حالة معالجة مياه صرف المشروبات

أساس المشروع المسجل

يسجل كتيب "ZhongQiao Enlightenment" مشروعاً لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن صناعة المشروبات في تشاوتشينغ بمقاطعة غوانغدونغ. وتبلغ السعة المدرجة 400 متر مكعب يومياً، وتعتمد المعالجة على التعويم بالهواء المنحل (DAF) متبوعاً بمرحلة معالجة مدمجة بنظام AAO. وتوضح هذه الحالة نهجاً مشتركاً فيزيائياً-كيميائياً وبيولوجياً لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن إنتاج الأغذية والمشروبات.

لا يوفر سجل المشروع المتاح نوع المشروب، أو تركيز مياه الصرف الداخلة، أو الجرعة الكيميائية، أو أبعاد المعدات، أو معايير التصريف، أو نتائج الإزالة المقاسة. ولا ينبغي اختلاق هذه القيم. ومع ذلك، يمكن للسعة والعملية الموثقتين تقديم شرح مفيد لسبب التنسيق الشائع بين المعالجة الأولية والمعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصناعي متغيرة الخصائص.

لماذا تتباين مياه الصرف الناتجة عن صناعة المشروبات

تُنتج مصانع المشروبات مياه صرف ناتجة عن الفاقد من المنتجات، وغسيل الزجاجات أو الحاويات، وتنظيف المعدات، وغسيل الأرضيات، وعمليات تغيير خطوط الإنتاج، والمرافق العامة، ومرافق الموظفين. يمكن أن يتسبب السكر والمكونات الأخرى القابلة للتحلل الحيوي في أحمال عضوية عالية، بينما قد تؤدي كيماويات التنظيف إلى تغيير درجة الحموضة (pH). كما قد تؤثر المواد الصلبة العالقة، والملصقات، والزيوت، واللون، ودرجة الحرارة، وجداول الإنتاج على مياه الصرف.

يمكن أن تُخفي البيانات اليومية المتوسطة التصريفات المركزة قصيرة الأجل. لذلك، يجب أن يتضمن أساس التصميم ورديات الإنتاج، وتغييرات المنتجات، ودورات التنظيف المكاني (CIP)، والتدفق الأقصى الذروي، ونطاق الرقم الهيدروجيني (pH)، والطلب على الأكسجين الكيميائي (COD)، والطلب على الأكسجين البيوكيميائي (BOD)، والمواد الصلبة العالقة، والمغذيات، والزيوت والشحوم، ودرجة الحرارة، وأي مواد كيميائية مثبطة. ويساعد الفصل والغربلة والمعادلة في منع أي نشاط إنتاجي منفرد من زعزعة استقرار المحطة بأكملها.

التعويم بالهواء المنحل (DAF) كحاجز للمعالجة الأولية

تُدخل تقنية التعويم بالهواء المنحل فقاعات دقيقة تلتصق بالمواد العالقة أو المندّفة وتحملها إلى السطح لكشطها. ويمكن استخدام التخثير والتنديف لزعزعة استقرار الغرويات وتشكيل ندف قابلة للفصل. وبالنسبة لمياه الصرف الناتجة عن صناعة المشروبات، يمكن لنظام DAF تقليل المواد الصلبة العالقة وبعض الزيوت والشحوم أو الحمل العضوي المرتبط بالجسيمات قبل المعالجة البيولوجية.

لا يزيل نظام DAF جميع المواد العضوية الذائبة أو الأمونيا. ويعتمد تصميمه على اختبارات مياه الصرف، ودرجة الحموضة، والاستجابة الكيميائية، وتدفق إعادة التدوير، والضغط، والخلط، والتحميل الهيدروليكي، والكشط، وإزالة الحمأة. ويجب على المشغلين مراقبة تشكل الندف، وحمأة السطح، وجودة المياه الرائقة، واستخدام الكيماويات، والتغيرات في الإنتاج. كما تتطلب حمأة التعويم المركزة تخزيناً، ونزعاً للمياه، وتخلصاً قانونياً.

المعالجة البيولوجية المدمجة بنظام AAO

العملية اللاحقة المسجلة هي مرحلة مدمجة بنظام AAO، والتي تستخدم بيئات لاهوائية، وغير مؤكسجة، وهوائية. ومع توفر الكربون والمغذيات والأكسجين وعمر الحمأة وإعادة التدوير ودرجة الحرارة المناسبة، تزيل هذه العملية المواد العضوية القابلة للتحلل الحيوي ويمكن أن تدعم التحكم في النيتروجين والفوسفور. ويجب أن تعكس الأحجام الدقيقة للخزانات ومعدلات إعادة التدوير خصائص مياه الصرف الداخلة والمياه المعالجة الخارجة المطلوبة.

