خطة معالجة مياه الصرف الصحي في صناعة الورق

نظرة عامة: تنتج مياه الصرف الناتجة عن صناعة الورق بشكل رئيسي من عمليتي إنتاج اللب وصناعة الورق. تتضمن عملية إنتاج اللب فصل الألياف عن المواد الخام النباتية، ثم تحويلها إلى لب، وبعد ذلك تبييضها. وتنتج هذه العملية كمية كبيرة من مياه الصرف. أما عملية صناعة الورق فتتضمن تخفيف اللب وتشكيله وضغطه وتجفيفه لإنتاج الورق. وتنتج هذه العملية أيضاً كمية كبيرة من مياه الصرف. وتُعد المياه السوداء والحمراء من أهم مياه الصرف الناتجة عن عملية إنتاج اللب، بينما تنتج المياه البيضاء بشكل رئيسي من عملية صناعة الورق.

السمات الرئيسية: 1. كمية كبيرة من مياه الصرف الصحي. 2. تحتوي مياه الصرف الصحي على كمية كبيرة من المواد الصلبة العالقة، وخاصة الحبر والألياف والحشوات والمواد المضافة. 3. نسبة المواد الصلبة العالقة، والطلب الكيميائي للأكسجين، والطلب البيولوجي للأكسجين، وغيرها من الملوثات في مياه الصرف الصحي مرتفعة نسبياً، حيث يكون محتوى الطلب الكيميائي للأكسجين أعلى من الطلب البيولوجي للأكسجين، ولونها أغمق.

خطة العلاج وحل المشكلة. 1. طريقة العلاج تعتمد طريقة المعالجة الحالية بشكل أساسي على مزيج من عمليات التخثر والترسيب اللاهوائية والهوائية والفيزيائية والكيميائية.

عملية المعالجة وتدفقها: بعد دخول مياه الصرف الصحي إلى نظام المعالجة، تمر أولاً عبر مصيدة لإزالة المخلفات الكبيرة، ثم تدخل حوض التوزيع لمعادلة الضغط، ثم إلى خزان التخثير حيث يحدث تفاعل تخثير بإضافة كلوريد البولي ألومنيوم والبولي أكريلاميد. بعد دخولها إلى وحدة التعويم، تُزال المواد الصلبة العالقة وجزء من الطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD) والطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) من مياه الصرف الصحي. يدخل ناتج التعويم إلى معالجة كيميائية حيوية ثنائية المراحل (هوائية ولاهوائية) لإزالة معظم الطلب البيولوجي على الأكسجين والطلب الكيميائي على الأكسجين من الماء. بعد خزان الترسيب الثانوي، لا يتوافق الطلب الكيميائي على الأكسجين ولون مياه الصرف الصحي مع معايير الانبعاثات الوطنية. يُستخدم التخثير الكيميائي لتحسين المعالجة بحيث تتوافق مياه الصرف الصحي مع معايير الانبعاثات أو تفي بها جزئيًا.

المشاكل الشائعة وحلولها: 1) تجاوز الطلب الكيميائي للأكسجين (COD) للمعايير. بعد معالجة مياه الصرف الصحي بالمعالجة الكيميائية الحيوية اللاهوائية والهوائية، لا يفي الطلب الكيميائي للأكسجين في المياه المعالجة بمعايير الانبعاثات. الحل: استخدام عامل SCOD عالي الكفاءة لتحليل الطلب الكيميائي للأكسجين. يُضاف إلى الماء بنسبة محددة ويُترك ليتفاعل لمدة 30 دقيقة.

٢) تجاوز كل من اللونية وقيمة الطلب الكيميائي للأكسجين (COD) المعايير: بعد معالجة مياه الصرف الصحي بالمعالجة الكيميائية الحيوية اللاهوائية والهوائية، لم تستوفِ قيمة الطلب الكيميائي للأكسجين (COD) للمياه الخارجة معايير الانبعاثات. الحل: إضافة مُزيل لون عالي الكفاءة للتلبيد، وخلطه مع مُزيل اللون عالي الكفاءة، ثم استخدام بولي أكريلاميد للتلبيد والترسيب، وفصل المواد الصلبة عن السائلة.

3) زيادة نسبة نيتروجين الأمونيا لا يفي تركيز نيتروجين الأمونيا في مياه الصرف بمتطلبات الانبعاثات الحالية. الحل: إضافة مزيل نيتروجين الأمونيا، والتحريك أو التهوية والخلط، وتركه يتفاعل لمدة 6 دقائق. في مصنع ورق، يبلغ تركيز نيتروجين الأمونيا في مياه الصرف حوالي 40 جزءًا في المليون، بينما يقل معيار انبعاثات نيتروجين الأمونيا المحلي عن 15 جزءًا في المليون، وهو ما لا يفي بمتطلبات الانبعاثات المنصوص عليها في لوائح حماية البيئة.

خلاصة: ينبغي أن يركز معالجة مياه الصرف الناتجة عن صناعة الورق على تحسين معدل إعادة تدوير المياه، وتقليل استهلاك المياه وتصريف مياه الصرف، وفي الوقت نفسه، ينبغي استكشاف طرق معالجة مياه الصرف الموثوقة والاقتصادية التي تستغل الموارد المفيدة فيها استغلالاً أمثل. على سبيل المثال: يمكن لطريقة التعويم استخلاص المواد الصلبة الليفية من المياه البيضاء، بمعدل استخلاص يصل إلى 95%، ويمكن إعادة استخدام المياه المُصفّاة؛ ويمكن لطريقة معالجة مياه الصرف بالاحتراق استخلاص هيدروكسيد الصوديوم، وكبريتيد الصوديوم، وكبريتات الصوديوم، وغيرها من أملاح الصوديوم المرتبطة بالمواد العضوية في المياه السوداء. وتعمل طريقة معادلة مياه الصرف على ضبط درجة حموضة مياه الصرف؛ ويمكن للترسيب بالتخثير أو التعويم إزالة الجزيئات الكبيرة من المواد الصلبة العالقة في مياه الصرف؛ ويمكن لطريقة الترسيب الكيميائي إزالة اللون؛ ويمكن لطريقة المعالجة البيولوجية إزالة كل من الطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD) والطلب الكيميائي على الأكسجين (COD)، وهي أكثر فعالية لمياه الصرف الناتجة عن صناعة ورق الكرافت. إضافة إلى ذلك، توجد طرق أخرى لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن صناعة الورق، مثل التناضح العكسي، والترشيح الفائق، والتحليل الكهربائي، وغيرها، المستخدمة محلياً ودولياً.