نظام نزع الماء من الملاط والطين لمشروع في مدينة Bengbu
شملت المرحلة الأولى من مشروع معالجة الحمأة والتخلص منها نظامًا متكاملًا يضم استقبال الحمأة ووزنها وتجفيفها باستخدام التجفيف بالرش ثم حرقها في فرن دوار بالإضافة إلى معالجة غازات المداخن ومياه الصرف والتحكم الآلي في العمليات، وبعد تجفيف الحمأة جرى إدخالها إلى الفرن الدوار لإتمام عملية الحرق، وقد بدأ تشغيل المشروع في مايو 2021
أظهر التشغيل الفعلي لمنظومة تجفيف الحمأة وحرقها وجود ثلاث مشكلات رئيسية واجهها المشروع:
-
ارتفاع أعباء التشغيل
أدى ارتفاع نسبة الرطوبة في الحمأة إلى 80–85% إلى زيادة كبيرة في متطلبات الطاقة أثناء عملية الحرق إذ تطلب تبخير هذه الكمية من المياه قدرا كبيرا من الحرارة، ولم تكن الطاقة الناتجة عن احتراق المواد العضوية الموجودة في الحمأة كافية لتعويض الطاقة اللازمة لعملية التبخيرما أدى إلى عجز ملحوظ في صافي الطاقة وبناء على ذلك، أصبح استخدام الغاز الطبيعي كوقود مساعد أمراً ضروريا لضمان الحفاظ على درجة حرارة الفرن الدوار ضمن المستوى المطلوب وأدى استهلاك الوقود المرتفع إلى زيادة كبيرة في المصروفات التشغيلية بحيث تجاوزت تكاليف المشروع التقديرات الأولية وأصبح التشغيل غير مربح
-
زيادة حمل معالجة غازات العادم ومشكلات الروائح
نتج عن تجفيف الحمأة شديدة الرطوبة كميات كبيرة من بخار الماء الأمر الذي أدى إلى تضخم حجم الغاز الداخل إلى منظومة المعالجة، وأصبح ذلك يشكل حملًا كبيرًا على منظومات إزالة الكبريت من غازات المداخن ونزع أكاسيد النيتروجين وإزالة الجسيمات والتخلص من الرذاذ كما تطلبت الزيادة في حجم الغازات تعزيز طاقات التبريد والتنقية في المراحل اللاحقة، مما أدى بدوره إلى ارتفاع استهلاك الطاقة اللازمة للتشغيل
وفي الوقت نفسه ساهمت المواد العضوية المنبعثة مع غازات العادم في انبعاث روائح غير مرغوبة مما أثر على المناطق المحيطة بالمشروع وعلى السكان القريبين منه -
انخفاض القدرة الفعلية على المعالجة
نتيجة لارتفاع استهلاك الطاقة والعبء الكبير الذي فرضته معالجة غازات المداخن، لم يتمكن النظام من الاستفادة من كامل قدرته التصميمية، وظلت القدرة التشغيلية على المعالجة أدنى بكثير من السعة المصممة للنظام
-
إعادة تأهيل المنظومة باستخدام نزع المياه العميق عالي الضغط
أجرت Kuangyuan تحديثا على خط معالجة الحمأة القائم تمثل في إضافة مرحلة نزع المياه العميق عالي الضغط قبل التجفيف والحرق. ومن خلال هذه المرحلة ينخفض محتوى الرطوبة في الحمأة من حوالي 80–85% إلى 45–50% في مرحلة واحدة بحيث تدخل كمية أقل من الماء إلى مراحل المعالجة الحرارية اللاحقة
ويؤدي خفض محتوى الماء قبل المعالجة الحرارية إلى تقليل كمية المياه المطلوب تبخيرها وبالتالي تخفيف الحمل على مراحل المعالجة اللاحقة وخفض تكاليف تشغيلها إلى جانب المساعدة في الحد من أعباء معالجة الروائح
-
تصميم خط المعالجة وتخطيط الموقع
اعتمد تصميم منظومة نزع المياه على قدرة معالجة تصل إلى 350 طنًا/يوم، مع رطوبة متوسطة للحمأة عند الدخول تبلغ 80% ± 5%، تنخفض بعد المعالجة إلى متوسط 48% ± 1%. وقد روعي في التصميم التشغيل المستمر لمدة 24 ساعة يوميًا وعلى مدار 330 يومًا على الأقل كل عام
تم تركيب سبع وحدات لنزع المياه ضمن المساحة المخصصة للمشروع، والبالغة 29 م × 21.6 م × 10 م وبعد نزع المياه، تنقل الحمأة إلى حاوية تخزين كعكة الحمأة، ثم ترحل خارج الموقع لإجراء عملية الحرق
قمنا بإضافة وحدة نزح مياه عميقة وعالية الضغط لتسبق مراحل التجفيف والحرق الحالية، مما أدى إلى خفض نسبة رطوبة الحمأة بشكل ملحوظ قبل دخولها إلى الفرن الدوار، وتقليص العبء الناتج عن التبخر أثناء عملية الحرق.
