טיפול בשפכי הדברה

פתרון לטיפול בשפכים לייצור חומרי הדברה

שוק ההדברה העולמי מונע על ידי גורמים כמו גידול אוכלוסיה, דרישות לביטחון תזונתי ושינויי אקלים, וממשיך להתרחב. בשנים האחרונות, חקלאות ירוקה ומדיניות פיתוח בר קיימא קידמו את שדרוג מבני המוצרים, כאשר שיעור חומרי ההדברה הביולוגיים גדל, ודרישות השוק האזוריות מציגות בידול משמעותי.

היקף שוק חומרי ההדברה העולמי צפוי להגיע לכ-68 עד 90 מיליארד דולר עד 2025. ישנם הבדלים קלים בשיטות סטטיסטיות בין מוסדות שונים, אך בדרך כלל צופים כי קצב הגידול השנתי של התרכובות יהיה בטווח של 3% - 4.1%. ביניהם, אזור אסיה-הפסיפיק הוא שוק הצרכנים הגדול ביותר, וחומרי הדברה ביולוגיים הפכו לנקודת הצמיחה המרכזית.

I. סקירה כללית של לקוחות לטיפול בשפכים לייצור חומרי הדברה

מפעלי ייצור חומרי הדברה הם מקבלי השירות העיקריים לטיפול בשפכי ייצור חומרי הדברה. מפעלים אלו מתמודדים עם תקנות קפדניות להגנת הסביבה בשל תהליכי הייצור המורכבים שלהם, ריכוזי המזהמים הגבוהים והרעילות הגבוהה שלהם. הם זקוקים בדחיפות לפתרונות יעילים ויציבים לטיפול בשפכים כדי להשיג עמידה בתקני הזרמה או לניצול משאבים.

ככל שהתשומת לב העולמית להגנה על הסביבה האקולוגית ממשיכה לגדול, תקני ההזרמה של שפכים תעשייתיים, במיוחד עבור שפכים אורגניים מאתגרים ביותר, הפכו מחמירים יותר ויותר. תעשיית ההדברה, כאחת התעשיות האופייניות המזהמות בכבדות, הטיפול בשפכים שלה הפך לדרישה נוקשה לפיתוח בר קיימא של מפעלים.

תמונות של ייצור חומרי הדברה

II. טיפול בשפכי הפקת חומרי הדברה - מקור לשפכים

ייצור חומרי הדברה נכלל בקטגוריה של כימיקלים עדינים. זרימת התהליך שלו ארוכה, עם מגוון רחב של חומרי גלם ושלבי תגובה מורכבים, וכתוצאה מכך-שפכים בזיהום גבוה שנוצרים במספר שלבים. אם שפכים אלה לא יטופלו ביעילות, הם יהוו איום רציני על גופי מים, קרקע ומערכות אקולוגיות. לכן, זיהוי מקור השפכים הוא תנאי מוקדם לגיבוש תכנית טיפול מדעית.

על פי סיווג תהליכי הייצור ושלבי הייצור, המקורות העיקריים לשפכי ייצור חומרי הדברה כוללים את הקטגוריות הבאות:

1. שפכים בתהליך ייצור: מופקים מציוד ליבת ייצור כגון מכלי תגובה, מגדלי זיקוק ומגבשים במהלך תהליכי הסינתזה, הטיהור וההפרדה, לרבות משקה אם, נוזל שאריות ומי כביסה. זהו המקור העיקרי למזהמים אורגניים ולמרכיבים הפעילים של התרופות המקוריות בשפכים.

2. ציוד ומי שטיפה קרקע: במהלך תחזוקת ציוד או החלפת מוצר, נוצרים שפכים עם פריקה לסירוגין-בריכוז גבוה; השטיפה של רצפת בית המלאכה מביאה גם שאריות כימיקלים.

