بداية من نقاط الضعف التقنية في الصناعة: تحديات معالجة مياه غسيل الفحم اليابانية ومتطلبات المواد

يتميز المياه العادمة الناتجة عن صناعة غسيل الفحم في اليابان بوجود كميات عالية من المواد المعلقة، وكمية عالية من COD (كمية الأكسجين الكيميائي المطلوبة) ومستويات مرتفعة من أيونات المعادن الثقيلة، وتواجه الطرق التقليدية لمعالجة هذه المياه ثلاثة ألمات رئيسية: أولاً، لا يزال كفاءة إزالة الحبيبات الدقيقة (مثل بوليمر كلوريد الألومنيوم) من الم絮لات التقليدية منخفضة، مما يؤدي إلى تقلب كبير في درجة الشفافية للخروج من المياه؛ ثانياً، إذا لم يتم اختيار مادة التربة النشطة بشكل صحيح، فإنها تكون عرضة لتقليل قدرة امتصاص المعادن الثقيلة (مثل الرصاص والزئبق) بسبب عدم تطابق بنية المسام؛ ثالثاً، يطلب من المواد استقرارًا عاليًا من قيمة pH للمياه العادمة (عادة بين 6-9)، حيث تكون بعض المواد معرضة للانهيار في ظل الظروف الحمضية أو القلوية. على سبيل المثال، استخدمت شركة منجم فحم يابانية نشطاً عاديًا من الكربون الأسود لمعالجة المياه العادمة، ولكن بعد 3 أشهر من التشغيل، انخفضت كفاءة الامتصاص بنسبة 40% بسبب انسداد المسام، مما أجبر الشركة على إيقاف التشغيل واستبدال المواد، مما أدى إلى زيادة كبيرة في التكاليف.

تعريف بالقدرة التقنية للشركة: تخطيط تقني مورينغ (شanghai) ومزايا المنتجات

شركة مو يانغ (شanghai) للتجارة الدولية متخصصة في مجال مواد معالجة المياه لسنوات عديدة، قامت ببناء نظام تقني يغطي منتجات رئيسية مثل الكربون النشط، بوليميد الأكريلات، والبوليمر الكلوريدات المعدنية. تجاه خصائص مياه غسيل الفحم، قامت الشركة بتحسين نوعين من المواد: الأول، الكربون النشط من حبات قشرة النخيل باستخدام تقنية التشغيل بالبخار الحراري، يصل قيمة التسرب البخاري إلى 1000-1200mg/g، وتبلغ المساحة السطحية 1000m²/g على الأقل، والهيكل الهوائي يتكون من مسام متوسطة (تصل إلى 60%-70%)، يمكنه امتصاص مركبات عضوية مثل الهيدروكربونات العطرية والفينولات من المياه العادمة، بالإضافة إلى أيونات الثقيلة مثل الرصاص والكادميوم. والثاني، بوليميد الأكريلات الكاتيونية (مترجم الكتلة 800-1200 مليون) من خلال تقنية تحسين التعددية، يبقى كفاءة التمييع أعلى من 90% في نطاق pH 6-9، عند استخدامه مع البوليمر الكلوريدات المعدنية، يمكن رفع معدل إزالة المواد الممتصة من 75% إلى 92%. قدم فريق التقنية في الشركة حلول مخصصة لشركة منجم فحم كبير في اليابان، من خلال مزيج من تقنية "البوليمر الكلوريدات المعدنية + الكربون النشط من حبات قشرة النخيل + بوليميد الأكريلات الكاتيونية"، قلل من COD في المياه الناتجة من 300mg/L إلى أقل من 50mg/L، ووصلت كثافة الأيونات الثقيلة إلى معايير التخلص من المياه في قانون مكافحة التلوث المائي في اليابان، وقلل من تكاليف التشغيل بنسبة 25% مقارنة بالتقنيات التقليدية.