-
-
معالجة غازات العادم والحد من الروائح
استكمالًا لإجراءات التحكم في الروائح يشتمل النظام على وحدة لتكثيف غازات العادم ونظام لإزالة الروائح لمعالجة الغازات المتولدة خلال التشغيل بما يساعد على خفض الروائح قبل إطلاق الغازات إلى الخارج
-
منطقة استقبال الحمأة ومنظومة التخزين المؤقت
عند وصول شاحنات الحمأة إلى المحطة توزن أولاً باستخدام الميزان الجسري ثم تتجه إلى منطقة الاستقبال، وقد جهزت المنطقة بـقادوسين بسعة 100 م³ لكل قادوس، حيث تستقبل الحمأة قبل ضخها إلى خزانين بسعة 1,500 م³ لكل خزان للتخزين المؤقت، وبعد ذلك تنقل الحمأة إلى نظام التهيئة استعدادا للمرحلة التالية من المعالجة
-
المعالجة الكيميائية للحمأة
بعد تخزين الحمأة، تُغذّى إلى منظومة التهيئة، التي تقوم بإضافة مادة كيميائية لنزع المياه بجرعة محددة عبر مضخة الجرعات، ثم مزجها بصورة متجانسة مع الحمأة. وتعمل هذه الخطوة على تحسين قابلية الحمأة لنزع المياه وتجهيزها لعملية نزع المياه بالضغط في المرحلة اللاحقة
-
المعالجة بالضغط لإزالة الرطوبة
بعد تهيئة الحمأة كيميائيًا، تُنقل إلى منظومة نزع المياه العميق عالي الضغط لفصل الطور السائل عن المواد الصلبة. وتعمل هذه المرحلة الميكانيكية على تقليل محتوى الرطوبة في الحمأة قبل دخولها إلى عملية التجفيف في المراحل اللاحقة
-
التجفيف منخفض الحرارة
بعد اكتمال دورة نزع المياه، تُنقل الحمأة المنزوعة المياه بواسطة ناقل بحزام إلى قادوس التخزين رقم 1، ثم تُغذّى إلى منظومة التجفيف منخفض الحرارة، وبعد التجفيف تجمع الحمأة في قادوس التخزين رقم 2 قبل نقلها خارج الموقع لاستكمال إجراءات التخلص منها
-
التحكم في الروائح ومعالجة الراشح الناتج عن نزع المياه
يتم توجيه الهواء الناتج عن تشغيل النظام وما يحمله من روائح إلى نظام معالجة الروائح بالمحطة حيث تتم معالجته قبل تصريفه.
أما الراشح الناتج عن عملية نزع المياه، فينقل أولا عبر خطوط الأنابيب إلى خزان ترسيب مياه الصرف ثم يحول إلى منظومة معالجة مياه الصرف بالمحطة وبعد استيفاء المياه المعالجة لمتطلبات التصريف إلى شبكة الصرف الصحي، يتم تصريفها إلى شبكة الصرف الصحي البلدية
-
معالجة الروائح
يسحب الهواء من مناطق التشغيل المغلقة تحت ضغط سلبي، ثم يوجه إلى نظام معالجة الهواء المركزي بالمحطة، وبعد إتمام المعالجة يتم تصريف الهواء وفقا لمعايير الانبعاثات المعتمدة.
