פתרון לטיפול בשפכים בייצור אתר תאית
גודל השוק העולמי של אתרי תאית צפוי להגיע לכ-65.125 מיליארד יואן (כ-9 מיליארד דולר) בשנת 2025, עם קצב צמיחה שנתי מורכב של כ-8.6% והתרחבות מתמשכת עד 2032, אז היא צפויה לעלות על 116 מיליארד יואן.
אתרים תאית הם סוג של פולימר מסיס במים- המיוצר על ידי שינוי כימי של תאית טבעית ונמצאים בשימוש נרחב בבנייה, מזון, תרופות, טיפול אישי ושדות נפט, בין היתר. בשנים האחרונות, עם התפתחות חומרי בניין ירוקים, מזון פונקציונלי ותעשיות תרופות, הביקוש העולמי לאתרי תאית שמר על צמיחה מתמדת. אזור אסיה-הפסיפיק, במיוחד סין, הפך לאחד משווקי הייצור והצריכה הגדולים בעולם.
I. סקירה כללית של לקוחות לטיפול בשפכים בייצור אתרים תאית
Cellulose ethers, as an "industrial seasoning" widely used in construction, medicine, food, etc., generate a large amount of high-concentration organic wastewater during the production process. This type of wastewater has characteristics such as high COD (up to 50,000 mg/L or more), high salt content (>5%), מתכלות ביולוגית ירודה ונוכחות של חומרים רעילים המעכבים צמיחה של חיידקים (כגון תחמוצת פרופילן, מונוכלורומתאן), מה שהופך את שיטות הטיפול הקונבנציונליות ללא יעילות. לכן, קיימת ביקוש בשוק לפתרונות מקצועיים לטיפול בשפכים.
Jinan Guangbo Environmental Protection Technology Co., Ltd עוסקת עמוק בתחום של טיפול בשפכי אתר תאית מזה שנים רבות. בהתייחס לנקודות הכאב בתעשייה של מלח גבוה, COD גבוה ונוכחות של חומרים אורגניים מעכבים בסוג זה של שפכים, היא יצרה מערכת טכנולוגית מלאה-ת יציבה לטיפול בתהליך, המכסה טיפול מקדים, התפלה, פירוק ביולוגי, טיפול עמוק ושחזור משאבים ושימוש חוזר לאורך התהליך. זה יכול להיות מותאם לתרחישי ייצור אתר תאית מיינסטרים כגון HPMC ו-CMC, והטמיע מספר פתרונות פרויקטים. הקולחים עומדים בתקנים לאומיים כגון GB 31572-2015 ותקנים מחמירים מקומיים, ומממשים מיחזור רב{10}}מימדי של מלח, מים ואנרגיה. הוא מציע שירות אחד-מתכנון תכנית, בנייה הנדסית ועד לניהול תפעול ותחזוקה, מה שמבטיח תפעול ארוך טווח ויעילה של המערכת.
תמונה של ייצור אתר תאית
II. טיפול בשפכים עבור ייצור אתר תאית מקור מי שפכים
באופן ספציפי, ניתן לסכם את המקורות של שפכי ייצור אתר תאית בצורה הבאה:
1. הזרמה ישירה בתהליך הייצור: במהלך ייצור אתר תאית, עקב תגובות כימיות וטיפולים פיזיקליים, נוצרים שפכים המכילים ריכוזים גבוהים של חומרים אורגניים, מלחים ומזהמים נוספים. שפכים אלו הם המקור העיקרי לטיפול בשפכים.
2. ניקוי שפכים: בתהליך הייצור, ניקוי הציוד והכלים מייצר כמות מסוימת של שפכים, המכילה גם כמות מסוימת של חומרים אורגניים ומזהמים.
3. ביוב ביתי: גם שפכים ביתיים ממפעלי ייצור אתר תאית הם חלק מהטיפול בשפכים, למרות שריכוז המזהמים בחלק זה של הביוב נמוך יחסית, עדיין יש צורך לטפל בהם כדי לעמוד בתקני ההזרמה.
לסיכום, מקורות שפכי ייצור אתר תאית כוללים בעיקר הזרמה ישירה בתהליך הייצור, ניקוי שפכים וביוב ביתי. לשפכים אלו מאפיינים כמו מליחות גבוהה, COD גבוה, צבע כהה וקושי בטיפול. יש לאמץ תהליכי טיפול מתאימים כדי שהטיפול יעמוד בדרישות הגנת הסביבה.
