دور الإزون في تحقيق أهداف إزالة السائل من الصفر

وقد تعرض استهلاك المياه الصناعية وتوليد مياه الصرف للتدقيق الشديد حيث أن ندرة المياه تكثف وتشدد الأنظمة البيئية على الصعيد العالمي، وقد برزت عملية إزالة السائل من المياه كإستراتيجية حاسمة للصناعات تتراوح بين المواد الكيميائية والصيدلة والمنسوجات وتوليد الطاقة، وتزيل شركة ZLD النفايات السائلة عن طريق استعادة جميع المياه تقريباً لإعادة استخدامها وتحويل المواد الصلبة المذابة إلى معالجة صلبة.

فهم العمليات: الآلية والجيل

Ozonation uses ozone gas (O3) a highly reactive allotrope of oxygen, to oxidize contaminants in water. contrast chlorine or other chemical oxidants, ozone does not leave persistent residues; rapidly decompose back into oxygen, leaving no trace in the treated radiation split)

أما إمكانات أكسيد الأوزون فهي 2.07 فولت، وهي أعلى بكثير من ثاني أكسيد الكلور (1.36 خامسا) أو أكسيد الهيدروجين (1.78 خامسا). وهذا يجعل الأوزون نافذا حتى مع المركبات العضوية الرجعية، والملوثات الناشئة، وبعض الأنواع غير العضوية، ويمكن أن يتفاعل الأوزون مباشرة مع الملوثات عن طريق التكديس الجزيئي، أو يمكن أن يزيل الفارق بين التطرفات في المواد الهيدروكية (OHway).

How Ozonation Supports Zero Liquid Discharge Objectives

ولا تشكل نظم زراعية التنمية تكنولوجيات واحدة، بل هي تسلسل متكامل يشمل عادة ما يكون العلاج المسبق، وتركيز الغشاء (مثل التخثر العكسي، والتدفق الحراري، والتبلور، ويمكن إدراج الازدهار في عدة نقاط في هذا التسلسل لمعالجة اختناقات محددة، وتفصل الفروع التالية الآليات الرئيسية التي تحقق من خلالها الازدهار أهدافاً من الأهداف الإنمائية للألفية.

تعزيز إزالة الملوثات العضوية

ومن العقبات الرئيسية في منطقة شمال شرق المحيط الأطلسي تراكم المركبات العضوية في المياه الآخذة في الارتداد، ويمكن لهذه المواد العضوية أن تبطل أمبراني النسيج العكسي، وأن تقلل من معدلات التبخر، وأن تؤدي إلى تفكك غير ملون أو شظايا من الزهر، وأن تخفض مستويات الكيمياء العضوية المتطورة إلى أجزاء أصغر حجماً وأكثر قابلية للتحلل الأحيائي، مما يقلل من الطلب على الأكسجين الكيميائي وإجمالي.

تهيُّؤ ونقل الملوثات العضوية

Ozonation does more than attack organics. It can also oxidize inorganic species such as iron, manganese, sulfides, and certain heavy metals. The oxidation of dissolved ferrous iron (Fe2+

تخفيض الاستهلاك الكيميائي وتوليد الأحقاد

إن المعالجة التقليدية للمياه تعتمد بشدة على التخثرات والجلود والمبيدات الأحيائية، وهذه المواد الكيميائية تضيف إلى مجموع المواد الصلبة المذوبة، مما يجعل من الصعب تحقيق هدف الـ ZLD، ويولد في كثير من الأحيان كميات كبيرة من اللحوم التي يجب التخلص منها كهدر صلب، كما أن الأوزون يعمل ككلور قوي ومُنع، ويحل محل العديد من هذه المواد الكيميائية.

تحسين نوعية المياه لإعادة الاستخدام والتخلص النهائي

وفي نظم زرلد، يجب أن يفي التشتل النهائي من مبردات المياه بمعايير صارمة لنوعية المياه لإعادة الإدماج في العمليات الصناعية أو للتفريغ بموجب التصاريح، وينشر الأوزون هذا التشتل بتأكسد المواد العضوية المتبقّية، ويزيل الملوثات الدقيقة، ويزيل أي طعم أو رائحة مائي متخلفة، كما يوفر الأوزون تطهيراً دون ترك بقايا كيميائية قد تتداخل مع الاستخدامات في أسفل المجرى.