3. ניקוז מערכת עזר:

מי ניקוז משאבות ואקום ומערכות מי קירור במחזור;

שפכים ממכשירי ספיגת גזי פליטה (כגון מגדלי ריסוס);

מי גשמים מזוהמים שנוצרו על ידי תרסיס קירור בקיץ באזור מיכל האגירה.

4. שפכי מעבדה: נוזל פסולת קטן אך מורכב שנוצר לאחר שימוש בריאגנטים במהלך מחקר ובדיקת איכות.

5. מי גשמים ראשוניים: גשמים ראשוניים בשטחים הפתוחים של המפעל עלולים לשטוף את שאריות החומרים, וליצור נגר מזוהם.

השוואה בין תמונות המציגות מים מזוהמים ותמונות המציגות מים מטופלים

III. זרימת תהליך לטיפול בשפכים בייצור חומרי הדברה

שפכים של חומרי הדברה, עקב שימוש בחומרי גלם כימיים שונים במהלך הייצור, הם בעלי רכיבים מורכבים, ריכוז חומרים אורגניים גבוה (COD יכול להגיע לעשרות אלפי מ"ג/ליטר), מכילים חומרים רעילים כגון פנולים, ארסן וכספית, ובעלי ריח לא נעים ותכונות מעכבות ביולוגיות. הזרמה ישירה תזהם קשות את גופי המים ותפגע במערכת האקולוגית. לכן, טכנולוגיית טיפול יחידה קשה לעמוד בסטנדרטים, ויש לתאם מספר תהליכים.

תהליך הטיפול ניתוח שלב-אחר-שלב:

1. שלב טיפול מקדים: שפר את הפירוק הביולוגי והסר רעילות

בשלב זה נעשה שימוש בעיקר בשיטות פיזיקליות וכימיות להפחתת הרעילות, הסרת מוצקים מרחפים והתאמת איכות המים, תוך יצירת תנאים לטיפול ביולוגי בהמשך.

שיטות כימיות: כולל שקיעת קרישה, ספיחה, מיצוי, התגבשות באידוי וכו', המשמשות לשחזור רכיבים שימושיים או להסרת חומרים אורגניים עקשן.

חמצון/מיקרו-אלקטרוליזה מתקדמת: כגון ברזל-מיקרו-אלקטרוליזה של פחמן, חמצון פנטון וכו', יכולים לשבור את מבנה המולקולה הגדולה ולהגדיל את יחס B/C (התפרקות ביולוגית).

אידוי עם שלושה-אפקטים: מתאים לשפכי-מלח גבוהים,-מתנול גבוהים, להשגת שחזור ממסים והפחתת ריכוז.

2. שלב הטיפול הביוכימי: פירוק חומר אורגני ליבה

השתמש בפעולה מטבולית מיקרוביאלית כדי לבזות את רוב המזהמים האורגניים.

ליבה, משמשת לפירוק עמוק של חומר אורגני.

החמצת הידרוליזה: המר חומרים אורגניים של מולקולות גדולות-עשקשות למולקולות קטנות המתכלות בקלות, תוך הגדלת יחס B/C (התכלות ביולוגית).

טיפול אנאירובי: UASB (מיטת בוצה אנאירובית בזרימה כלפי מעלה), EGSB או קטע אנאירובי בתהליך A/O (אנוקסי-אוקסי), המרת חומר אורגני למתאן (CH₄), מתאים לשפכים בריכוז גבוה-.

טיפול אירובי: מפרקים עוד יותר חומרים אורגניים של מולקולות קטנות- ומסירים חנקן אמוניה באמצעות שיטת בוצה פעילה, שיטת חמצון מגע או MBR (ממברנה ביוריאקטור).

3. שלב טיפול עמוק: יש לוודא שהקולחים עומדים בתקנים

טהר עוד יותר את השפכים הביוכימיים כדי לעמוד בתקני הזרמה או שימוש חוזר.