השוואה בין תמונות של מים מזוהמים לתמונות של מים מטופלים
III. זרימת תהליך לטיפול בשפכים מייצור אתר תאית
לשפכים הנוצרים בתהליך ייצור אתר תאית יש מאפיינים כמו מליחות גבוהה (עד 7-10%), COD גבוה (בדרך כלל 5-100,000 מ"ג/ליטר), צבע עמוק, מתכלות ביולוגית ירודה וכו'. טיפול ביולוגי ישיר קשה בשל מאפיינים אלו. לכן, יש לאמץ תהליך משולב מרובה-שלבים, המשלב שיטות פיזיקליות, כימיות וביולוגיות, כדי לטפל ביעילות בשפכים אורגניים שקשה-להתפרק כל כך.
זרימת התהליך מתוארת בפירוט באופן הבא:
1. שלב-הקדם הטיפול: התאמת איכות המים והסרת מוצקים מרחפים
ראשית, ערבבו את מי שפכי האתר בריכוז-הגבוהים עם שפכים אחרים בריכוז-נמוך (כגון מי ניקוי, ביוב ביתי) במיכל האיסוף כדי לאזן את איכות ונפח המים. במקביל, הסר חלקיקים גדולים של זיהומים דרך רשתות או מסננים כדי למנוע סתימה של הציוד הבא.
2. התאמת PH וטיפול בצפת אוויר דהמולסיפיקציה
כוונו את ה-pH של מי השפכים ל-8-9 והוסיפו חומרים ממיסים כדי לגרום לאתר התאית המומס לזרז וליצור פקקים. לאחר מכן, הפרד אותם מהמים באמצעות ציפה באוויר מומס, אשר יכול להסיר 10-20% של COD ולהפחית את העומס של הטיפול הבא.
3. טיפול באידוי וריכוז בשפכים-במליחות גבוהה
עבור שפכים עם מליחות גבוהה- עם תכולת מלח של יותר מ-10% או שווה ל-10%, השתמש בטכנולוגיית MVR (דחיסה מכנית של אדים) או בטכנולוגיית אידוי רב--אפקטית לאידוי וריכוז, להפחתה משמעותית של נפח השפכים ולשחזר את מי הקונדנסט לטיפול הבא; המלח הגבישי שנוצר, עקב נוכחותם של מזהמים אורגניים, מסולק לעתים קרובות כפסולת מסוכנת.
4. דילול לשליטה בתכולת המלח הנכנסת למערכת הביוכימית
מערבבים את הנוזל המרוכז המאוד או את משקה האם עם שפכים במליחות-נמוכה (כגון מי גשמים, מי קירור וכו') כדי להבטיח שתכולת המלח הכוללת של שפכים תפחת ל-3-4%, כדי לעמוד בתנאי ההישרדות של מיקרואורגניזמים עמידים למלח- ולמנוע לחץ אוסמוטי גבוה מלבלום פעילות ביולוגית.
5. חומצה הידרוליזה אנוקסית לשיפור הפירוק הביולוגי
מי השפכים נכנסים למיכל ההחמצה בהידרוליזה, שבו חיידקים אנאירוביים מפרקים חומרים אורגניים-מולקולות גדולות למולקולות קטנות, מגדילים את יחס ה-B/C (כלומר, BOD/COD), משפרים את הפירוק הביולוגי שלו ויוצרים תנאים נוחים לתגובות אנאירוביות עוקבות.
6. כור אנאירובי ABR לפירוק אנאירובי יעיל
השתמש ב-ABR המותאם (כור זרימה ביולוגית אנוקסית), בעל יחידות סדרה מרובות וחומרי מילוי ביולוגיים פעילים, והוסף אוכלוסיית חיידקים אנאירוביים (כגון חיידקי מלח, חיידקים הלופיליים וכו') מרוכבים למלח-סובלני (כגון חיידקי מלח, חיידקים הלופיליים וכו'), המפרקת בהדרגה חומרים אורגניים. לתהליך זה יש עומס נפחי גבוה, פעולה יציבה וזמן הפעלה קצר-.
7. טיפול ביולוגי אירובי לצמצום נוסף של חומרים אורגניים
הקולחים האנאירוביים נכנסים למיכל האירובי (כגון A/O, SBR או מיכל חמצון מגע), שם מסופק אוויר לחמצן, ושאריות חומר אורגני מתפוררות עוד יותר על ידי מיקרואורגניזמים אירוביים עמידים למלח.- בשלב זה, רוב ה-COD מוסר, ויעילות הטיפול משתפרת משמעותית.