إدماج عملية الازون في نظام شامل للزراعة والتنمية

ويتوقف وضع الأوزون في إطار برنامج العلاج في منطقة زدلز على السمات الملوثة المحددة وفلسفة التصميم العامة، وهناك ثلاثة نقاط تكامل مشتركة هي: ما قبل المعالجة، والعلاج الوسيط، واللمعة.

العمليات السابقة للمحاكمة

(أ) عندما تستخدم المواد قبل الغبارات، تُحدّد ظروف الأوزون المياه لتقليل الحمولة العضوية، وتُثبّتُ في شكل أشعة مغنطة للحجم، وتصرّف الكائنات المجهرية غير المفعمة بالثدي، وهذا يُحسّن أداء الرشّة الفوقية (UF) وعكس الأوسموزيوم (RORO) ويُستخفى تماماً قبل أن تُضاف مادة الأوكسيد الأوزون.

التوقيف الوسيط

فبين تركيزات الخمور والتبخر الحراري، كثيرا ما يتركز التيار الرافض (المزارع) تركيزا كبيرا على الأنواع العضوية وغير العضوية التي يمكن أن تصيب الأنابيب المبردة، ويمكن أن يقلل حقن الأوزون في هذا المجرى من الرغوة بكسر البوليمر العضوي وتأكسد الآلات التي قد تسبق الترددات في المبردات الفصلية.

ازون البولندي

وبعد التبخر، تكون المادة المضغوطة نظيفة عموما ولكنها قد لا تزال تحتوي على مواد عضوية متفجرة أو مستويات متأصلة من الملوثات التي تحمل البخار، ويكفل تلميع الأوزون أن تستوفي هذه المياه أكثر المعايير صرامة لإعادة الاستخدام، بما في ذلك التطبيقات الحساسة مثل تصنيع المستحضرات الصيدلانية أو غلاف المغليات، كما أن إنشاء منطقة تُصمم تصميما جيدا يمكن أن يحول دون نمو الرش الأحيائي في أنبوب التوزيع دون الحاجة إلى مواد كيميائية.

Challenges and Considerations for Ozone in ZLD

وعلى الرغم من مزاياه، فإن الازدهار ليس تكنولوجياً للضغط واللعب، بل يتطلب تصميماً دقيقاً وإدارة مستمرة لكي تكون فعالة واقتصادية في سياق التنمية الزراعية.

التكاليف الرأسمالية الأولية والتشغيلية

ويمثل مولدات الأوزون، ولا سيما تلك التي تستخدم التصريف بالكورونا بتغذية عالية النقاء للأكسجين، استثماراً رأسمالياً كبيراً، كما أن الطاقة الكهربائية اللازمة لتوليد الأوزون تضيف أيضاً إلى مصروفات التشغيل، وبالنسبة للعديد من المرافق الصناعية، فإن مفتاح فعالية التكلفة لا يكمن في استخدام الأوزون إلا عندما يوفر أكبر الفوائد الهامشية، مثل حماية الميكروفونات أو المبردات الباهظة التكلفة، كما أن التقدم في تكنولوجيا توليد الأوزون، بما في ذلك زيادة كفاءة الطاقة الكهربائية، والمنظومات.

التدريب في مجال السلامة والتشغيل

الأوزون هو غاز سام مع رائحة منقار يمكن اكتشافه بتركيزات منخفضة جداً، وقد حدد مكتب تنسيق الشؤون الإنسانية حداً للتعرض المسموح به قدره 0.1 جزء من المليون على مدى 8 ساعات من أيام العمل، كما أن الاحتواء السليم والتهوية والرصد أمر أساسي، وبالإضافة إلى ذلك، تتطلب نظم توليد الأوزون مناشطين مهرة يفهمون الجرعات، ومناولة الغازات الخارجية، ومواهب ردود الفعل الكيميائية التي تجري.

تكوين المنتجات الإلكترونية الضارة

(أ) في وجود أورام بروميد (Br-)، يمكن أن تشكل الأوزون برومات (BrO)(3) -)، وهو ما يشتبه في أنه مسبب للسرطانات البشرية.

