوق الضغط وذلك من خلال مساماته التي يمكن أن تتراوح بين(0.1-0.2)ميلي ميكرون
وعندما تستخدم الأغشية كجهاز تحليلي لتحديد محتوى المواد الصلبة المعلقة TTS في عينة المياه يراعى أن تكون مساماته حوالي 0.45 ميلي ميكرون
وتصنع الأغشية الصناعية من مواد مختلفة مثل البولي أميد أسيتات السيليلوز. إن عدد المسامات في واحدة السطح وشكلها يمكن أن تتنوع جداً وتؤثر على معدلات ومواصفات المياه الناتجة كما أن كيميائية الأغشية وبنيتها أيضاً من العوامل الهامة
وخلال عملية الترشيح تلتقط المواد المعلقة على سطح الغشاء وإذا كانت هذه المعلقات من النوع الطيني أو يسهل ضغطها على سطح الغشاء تؤدي في هذه الحالة إلى انسداد مساماته بصورة أسرع بكثير من أية مواد ترشيح أخرى وتؤدي إلى انخفاض معدلات الترشيح إلى حدود كبيرة قد تؤدي إلى إيقاف عمل الغشاء واستبداله، ونادراً ما يمكن غسيل هذه الأغشية عكسياً
إن الأغشية التي تستعمل بغرض الترشيح تكون قدرتها قليلة على فصل المواد الغروية والمنحلة ، وإن مردود فصل المواد الصلبة المعلقة إنما يعتمد بالدرجة الأولى على حجم وشكل المسامات وعلى نزوع العجينة التي تنشأ مع استمرار عملية الترشيح
إن الترشيح الميكروني بالأغشية يختلف عن الترشيح بطريقة المناخل، فالأغشية يمكن أن تنتفخ وتتورم وتتغير وبالتالي مواصفاتها، كما يمكن أن تحدث بعض التفاعلات الكهروكيميائية بين هذه الأغشية وبعض المواد الغروية والمنحلة الخاصة ولذلك فإن المرشحات الميكرونية هذه يكون لها نوعين من معدلات الترشيح الاسمى والمطلق
حيث يأخذ المعدل الاسمي بالاعتبار ترشيح المواد الصلبة المعلقة حتى الأصغر من المسامات وذلك نتيجة تأثير المواد المتجمعة على سطحه ولعبها دور المرشح الإضافي
أما المعدل المطلق فيعني فصل المعلقات الأكبر من حجم المسامات بنسبة 100%. كما أن المعدل النسبي يحدد عادةً تجريبياً بالنسبة لكل عملية
كما ويمتاز الترشيح الميكروني عن طرق الفصل الأخرى بالأغشية بأن نسبة المياه الناتجة هي 100%، هذا ولجعل هذه الطريقة من الترشيح بالأغشية طريقة عملية لابد من فصل غالبية المواد المعلقة باستخدام مرشحات خاصة Septum filters قبل أن تدخل المياه إلى الأغشية التي يجب أن تعد المرحلة الأخيرة في إنتاج المياه عالية النقاوة
الترشيح الفائق
( Ultra Filtration)
كلما صغر حجم المسامات في الأغشية وأصبحت أصغر بكثير من 0.1 ميلي ميكرون تطلب ذلك زيادة فرق الضغط اللازمة فيها للحصول على معدلات تدفق مقبولة أي كلما كان المطلوب استخدام أغشية بمسامات صغيرة وضغط عالي دعونا هذه الطريقة من الترشيح بالترشيح الفائق (UF) حيث يكون عادةً فرق الضغط المطلوب أعلى من 1.4 كغ/سم2 وإن الغرض من استعمال المسامات الأصغر هو فصل المواد الغروية والمواد العضوية المنحلة ذات الأوزان الجزئية العالية، ومن محاذير هذه الأغشية ذات المسامية الصغيرة أنها أكثر عرضة للانسداد من الأغشية الميكرونية
وللحصول على معدلات تدفق مناسبة يجب أن يتألف الغشاء من جلد أو طبقة جلدية رقيقة جداً تعلوها طبقة ذات سماكة أكبر وذات مسامية اكبر وندعو مثل هذا الغشاء بالغشاء المتباين حيث تكون سماكة الطبقة الجلدية أقل من 0.1 ميلي ميكرون