8. ביוריאקטור ממברנה MBR לשיפור הפרדת מים- של בוצה
הקולחים האירוביים זורמים דרך מערכת MBR, בעלת קרום אולטרה-פילטרציה של חומרי PTFE (גודל נקבוביות 0.2 מיקרומטר), המסוגלת לשמור בוצה וחלקיקים עקשנים, להשיג הפרדת נוזלים מוצקים- יעילה, עם שפכים צלולים המתאימים לטיפול עמוק או לשימוש חוזר.
9. טיפול עמוק כגון חמצון פנטון לשיפור איכות הקולחים
אם הקולחים עדיין לא עומדים בתקן, הם נכנסים למיכל החמצון של פנטון, שם Fe²⁺ ו- H₂O₂ מייצרים רדיקלים חופשיים מחמצנים חזקים, שוברים את המבנה של חומרים אורגניים שקשה-להתפרק, ומשפרים עוד יותר את הפירוק הביולוגי ומסירים שאריות COD.
10. שקיעת קרישה והפרשה סופית או שימוש חוזר
מי השפכים המטופלים נכנסים למיכל שקיעת הצקות, שם מוסיפים חומרי קרישה (כגון PAC, PAM) כדי להסיר מוצקים מרחפים וקולואידים. הקולחין הסופי יכול גם לעבור טיפול ננו-פילטרציה/אוסמוזה הפוכה לשימוש חוזר בייצור.
תרשים זרימה לטיפול בשפכים
שפכים תעשייתיים ← סינון ויירוט ← התאמת pH ← שיקוע-ביעילות גבוהה ← טיפול ביוכימי אנאירובי ← טיפול ביוכימי אירובי ← קרישה ושקיעה ← פריקה או שימוש חוזר
IV. מקרי מקרה ספציפיים על הטיפול בשפכי ייצור תאית
I. סקירת פרויקט: פרויקט טיפול בביוב של שאנדונג גואנגדה רויו טכנולוגיה ושות' בע"מ.
II. סקירה כללית של שפכים: נפח מי השפכים המתוכנן הוא 600 מ"ק ליום.
III. הקדמה של מצב מי שפכים: כותנה מזוקקת היא מוצר תאית בטוהר- גבוה המתקבל על ידי זיקוק סיבים קצרים של כותנה באמצעות תהליכים כמו בישול אלקלי והלבנה. הוא משמש בעיקר לייצור אסטרים של תאית, אתרים ונגזרות תאית אחרות, והוא מיושם באופן נרחב בתחומים כמו מזון, רפואה, אלקטרוניקה, ייצור נייר, מטלורגיה, תעופה וחלל וכו'. במהלך ייצור כותנה מזוקקת, נוצרת כמות גדולה של שפכים המכילים חומרי ליגנין כגון סיבי כותנה קצרים. ההרכב של שפכים אלו מורכב והתכלותם הביולוגית ירודה. אם הוא נשפך ישירות ללא טיפול או בטיפול לא תקני, הוא יזהם את גוף המים, יפגע במבנה הקרקע המקומי וישפיע קשות על גידול הגידולים. לכן יש לטפל ביעילות בשפכים מייצור כותנה מזוקקת לפני שניתן יהיה להזרים אותם.
שיטה ביולוגית היא שיטה נפוצה בתחום הטיפול בשפכים אורגניים. בשל פעולתה הנוחה וללא זיהום משני, זוהי שיטת טיפול בטוחה ואמינה בשפכים. עם זאת, מכיוון שריכוז המזהמים האורגניים בשפכים מייצור כותנה מזוקקת הוא גבוה והרעילות הביולוגית חזקה, ישיר לשימוש בשיטה הביולוגית לטיפול יש השפעה ירודה. אם ניתן למצוא שיטת טיפול- יעילה להסרת המזהמים הרעילים ולהפחתת הרעילות של מי השפכים, היא תשפר משמעותית את השפעת הטיפול הביולוגי הבא.
IV. Guangbo Environmental Protection מתמקדת בתחום הטיפול בשפכים והינה ספקית מקצועית של פתרונות כוללניים לטיפול בשפכים. יש לו את ההסמכה של תכנון הנדסי סביבתי Class B ואת ההסמכה של קבלנות הנדסה סביבתית מקצועית. הוא עבר ISO ומערכות ניהול איכות אחרות ומזוהה עם-ארגון היי-טק. החברה מספקת בעיקר טיפול בשפכים תעשייתיים, טיפול בשפכים כימיים, בקרת ריחות בתחנות ביוב ומערכות לשימוש חוזר במים לאחר טיפול בשפכים. זוהי חברה מקיפה להגנת הסביבה המשלבת תכנון מו"פ, ייצור ציוד, התקנה הנדסית, תפעול הזמנה, ייעוץ טכני ושירות לאחר-מכירה.
