معالجة مياه الصرف الصناعي لمشروعات البتروكيماويات

تبرز أهمية معالجة مياه الصرف الصناعي لمشروعات البتروكيماويات من اعتمادها على اسـتخدام المياه بكميات كبيرة في العمليـات الصـناعية، خاصة في إنتاج الأوليفينـات، والعطريـات، كمـا تعـد مصـدرا هاما لإنتاج الهيدروجين وهو من أهـم مـدخلات صـناعة البتروكيماويـات، كمـا تسـتخدم الميـاه فـي عمليـات التبريـد، والـتحكم فـي درجــات الحــرارة لعمليــات البلمــرة والمنومرة “monomerization”، وفي تبريد المعدات كالضواغط، والطلمبات، وغيرها من الاستخدامات.

أصبح مفهوم معالجة وإعـادة اسـتخدام ميـاه الصـرف الصـحي، والصـناعي أكثـر انتشـارا فـي الوقـت الـراهن، وقـد سـاهمت تقنيـات معالجـة ميـاه الصـرف وإعـادة اسـتخدامها فـي الحفـاظ علـى موارد المياه العذبة، خاصة في ظل ندرة المياه ونقص الإمدادات في كثير من المنـاطق، وعملـت على خفض تكلفة إنتاج المياه، وتلبية المعايير البيئية الصارمة، والحفاظ على البيئة.

تعـد صناعة البتروكيماويات مــن الصــناعات الأكثــر قابليــة لإعــادة اســتخدام ميــاه الصرف الصناعي (المياه العادمة) المراد معالجتها. تعرف المياه العادمة الصناعية بأنها المياه الخارجة من المصانع أو المعامل، والناتجــة عن استعمال المياه في بعض أو كل مراحل التصنيع، أو التنظيف، أو التبريد أو غيرها، سواء كانت معالجة داخـل المصـنع أو غيـر معالجـة.

وتعتمد كمية وخصائص مياه الصرف الصناعي الناتجة عن انتاج البتروكيماويات اعتمادا كبيرا على نوع العمليات التي تتم في الوحدات الإنتاجية، ووحدات المرافق كل على حدة.

جودة المياه وتأثير الشوائب على معالجة مياه الصرف الصناعي

تؤثر خواص المياه، ونسب وكميات الشوائب المتواجدة بهـا علـى جودتهـا، فيما يلي مــدلولات وجــود الملوثــات، والشــوائب، وأهــم المعــادن، واللافلــزات، وتأثيرهــا على خواص، وجودة المياه المستخدمة في الصناعة.

مدلولات وجود الملوثات، والشوائب وتأثيرها على خواص المياه الصناعية وجودتها

العكارة

مواد دقيقة ناعمة معلقة، غير مستقرة، لا تترسب. تسبب مظهر موحل، غائم للمياه.

اللون

يعزى وجود اللون في المياه الطبيعية، إلى وجود مخلفات عضوية نباتية، ومعادن، تسبب تغييـر اللـون مـن عـديم اللـون إلـى اللون البني الداكن.

التوصيل الكهربي

المياه النقية ليس لها القدرة على توصيل التيار الكهربائي.

ذوبانية الاملاح في المياه يسبب خاصية التوصيل الكهربي للمياه.

خاصية التوصيل الكهربي تعد مقياسا لكمية الأملاح الذائبة في الماء.

المواد الصلبة العالقة

يشار عادة إلى المواد الصلبة غير الذائبة في المياه، بمصطلح المواد الصلبة العالقة.

تتكون المواد العالقة من الطمي، والطين، والمواد العضوية، والطحالب، والبكتيريا، والفطريات، والمعادن.

تحتوي على نسبة كبيرة من المواد العضوية، قد تسبب تعفن مما يؤدي إلى نقص في كمية األكسجين المذاب.

تتسبب في حدوث رغوة في الغاليات، وتكون قشور على المعدات.

تسبب العكارة، ويمكن أن تسد خطوط أنابيب نقل المياه، والمكونات الداخلية للمعدات.

يمكن أن تترسب في المبادلات الحرارية، والغلايات.

لا تمثل مثل هذه المواد مشكلات جسيمة، حال معالجتها والتخلص منها بترشيحها.

المواد الصلبة الذائبة

تركيز المواد الصلبة الذائبة يعد من أحد أهم المعايير لتحديد مدى ملائمة المياه للاستخدامات الصناعية.

