معالجة مياه الصرف الناتجة عن إزالة الكبريت بطريقة التبادل الأيوني
تُستخدم راتنجات التبادل الأيوني ذات المسام الكبيرة المحتوية على مجموعة الميركابتان (-ش) لامتصاص أيونات الزئبق بهدف إزالتها من الماء. تعتمد طريقة الامتصاص على مبدأ امتصاص الكربون المنشط: يتميز الكربون المنشط بمساحة سطحية هائلة، وتتكون فيه مجموعات وظيفية تحتوي على الأكسجين (-COOH، -أوه، -CO) أثناء عملية التنشيط، مما يمنحه خصائص الامتصاص الكيميائي والأكسدة والاختزال التحفيزي، وهو ما يُمكّن من إزالة المعادن الثقيلة بكفاءة.
معالجة مياه الصرف الناتجة عن إزالة الكبريت بطريقة التخثير الكهربائي
تُستخدم تقنية التخثير الكهربائي أيضًا في معالجة مياه الصرف الناتجة عن عملية إزالة الكبريت الرطبة. تعتمد هذه التقنية على مبادئ الكيمياء الكهربائية، حيث تعمل على إذابة الأقطاب الكهربائية القابلة للذوبان تحت تأثير التيار الكهربائي، محولةً إياها إلى أيونات مشحونة ومحررةً إلكترونات، مما يُنتج مركبات مُتكتلة. إضافةً إلى ذلك، تُقلل الإلكترونات المُحررة من الملوثات المشحونة إيجابيًا، مُحققةً بذلك هدف إزالة الملوثات من السائل.
تُعدّ المعالجة بالتخثير الكهربائي فعّالة في معالجة المعادن الثقيلة، وتتميز بتصميمها المدمج، وانخفاض تكلفة المواد الكيميائية المستخدمة، وفعاليتها العالية. مع ذلك، تتسم هذه التقنية بتعقيدها النسبي؛ إذ لا تستطيع المعالجة التقليدية بالتخثير الكهربائي إزالة أيونات الكلوريد، بينما تعاني المعالجة عالية التردد بالتخثير الكهربائي من عيوبٍ كاستهلاكها العالي للطاقة وقصر عمر الأقطاب الكهربائية. حاليًا، تُستخدم تقنية التخثير الكهربائي في معالجة مياه الصرف الصحي النفطية والكيميائية ذات المحتوى العالي من المعادن الثقيلة، إلا أنها لم تنتشر بعد في معالجة مياه الصرف الصحي الناتجة عن إزالة الكبريت.
المعالجة التبخيرية لمياه الصرف الناتجة عن إزالة الكبريت
تُعالج مياه الصرف الصحي مسبقًا بالمعالجة الكيميائية التقليدية. تُسخن مياه الصرف الصحي المعالجة مسبقًا بواسطة مسخن مسبق ثم تُغذى إلى نظام التبخير، والذي ينقسم بشكل أساسي إلى أربعة أجزاء: قسم إدخال الحرارة، وقسم استعادة الحرارة، وقسم التبلور والنقل، وقسم النظام المساعد.
تُسخّن مياه الصرف الناتجة عن عملية إزالة الكبريت وتُركّز في أربع حجرات تبخير، ثم تُرسل إلى خزان معلق ملحي، حيث تُضخّ إلى فاصل ملحي هيدروسيكلوني بواسطة مضختين. يفصل الهيدروسيكلون بلورات الملح كبيرة الحجم بفعل الدوران الحلزوني، فتسقط بعد ذلك في جهاز الطرد المركزي الموجود أسفله. تُنقل بلورات الملح المفصولة بواسطة جهاز الطرد المركزي إلى طبقة تجفيف بواسطة ناقل لولبي لتسخينها وتجفيفها تمامًا. يُعاد المعلق الملحي المفصول بواسطة الهيدروسيكلون وجهاز الطرد المركزي إلى نظام التسخين لإعادة تسخينه وتبخيره وتركيزه. تُنقل بلورات الملح المجففة خارج المصنع بواسطة شاحنة.
تجمع هذه الطريقة بين مزايا كلٍ من طريقة التبلور بالتركيز وطريقة التركيز بالتبخير، وتتميز بمعدل استرداد عالٍ للنظام: حيث تتم معالجة مياه الصرف الصحي وإعادة تدويرها بشكل أساسي دون أي تصريف سائل نفايات باستثناء الفاقد الجزئي الناتج عن التجفيف؛ ولا يتطلب النظام سوى تنظيف كيميائي مرة أو مرتين سنويًا، مما يقلل من عبء الإدارة والصيانة؛ كما يقلل من احتمالية الترسبات على أسطح نقل الحرارة وجرعات المثبطات؛ وتتميز المياه المستردة بالتبخير بجودة عالية. ومع ذلك، فإن لها عيوبًا مثل تصميم المعدات المعقد، ومتطلبات التحكم العالية، واستهلاك الطاقة المرتفع، وهي لا تزال حاليًا في مرحلة البحث والتطوير التجريبي.
تستطيع هذه التقنيات الحديثة إزالة المعادن الثقيلة، وحتى أيونات الكلوريد، من مياه الصرف الناتجة عن عملية إزالة الكبريت بكفاءة عالية. إلا أنها لم تُطبّق على نطاق واسع في محطات توليد الطاقة المحلية بسبب قيودٍ عديدة، منها التكنولوجيا والظروف والبيئة والاستثمار. وحاليًا، لم يُفعّل سوى عدد قليل من المشاريع الخارجية، ولا تزال بعض معايير التحكم والعمليات الرئيسية قيد البحث والتطوير.