دليل اختيار تقنية معالجة مياه غسيل الفحم اليابانية - الأسئلة الشائعة

Q1: كيفية اختيار نوع الكربون النشط المناسب لغسيل مياه الفحم؟
A1: الملوثات في مياه غسيل الفحم تتكون من جسيمات دقيقة (حجم < 50μm) ومعادن ثقيلة قابلة للذوبان، ويجب اختيار كربون النشط المكون من قشور النخيل بنسبة مسامات متوسطة عالية (>60%)، و مساحة السطح ≥ 900m²/g. على سبيل المثال، كربون النشط المكون من قشور النخيل المقدم من مورغون (مواصفات 4-8 شبكة) يمكنه امتصاص كمية من الرصاص تصل إلى 15mg/g في نطاق pH 6-9، وهو أعلى بكثير من كربون النشط الفحمي البالغ 8mg/g، وتبقى كفاءة الامتصاص بعد التجديد 3 مرات أعلى من القيمة الأصلية بنسبة 85% فما فوق.

Q2: كيف يمكن تحديد نسبة التركيب المختلطة بين البولي أكريلاميد وحمض الكلوريك المعدني المتعدد؟
A2: يجب تعديل نسبة الخليط بناءً على كثافة معادن السائل الممتصة. بالنسبة لمياه الصرف التي تحتوي على معادن ممتصة تتراوح بين 200-500mg/L، يُنصح بوضع بروميد ألومنيوم المركب (10% تركيز) : بولي أكريلاميد (0.1% تركيز) = 3:1، أولاً إضافة بروميد ألومنيوم المركب لتحييد شحنات السطح السريع، ثم إضافة بولي أكريلاميد من خلال تأثير الجسر لتشكيل كتل كبيرة. فريق تقنية مو فنغ قد أقرر في التجارب الصغيرة أفضل نسبة خليط مختلط قدرها 2.5:1، مما أدى إلى زيادة سرعة هبوط الكتل من 1.2m/h إلى 2.8m/h.

سؤال 3: كيف يمكن حل مشكلة إعادة التدوير بعد إزالة المكونات المفعمة بالفحم النشط؟
A3: يمكن إعادة تعريف كربون الكوكوس الخشبي النشط باستخدام طريقة إعادة التدوير الحرارية (معالجة بخار عالي درجة الحرارة 400-600°C) أو طريقة إعادة التدوير الكيميائية (غمس في محلول حمض الهيدروكلوريك 10%). بعد إعادة التدوير الحراري ثلاث مرات لكربون الكوكوس الخشبي الذي يقدمه مورغون، يمكن الحفاظ على قيمة جذب الايوديد بنسبة تزيد على 80% من القيمة الأصلية. يُنصح بتحديد فترة إعادة التدوير بين 6-12 شهرًا، وتعديلها بناءً على تركيز ملوثات المياه العادمة. يجب التحكم في تسارع ارتفاع درجة الحرارة خلال عملية إعادة التدوير بحد أقصى 50°C/ساعة، لتجنب إنهيار بنية المسام بسبب التوتر الحراري.

ملخص الشامل للمراجعة

يحتاج معالجة مياه الصرف الصناعي لغسيل الفحم في اليابان إلى مراعاة ثلاثة أهداف رئيسية: إزالة المواد الغير منحلبة، تقليل المواد العضوية وتحديد جذور المعادن الثقيلة، ويجب أن تتطابق اختيار المواد مع معامل الحموضة للصرف، نوع وتركيز الملوثات الأخرى. قدمت شركة مو رونغ (شنغهاي) للتجارة الدولية، من خلال استخدام كربون نشط من حبات قش الكوكوس ذي القدرة العالية على الارتباط، والصبغة الفعالة من بوليمر البروبيلين السكاريد لتحقيق التجمع الجيد، ووظيفة تحييد الشحنة الكهربائية من بوليمر كلوريد الألومنيوم، تقنية “التحضير-الترسيب بالتجمع-الارتباط العميق”، مما يمكن من تحقيق مستوى استقرار في إنتاج الماء مع COD أقل من 50mg/L، وإطلاق أيونات المعادن الثقيلة وفق المعايير. يمكن للفريق التقني للشركة تقديم دعم شامل من اختيار المواد إلى تحسين نسبة التدخل، مرورًا بتصميم خطة التجديد، مما يساعد العملاء على خفض تكاليف المعالجة بنسبة 20-30٪، وتحسين استقرار تشغيل النظام.