טכנולוגיית הפרדת ממברנה: כגון אולטרה-פילטרציה (UF), ננו-פילטרציה (NF), אוסמוזה הפוכה (RO), יכולה להסיר ביעילות עקבות מזהמים ומלחים.

ספיחת פחם פעיל: הסר צבע ושאריות חומרים אורגניים.

חמצון קטליטי: כגון אוזון, אולטרה סגול + H₂O₂ וכו', מינרליים לעומק חומרים עקשן.

תרשים זרימה לטיפול בשפכים

שפכים תעשייתיים ← טיפול פיסיקוכימי ← חמצון מתקדם ← שקיעה ביעילות גבוהה- ← טיפול ביוכימי אנאירובי ← טיפול ביוכימי אירובי ← טיהור מתקדם ← שימוש חוזר או פריקה

IV. מקרי מקרה ספציפיים על טיפול בשפכים בייצור חומרי הדברה

תיאור מקרה על פרויקט טיפול בשפכים עבור מפעלים לייצור חומרי הדברה רקע מקרה

כאשר מפעלי הדברה מייצרים קוטלי עשבים וחומרי הדברה, הם מייצרים-שפכים אורגניים בריכוז גבוה המכילים טבעת בנזן-כמו ומזהמים אחרים שקשה-להתפרק- כמו גם כמות קטנה של מתכות כבדות. למזהמים אלו יש מאפיינים של רעילות גבוהה, קושי בהתפרקות ביולוגית והרכב מורכב. הזרמה ישירה תזהם את הסביבה ולא תעמוד בתקנים. המפעלים מפקידים בחברות להגנת הסביבה להתאים מערכות יעילות לטיפול בשפכים כדי להשיג פריקה תואמת וייצור ירוק.

יעדי איכות וטיפול בשפכים

2.1 איכות מים בזרימה

לאחר הניטור, הערכים הממוצעים של זרימת שפכים הם: CODcr 8000-12000mg/L, BOD5 1200-2000mg/L, B/C ratio 0.15-0.25, pH 3.5-6.5, אמוניה חנקן 80-150mg/L 150mg/L עם כמויות עקבות של מתכות כבדות וחומרי ביניים קשים לפירוק. איכות המים משתנה מאוד וקשה לטפל בה.

2.2 מטרות הטיפול

על פי תקן GB 21523-2019 ותכנון שימוש חוזר, הקולחים צריכים לעמוד באינדיקטורים הבאים: CODcr פחות מ- או שווה ל- 50mg/L, BOD5 פחות או שווה ל-10mg/L וכו', עם תאימות של מתכות כבדות, וניתן לפרוק ישירות ולשמור לממשקי שימוש חוזר.

בחירת תהליכים ועיצוב זרימה

3.1 בסיס בחירת תהליך

בהתבסס על מאפייני השפכים, מאומץ תהליך משולב "טיפול מקדים + טיפול ביוכימי + טיפול מתקדם". לאחר דיון, התהליך נקבע באופן הבא: מיכל ויסות → מפריד שמן → מיקרו-כור אלקטרוליזה → מיכל חמצון פנטון → מיכל שיקוע נטרול וקריש → מיכל הידרוליזה אנאירובית → מיכל A/O ביוכימי → מיכל שיקוע משני → מיכל חימצון מסנן חול אוזון פריקה/שימוש חוזר.

3.2 תהליך ותפקוד הליבה של טיפול

שלב-הקדם הטיפול: מיכל הוויסות מאזן בין איכות וכמות המים; מפריד השמן מסיר שמן; כור המיקרו-אלקטרוליזה שובר את המבנה של מזהמים שקשה-להתפרק, משפר את ההתכלות הביולוגית ומסיר כמה מתכות כבדות; מיכל החמצון של פנטון מדרדר עוד יותר מזהמים ומפחית את העומס; מיכל שקיעת הניטרול והקרישה מווסת את ה-pH ומוסיף כימיקלים להסרת מוצקים מרחפים.