خطوات المعالجة المقترحة
اولا/ فصل الزيوت المتجمعة فى وحدة الفصل الميكانيكى بالطريقة الامريكية لفصل الزيوت والشحوم عن المياه بنسبة 60-65%
ثانيا/ تجميع المياه والزيوت فى خزانات تجميع متدرجة السعات تقسم بالداخل الى حارات تميل بدرجة انحدار 55-56 درجة وتنتهى كل حارة بمصفاة بلاستيكية ذات مسافات بينية تتراوح مابين1-5 مل وتتصل ببعضها بماسورة تنتهى فتحتيها بمصفاة استانلس ذات مسافات بينية مابين1-5 مل
ثالثا/ خزان الفصل الميكانيكى لتدوير الزيوت والشحوم وكشطها بوضع افقى ليصبح السطح بسمك متر جاهز للسحب الى وحدة المعالجة بالهواء المعلق من خلال وحدة الداف
رابعا/وحدة المعالجة البيولوجية الاولية بالداف للحصول على مياه مرشحة بنسبة 55-75%
خامسا/وحدة المعالجة الكيميائية بالكيماويات المجلطة والفلوكة والمروقة للحصول على مياه معالجة بنسبة65-85%
سادسا/وحدة المعالجة البيولوجية النهائية باستخدام اسلوب الحماة النشطة لتمام تحلل الزيوت الكبريتية والمركبتانية والنيتروجينية والف

سادسا/وحدة المعالجة البيولوجية النهائية باستخدام اسلوب الحماة النشطة لتمام تحلل الزيوت الكبريتية والمركبتانية والنيتروجينية والفوسفورية
سابعا/وحدة المعالجة الطبيعية داخل الحجرات بنظام الجاذبية
ثامنا/وحدة المعالجة الطبيعية باستخدام الترسيب من خلال الواح اللاميلا
تاسعا/ وحدة الفلترة بالزيوليت النشط
عاشرا/وحدة الفلترة الكربونية
حادى عشر/وحدة الفلترة الرملية
ثانى عشر/وحدة الترشيح الفائق بالاغشيةالاسموزية
ثالث عشر/وحدة تجميع المخلفات
رابع عشر/وحدة التخلص البيئى الامثل منالمخلفات باستخدام الفلتر بريس
خامس عشر/ خزانات المياه المعالجة قبل الصرف فى شبكة الصرف الصحى
سادس عشر/ وحدة معمل التحاليل للمتابعة والتقييم
سابع عشر/وحدة التشغيل الكهربية
ثامن عشر/وحدة التحكم الالكترونى لكامل المحطة

تتركب الوحدة المتكاملة لمعالجة الصرف الصناعى الناتج من الزيوت والشحوم من عدة مراحل :-

نوع المعدة/الخزان نوع المعالجة العدد البيان مسلسل
خرسانى تحت الارض ماقبل المعالجة 2 بيارات تجميع 1
حديدى/خرسانى تحت الارض اولية 1 وحدة فصل الزيوت الميكانيكية 2
حديدى+بلاستيكى ثانوية 1 وحدة الداف للمعالجة البيولوجية 3
حديدى كيميائية 1 خزان المعالجة الكيماوية 4
بلاستيكى+حديدى كيميائية 4 خزانات تحضير الكيماويات +الكلور 5
بلاستيكى+حديدى طبيعية 1 خزانات المعالجة الطبيعية باللاميلا 6
حديدى متقدمة 1 فلاترزيوليت نشط 7
حديدى متقدمة 1 فلاتر رملية 8
حديدى متقدمة 11 فلاتر كربونية 9
حديدى+بلاستيكى متقدمة 1 وحدة الترشيح بالاغشية الاسموزية 10
بلاستيكى نهائية 1 خزان الكلورة 11
حديدى كيميائية 3 ميكسرات مزج الكيماويات فى خزانات تحضير الكيماويات 12
حديدى كيميائية 3 طلمبات حقن الكيماويات من خزانات تحضير الكيماويات 13
حديدى ماقبل المعالجة 2 طلمبات رفع المياه من البيارات الى وحدة الداف 14
حديدى كيميائية 1 ميكسر مزج الكيماويات مع المياه فى خزان المعالجة الكيماوية 15
حديدى نهائية 1 طلمبة حقن الكلور فى خزان الكلورة النهائى 16
خرسانى او حديدى نهائية 1 خزان تجميع المخلفات 17
حديدى نهائية 1 فلتر زيوليت نشط 18
حديدى نهائية 1 فلتر كربونى نشط 19
حديدى نهائية 1 فلتر رملى/زلطى 20
حديدى نهائية 1 وحدة تناضح عكسى 21
حديدى نهائية 1 فلتر بريس 22