تتكون المواد الصلبة الذائبة بشكل رئيسي من بيكربونات، وكربونات، وكبريتات، وكلوريدات، ونيترات كل من الكالسـيوم، والماغنيسيوم، والصوديوم، والبوتاسيوم، مع آثار الحديد والمنغنيز.

يعد السيليكا عنصر مهم من المواد الصلبة الذائبة.

يتواجد الفلوريد بتركيزات منخفضة جدا.

يعد الفوسفات مكون للمواد الصلبة الذائبة في الغلايات.

المواد الصلبة الذائبة في المياه غير مرغوب فيها للاستخدامات الصناعية، حيث تعـد مـن العوامـل الرئيسـية لتكـوين القشـور والرواسب.

التركيزات المرتفعة منها يساعد على تسريع عمليات التآكل، وتكوين الرغاوى في الغلايات.

المواد الصلبة الكلية

هي مجموع كميات المواد الصلبة العالقة، والذائبة.

عسر الماء (القساوة)

عسر الماء ” قساوة المياه ” هو تعبير يستخدم لوصف حالة المياه عندما تكون نسبة الأملاح المعدنية فيها مرتفعة.

تعد املاح الكالسيوم والماغنسيوم أحد أهم الأملاح المعدنية المسببة لعسر الماء.

يجب مراقبة عسر الماء، حيث أنه من اهم الأسباب الرئيسية لتكوين القشور.

القاعدية (القلوية)

قد يكون هناك خلط بين مفهوم تعريف رقم الأس الهيدروجيني، وتعريف القاعدية.

مفهوم الأس الهيدروجيني هـو مـدي حامضـية أو قاعديـة السـائل، بينمـا القاعديـة هـي مقـدار قـدرة الميـاه “السـائل” على امتصاص الحمض دون تغيير في رقم الأس الهيدروجيني.

تتكون الترسبات في حالة القاعدية المرتفعة.

تساعد القيم المنخفضة من القاعدية على حدوث التآكل.

المواد القلوية يمكن أن تتحول إلى ثاني أكسيد الكربون (CO2) في البخار مما يسبب حدوث التآكل.

يمكن تعيين البيكربونات (HCO3) ،الكربونات (CO2)، والهيدرات (OH)، بطريقة المعايرة.

رقم الأس الهيدروجيني PH

يتميز الماء بقدرته على السلوك كحمض أو كقاعدة في التفاعالت الكيميائية.

يستخدم رقم الأس الهيدروجيني لقيا درجة حموضة أو قلوية السائل.

هناك استخدامات معينة يلزم أن يكون فيها المياه في مدى معين من رقم الأس الهيدروجيني

الحموضة

الحموضة ليست مكوناً وحيداً رئيسياً هي مقياس لتأثيرات مجموعة من المواد والظروف في الماء. يمكن تعريف الحموضة بأنها قدرة المياه على معادلة أيونات الهيدروكسيل، ويعبر عنها بكربونات الكالسيوم. تـنجم الحموضـة عـادة نتيجـة وجـود ثـاني أكسـيد الكربـون الحـر، والأحمـاض المعدنيـة مثـل حمـض الكبريتيـك، والأحماض ضعيفة التفكك، كما تنتج أيضاً من تحلل الحديد، وأملاح الألومنيوم. لا تحتوي معظم المياه الطبيعية على أي حموضة معدنية ولا تحتوي إلا على حموضة ثاني أكسيد الكربون.

لا يوجـد حـد معـين للحموضـة ولكـن يـتم الـتحكم فيهـا بطريقـة غيـر مباشـرة عـن طريـق تعيـين حـدود رقـم الأس الهيدروجيني.

تسبب الحموضة الزائدة أضرارا للهياكل المعدنية.

يجب تحييدها للتخفيف من ظاهرة التآكل.

تحتاج معظم العمليات الصناعية إلى مياه خالية من الحموضة، حتى من حموضة ثاني أكسيد الكربون.

الحموضة المعدنية الحرة

يعزى وجود الحموضة المعدنية الحرة لوجود حامض الكبريتيك، وحامض الهيدروكلوريك.

الغازات الذائبة

عبارة عن غازات قد تكون ذائبة في المياه مثل غاز الأكسجين، وغاز ثاني أكسيد الكربون.

يساعد وجود مثل هذه الغازات الذائبة على حدوث ظاهرة التآكل.

الكاتيونات

أيونات موجبة الشحنة مثل الكالسيوم والبوتاسيوم، والصوديوم، والماغنسيوم.

الأنيونات

أيونات سالبة الشحنة، مثل القلويات، والكبريتات (SO4)،والكلوريد، والنترات (NO3).