Ozone Residual and Corrosion

الأوزون هو أكسيد قوي يمكن أن يهاجم المواد حتى يصل إلى الصلب اللاصق ويشمله إذا كان التركيز المتبقي مرتفعاً بما فيه الكفاية، وفي نظم زرلد، حيث يتم إعادة تدوير المياه وتركيزها، يمكن أن يؤدي الأثر التراكمي للأوزون إلى التعجيل بتآكل الأنابيب والصمامات والأجزاء المبللة، كما أن اختيار المواد الصالحة للاستخدام في المواد المقاومة للأوزون مثل تيفلون، ومركبات ثنائي البنزين متعدد الكلور، أو 316 لتراً من الصلب اللاصوم.

التطبيقات الصناعية والأمثلة الحقيقية للعالم

وقد أدت قابلية الازدهار إلى اعتمادها في قطاعات عديدة تسعى إلى تحقيق التنمية الزراعية، وفي الصناعة الكيميائية، يستخدم الازدواج لمعالجة المياه المستعملة التي تحتوي على الفينول والأمينات وغيرها من المركبات التي تقاوم المعالجة البيولوجية، مثلاً، مصنع كبير من البتروكيميائيات في كوريا الجنوبية يدمج الأوزون مع نظام يو إف/رو/إطلاق لمعالجة المياه المعقدة، مما يحقق أكثر من 98 في المائة من استعادة المياه.

وقد تحولت صناعة المنسوجات، التي تولد كميات كبيرة من السائل المحتوي على مواد عالية الارتفاع من الديوكسين، بصورة متزايدة إلى الأوزون من أجل إزالة التحلل، حيث أن مطحنة من المنسوجات في بنغلاديش تجمع بين المعالجة المسبقة للأوزون وبين المفاعلات البيولوجية والتصنيفات الفوقية، وتخفض في الوقت نفسه التكاليف الكيميائية الإجمالية بنسبة 30 في المائة، وقد أعيد استخدام المياه المستعادة في عمليات الرطب دون المساس بنوعية من المنتجات الصيدلانية.

وقد نفذت محطات توليد الطاقة التي تواجه أنظمة صارمة لتصريف المياه نظماً للزهور لمعالجة تفجر برج التبريد، ومن خلال تطهيرها قبل عملية التطهير، خفضت هذه النباتات بدرجة كبيرة استخدام الإيدي الأحيائي ومنعت التعبئة البيولوجية للدمغات، وفي إحدى الدراسات الإفرادية، قامت محطة لتوليد الطاقة في الولايات المتحدة بتركيب نظام لطبقة الأوزون يسمح لها بإعادة تدوير 90 في المائة من برج التبريد وخفض كمية المياه العذبة التي تم الاستيلاء عليها بنسبة 70 في المائة.

الاتجاهات المستقبلية والتطورات التكنولوجية

[[العاملة في مجال الإثراء] من المرجح أن تتوسع مع ازدياد أوجه التقدم التكنولوجي وشح المياه، كما أن تطوير مولدات الأوزون الأكثر كفاءة، بما في ذلك تلك التي تستخدم الطاقة النقية أو المواد الغذائية المتقدمة، سيخفض استهلاك الطاقة.

(ج) نظم الرصد والمراقبة الرقمية، بما في ذلك أجهزة الاستشعار التي تستخدم في الوقت الحقيقي للتقليل من الأكسدة، ومراقبات المنطق القابلة للبرمجة، تتيح الدقة في توجيه جرعات الأوزون لمطابقة حمولة الملوثات المتقلبة، وهذا لا يؤدي فقط إلى تحسين أداء العلاج بل يقلل أيضاً من نفايات الأوزون واستهلاك الطاقة، ومع انتقال الصناعات إلى نماذج الاقتصاد الدائري وإلى أنظمة أضيق نطاقاً للمياه، فإن الازدواج سيستمر في توفير تكنولوجيا تمكينية.

خاتمة

(أ) أن تقدم شركات إعادة النظر وسيلة قوية ومرنة للنهوض بأهداف التخلص من المواد الكيميائية، وأن تساعد في إزالة الملوثات العضوية وغير العضوية، وأن تقلل من الاعتماد على المواد المضافة الكيميائية، وأن تحسن نوعية المياه المعاد تدويرها، وأن تعالج عدة جوانب من أكثر جوانب تصميم وتشغيل نظام الحد من التلوث الناجم عن المواد الكيميائية، وأن التكنولوجيا لا تواجه تحديات: تكاليف رأس المال وتكاليف التشغيل، والشواغل المتعلقة بالسلامة، وإمكانية معالجة النفايات قبل الحرق تتطلب تخطيطاً دقيقاً وخبرة.