تحمي المعالجة الأولية المستقرة بنظام DAF المرحلة البيولوجية من المواد الصلبة والشحوم الزائدة، ولكن الأحمال العالية من السكر المذاب يمكن أن تظل سبباً في طلب قوي على الأكسجين. ويجب أن تراعي سعة التهوية وخزان المعادلة ذروات التدفق الواقعية. قد يحتاج توازن المغذيات إلى مراجعة لأن بعض مياه الصرف في صناعة المشروبات تحتوي على وفرة من الكربون ولكنها تفتقر إلى النيتروجين أو الفوسفور الكافي لنمو الكتلة الحيوية بشكل سليم.

التشغيل أثناء تغيرات الإنتاج

يجب على مشغلي المصنع ومشغلي محطة معالجة مياه الصرف تبادل المعلومات. فقد تؤثر عمليات التبديل المخطط لها، أو دورات التطهير، أو انسكاب المنتجات، أو تصريف الكيماويات على درجة الحموضة، والتدفق، وتكوّن الرغوة، والطلب على الأكسجين، والجرعة الكيميائية. ويتيح الإخطار المبكر لفريق المعالجة استخدام خزان المعادلة، أو تعديل الجرعات، أو التحكم في معدل التغذية، أو عزل أي مجرى تصريف غير مناسب.

تشمل السجلات المفيدة حجم الإنتاج، واستهلاك المياه، واختبارات المياه الداخلة والخارجة، واستهلاك الكيماويات في نظام DAF، وكمية الحمأة، والأكسجين المذاب، ووقت تشغيل المنافيخ، وإعادة التدوير، والإنذارات، والصيانة. ويمكن لمراجعة مسار البيانات التمييز بين وجود مشكلة في عملية المعالجة وبين التغير في التصنيع. وتحتاج الأجهزة إلى معايرة، كما تظل الاختبارات المعملية ضرورية للتحقق من الأداء وفقاً لمتطلبات التصريف المعمول بها.

الدروس المستفادة من المشروع المرجعي بسعة 400 م3/يوم

يؤكد المشروع المرجعي في تشاوتشينغ أن شركة "ZhongQiao Enlightenment" قامت بتوريد منظومة بسعة 400 م3/يوم تجمع بين معدات التعويم بالهواء المنحل (DAF) والمعالجة المدمجة بنظام AAO لمياه الصرف الناتجة عن صناعة المشروبات. ويعكس اختيار هذه العملية مبدأً هندسياً شائعاً: إزالة المواد الطافية والعالقة المسببة للمشاكل قبل الاعتماد على النظام البيولوجي لمعالجة الحمل الحيوي المتبقي القابل للتحلل.

يجب أن يبدأ أي مشروع مماثل بتوصيف مياه الصرف وتحديد مسار الإنتاج، متبوعاً باختبارات قابلية المعالجة أو اختبار الجرار (jar test) عند الاقتضاء. ويجب على الشركة المصنعة لمعدات معالجة مياه الصرف بعد ذلك تنسيق عمليات المعادلة، والتحكم في الرقم الهيدروجيني، والكيماويات، ونظام DAF، والمعالجة البيولوجية، والتعامل مع الحمأة، والأتمتة، وأخذ العينات. إن الخبرة المكتسبة من الحالات السابقة قيّمة، ولكن يجب تصميم النظام الجديد وفقاً لعملية تصنيع المشروبات الفعلية وأهداف التصريف المحلية.

يمكن تقييم كفاءة استخدام الموارد بعد تحقيق استقرار المعالجة. وقد تكشف عملية رسم خرائط استهلاك المياه عن فرص لتقليل الفاقد من المنتجات، أو تحسين التنظيف الجاف، أو تحسين عمليات الشطف، أو فصل مجاري المياه النظيفة نسبياً. ومن شأن هذه التدابير في جانب الإنتاج أن تخفض الحمل الهيدروليكي والعضوي قبل إضافة معدات جديدة لمعالجة مياه الصرف. كما ينبغي تقييم أي مقترح لإعادة استخدام المياه المعالجة بناءً على معايير نظافة المنتج، واللوائح المحلية، والتحكم في التوصيلات التبادلية، وعملية التنقية الإضافية المطلوبة. وتعمل تدابير تقليل الملوثات من المصدر ومعالجتها بأفضل شكل ممكن عندما يقوم فريقا الإنتاج والبيئة بمراجعتها معاً. كما يوفر تتبع استخدام المياه وحمل الملوثات لكل وحدة إنتاج للإدارة مقياساً عملياً للتحسن بمرور الوقت.