نظام معالجة مياه المناجم - UF الأنبوبي، والترشيح النانوي، والتناضح العكسي، والتناضح العكسي عالي الضغط
خلفية المشروع
تحتوي مياه الصرف في منجم الفحم على مستويات عالية من المواد الصلبة العالقة والأملاح الذائبة والكبريتات والمعادن الثقيلة. تتطلب اللوائح البيئية الصارمة بشكل متزايد من مشغلي المناجم معالجة وإعادة تدوير مياه المناجم بدلاً من تصريفها مباشرة. يتطلب هذا المشروع نظام معالجة كاملًا قادرًا على إنتاج مياه معالجة قابلة لإعادة الاستخدام مع تقليل حجم التركيز إلى الحد الأدنى من تفريغ السائل (ZLD).
قامت شركة Torvexus بتصميم وتوريد نظام معالجة غشائي من أربع مراحل يجمع بين UF الأنبوبي، والترشيح النانوي (NF)، والتناضح العكسي (RO)، والتناضح العكسي عالي الضغط (HPRO) لتشغيل منجم للفحم.
خصائص مياه التغذية
- المواد الصلبة الذائبة:8,000-15,000 ملغم/لتر
- كبريتات (SO₄²⁻):3000-6000 ملغم/لتر
- المواد الصلبة العالقة:200-500 ملغم/لتر (دقائق الفحم والجسيمات المعدنية)
- صلابة:1500-3000 ملغم/لتر على شكل CaCO₃
- الحديد (الحديد):10-50 ملغم/لتر
- المنغنيز (مليون):5-20 ملغم/لتر
- الرقم الهيدروجيني:6.0-7.5
تصميم النظام
تم تصميم عملية الغشاء المكونة من أربع مراحل لإزالة الملوثات تدريجيًا مع زيادة استعادة المياه إلى الحد الأقصى:
تدفق العملية
- المرحلة 1 - الترشيح الفائق الأنبوبي (UF):يزيل المواد الصلبة العالقة، ودقائق الفحم، ورواسب الحديد/المنغنيز، والمواد الغروية. يتعامل التكوين الأنبوبي مع تغذية SS عالية دون انسداد.
- المرحلة 2 – الترشيح النانوي (NF):يزيل بشكل انتقائي الأيونات ثنائية التكافؤ (Ca²⁺، Mg²⁺، SO₄²⁻) والصلابة مع السماح للأيونات أحادية التكافؤ بالمرور. يقلل من إمكانية التوسع في RO المصب.
- المرحلة 3 - التناضح العكسي (RO):تحلية RO القياسية لتخلل NF، مما ينتج مياه معالجة عالية الجودة مع TDS < 200 مجم / لتر.
- المرحلة 4 - RO عالي الضغط (HPRO):يركز تيارات رفض NF وRO المدمجة لتقليل حجم التركيز النهائي. ضغط التشغيل يصل إلى 100 بار.
المواصفات الرئيسية
| المعلمة | قيمة |
|---|---|
| القدرة التصميمية | 200 طن/يوم مياه تغذية |
| UF أنبوبي | غشاء أنبوبي PVDF، 0.03 ميكرومتر |
| الترشيح النانوي | عناصر ملفوفة حلزونية NF270 |
| ريال عماني | BW30 عناصر RO للمياه المالحة |
| الضغط العالي RO | وحدات أنبوب القرص DTRO، مصنفة حتى 120 بار |
| استعادة المياه الشاملة | > 90% |
| تتخلل TDS | <200 ملغم / لتر |
| التركيز النهائي TDS | > 80.000 ملغم/لتر (للتبخر/التبلور) |
لماذا غشاء رباعي المراحل لمياه المناجم؟
تتطلب معالجة مياه المناجم اتباع نهج مرحلي بسبب كيمياء المياه المعقدة:
- UF أنبوبي أولاً:تحتوي مياه المنجم على حبيبات الفحم الكاشطة ورواسب الحديد التي من شأنها تدمير أغشية الألياف المجوفة التقليدية. يتعامل UF الأنبوبي مع قنوات التدفق الكبيرة مع هذا الأمر بشكل موثوق.
- NF للفصل الانتقائي:يعمل الترشيح النانوي على إزالة أيونات الكبريتات والصلابة التي تسبب تقشرًا شديدًا في أنظمة التناضح العكسي، مع المرور عبر الأيونات أحادية التكافؤ منخفضة المخاطر - مما يقلل من ضغط تشغيل التناضح العكسي واستهلاك المواد الكيميائية.
- RO للتلميع النهائي:ينتج جودة مياه معالجة قابلة لإعادة الاستخدام من تخلل NF المخفف.
- HPRO لتقليل الحجم:ترفض مركزات DTRO عالية الضغط التدفقات التي تصل إلى أكثر من 80,000 ملجم/لتر من المواد الصلبة الذائبة، مما يقلل من الحجم المرسل للتبخر - مما يقلل بشكل كبير من تكاليف الطاقة لـ ZLD.
نتائج الأداء
- استعادة المياه:إجمالي 92% - من 200 طن/يوم من العلف إلى 184 طن/يوم من المياه القابلة لإعادة الاستخدام
- إزالة الكبريتات:> 99% (من 5000 ملغم/لتر إلى أقل من 50 ملغم/لتر في الجوامد)
- الحديد / المنغنيز:غير قابل للاكتشاف في تتخلل UF
- حجم التركيز:تم التخفيض إلى <16 طنًا/يومًا عند> 80.000 ملجم/لتر من المواد الصلبة الذائبة
- تكلفة التشغيل:أقل بنسبة 40% من التبخر المباشر لمياه المناجم الخام
خاتمة
يوفر نهج الغشاء المكون من أربع مراحل المسار الأكثر فعالية من حيث التكلفة للوصول إلى الصفر من تصريف السوائل لمعالجة مياه المناجم. ومن خلال إزالة الملوثات تدريجيًا في كل مرحلة، يعمل النظام على زيادة استعادة المياه إلى الحد الأقصى مع تقليل حجم وتكلفة التخلص النهائي من التركيز. توفر Torvexus تصميم النظام الكامل، وتوريد المعدات، ودعم التشغيل لمشاريع معالجة مياه المناجم على جميع المستويات.