وبناءا على كمية البراميل المنتجة والمتوقعة مستقبلا لان تكون 10000 برميل / يوم وحيث ان سعة البرميل حوالى 200 لتر فيكون معدل الانتاج اليومى المتوقع حوالى 2000000 لتر/ يوم وهو مايمثل حوالى 2000 متر مكعب يومى يحتاج الى كمية 1500 الى 2000 متر مكعب /يوم من المياه فتكون كمية مياه الصرف اليومية حوالى 2000 متر مكعب/ يوم مستقبلا

وبناءا على التحاليل المرسلة والمتمثلة فى الجدول التالى:-
Test
Sample OUT LET SEP. DRAIN TK 192 REMARKS
T.D.S mg/l 110 000 107 000
COD 175 >210
BOD 37.5 >45
SO4 -- mg/l 408 520
P.H 5.88 6.3
T.S.S mg/l N.A N.A We can send device to neag 1 lab. To carryout test if they request .
OIL IN WATER N.A N.A Unsafe test because of forbidden chemicals used at this test

يصبح تصميم المحطة المتوقع كالتالى:-
1- كمية الصرف اليومى=2000 متر مكعب /يوم
2- كمية الصرف/ ساعة = 85 متر مكعب / ساعة
3- سعة خزانات التجميع = 400 متر مكعب
4- سعة جهاز الفصل للزيوت= 100 متر مكعب /ساعة
5-سعة وحدة الداف = 100 متر مكعب
6- سعة وحدة المعالجة الكيماوية= 100متر مكعب / ساعة
7- سعة وحدة المعالجة الطبيعية = 100 متر مكعب
9- سعة وحدات المعالجة النهائية= 100 متر مكعب
10- سعة الفلتر بريس = 750 متر مكعب/يوم
وبناءا على التصميم الاولى للمحطة نستطيع تكوين عدة محاور للمعالجة:-
اولا / التخلص الكامل من المياه معالجة طبقا للمواصفات البيئية للصرف على شبكات الصرف الصحى او المدافن الجبلية
ثانيا / التخلص الامثل من المخلفات الصلبة اما بكبسها بجهاز الكبس (الفلتر بريس) او دفنها بعد تجفيفها فى المدافن الصحراوية بدون مشاكل بيئية
ثالثا / اعادة استخدام المياه المعالجة فى الرى
رابعا / اعادة استخدام المياه مرة اخرى فى التشغيل وتبريد المعدات
العرض المالى
بناءا على التصميم المطروح وكمية مياه الصرف اليومية تكون تكلفة المحطة بدون الفلتر بريس
3000000 جنيه مصرى(3مليون جنيه مصرى)
تكلفة المحطة بوجود الفلتر بريس
4000000 جنيه مصرى (4 مليون جنيه مصرى)
تكلفة الاستشارات والاشراف وتجارب التشغيل والتسليم
500000 جنيه مصرى(خكسمائة الف جنيه مصرى)
اذا توافرت الورش للتشكيل المعدنى لدى الشركة لامانع من عمل كل الخزانات والفلاتر المطلوبة لديكم تحت اشرافنا الكامل
يتم توريد كل الكيماويات اللازمة للمعالجة من طرفنا
كل الطلمبات والميكسرات والقلابات ممكن ان تورد من طرفكم وتحت اشرافنا الكامل
العرض غير شامل الاعمال المدنية والانشاءات الخرسانية
طريقة الدفع
60% عند التعاقد
20% عند التسليم الاولى
20% عند التسليم النهائى
تسلم المبالغ المادية اما بشيك باسم (د/بهاء بدر الدين محمود)او على حسابه البنكى
اى محاضرات تقدم لشركتكم من قبلنا تكلفتها (6000 جنيه مصرى)ماعدا المحاضرة الاولى
صلاحية العرض 30 يوم من تاريخه
ولسيادتكم جزيل الشكر
مجموعة تكنولاب البهاء جروب
قطاع معالجة الصرف الصناعى
عميد دكتور
بهاء بدر الدين محمود
استشارى معالجة الصرف الصناعى
رئيس مجلس الادارة