-
منظومة معالجة الراشح والتصريف
بعد فصل المياه عن الحمأة، ينقل الراشح الناتج عن عملية نزع المياه إلى محطة معالجة مياه الصرف بالمصنع لمعالجته قبل التصريف، وتبلغ السعة التصميمية للمحطة 300م³/يوم، ويشمل مسار المعالجة مرحلتين من عملية A/O، تليهما عملية التجريد بالهواء وتقنية المفاعل الحيوي الغشائي (MBR)، ثم تصرف المياه المعالجة إلى شبكة الصرف الصحي البلدية
يشترط قبل تصريف المياه المعالجة إلى شبكة الصرف الصحي البلدية استيفاؤها لمتطلبات جودة المياه المحددة للمياه الداخلة إلى المحطة الثانية لمعالجة مياه الصرف الصحي في مدينة Bengbu.
| البند | البيانات |
| القدرة التشغيلية للمعالجة | قدرة المعالجة: 350 طن/يوم |
| متوسط محتوى الرطوبة في الحمأة الواردة | متوسط الرطوبة عند الدخول: 80% ± 5% |
| متوسط محتوى الرطوبة في الحمأة المعالجة | متوسط الرطوبة عند الخروج: 48% ± 1 |
| عدد وحدات نزع المياه | عدد الوحدات: 7 |
| ساعات التشغيل | التشغيل: 24 ساعة/يوم |
| أيام التشغيل في السنة | أيام التشغيل السنوية: ≥330 يوما/سنة |
| المادة الكيميائية المستخدمة لتهيئة الحمأة | مادة التهيئة الكيميائية: محلول متعدد كبريتات الحديد، دون استخدام الجير أو أي مواد صلبة جافة إضافية |
| معدل جرعات مادة التهيئة الكيميائية | الجرعة: ≤ 25، محسوبة على أساس كتلة الحمأة الجافة |
| متوسط استهلاك مياه الغسل | متوسط استهلاك مياه الشطف: ≤0 طن/يوم |
-
خفض استهلاك الوقود وتعزيز الجدوى الاقتصادية
من خلال نزع المياه ميكانيكيًا، ينخفض محتوى الرطوبة في الحمأة من مستوى يقارب 80% إلى 50%، فتتراجع كمية المياه التي تدخل مرحلة المعالجة الحرارية لتبخيرها، وبعد إضافة نظام نزع المياه العميق عالي الضغط، ينخفض الطلب على التبخير والطاقة اللازمة له، مما يساهم في خفض استهلاك الوقود وتكاليف التشغيل ورفع ربحية المشروع
-
الاستغلال الفعال للبخار المتاح
يضم خط المعالجة القائم قسما للغلاية يقع بين حجرة الاحتراق الثانوية ومجفف الرش ويولد حوالي 2.4 طن من البخار في الساعة عند درجة حرارة 160°C وكان المشروع يفقد سابقا نحو30 طنا من البخار يوميا نتيجة تصريفه وهو ما ترتب عليه هدر للطاقة الحرارية وارتفاع في استهلاك الوقود
ويستهدف المشروع الاستغلال الفعّال للبخار المتولد واستخدام طاقته الحرارية المتاحة، عوضًا عن فقدانها دون تحقيق أي استفادة منها
-
رفع الطاقة الاستيعابية لمعالجة الحمأة
يسهم رفع كفاءة مرحلة نزع المياه باستخدام النظام عالي الضغط لنزع المياه العميق في زيادة قدرة المنشأة الحالية على معالجة أحجام أكبر من الحمأة مع الحفاظ على استمرارية التشغيل وفق متطلبات المعالجة، وقد صُممت المنظومة بعد التحديث لمعالجة ما يصل إلى 350 طنًا يوميًا
-
تقليل أحمال الفرن وتحسين كفاءة الاحتراق
في الوضع السابق للتحديث كانت رطوبة الحمأة الخارجة من مرحلة التجفيف بالرش تتجاوز 20%، وهي نسبة الرطوبة التصميمية المسموح بها عند دخول الفرن الدوار، وقد أدى ذلك إلى رفع الحمل التشغيلي للفرن مع تأثير سلبي على اكتمال عملية الاحتراق وزيادة متطلبات الطاقة
مع إدخال نزع المياه العميق عالي الضغط (المعالجة بالضغط لإزالة الرطوبة) قبل مرحلة التجفيف تتمكن منظومة التجفيف بالرش من الوصول بمحتوى رطوبة الحمأة إلى حوالي 20% عند نفس معدل المعالجة، ونتيجة لذلك، تنخفض كمية الماء التي تحتاج إلى التبخير في مرحلة التجفيف بالرش كما يقل حجم غازات العادم الناتجة وترتفع كفاءة احتراق الحمأة وينخفض تركيز الروائح في غازات العادم الأمر الذي يساهم في تحسين الظروف البيئية داخل المحطة