مفاعل معالجة النفايات الصناعية: العمليات والمواد ومكافحة التآكل

ما هو مفاعل معالجة النفايات الصناعية؟مفاعل معالجة النفايات الصناعية هو وعاء يتم فيه تحويل النفايات الخطرة أو الملوثة ، عادة السائلة ، كيميائياً أو بيولوجياً أو فيزيائياً إلى مادة أكثر أماناً ،شكل قابل للفصل قبل التفريغ أو التخلص، ويتم تحديدها ليس من خلال تفاعل واحد ولكن من خلال مجموعة متنوعة من الواجبات التي يجب أن تبقى على قيد الحياة.الهضم الجهازي، حيث تحويل الميكروبات في 35-38 درجة مئوية المواد العضوية إلى غاز حيوي على مدى 15-30 يوم من الاحتفاظ؛ عملية الأكسدة المتقدمة مثل عملية فنتون، التي يتم تشغيلها في 20-80 درجة مئوية و pH 2-4 مع 1-10 غرام / لتر من بيروكسيد الهيدروجين.والهطول والجفاف، والتي تسقط المعادن الثقيلة عند درجة الحموضة 8-11 التحدي الرئيسي للتصميم ليس التفاعل ولكن الوسيط: تدفقات النفايات تآكل، شاحبة،تتغير في تكوينها وغالبا ما تحتوي على الكلوريدات أو الصلبات، لذا فإن المفاعل يعيش أو يموت على اختيار المواد وقدرته على تحمل ما يصل.

1الكيماويات المعالجة في المفاعلات

كل تيار نفايات يحتاج للكيمياء المختلفة، والفاعل هو حجم وبنيت حول ذلك:

• تحييد وتصحيح الحموضة:المهام الأكثر شيوعًا ، يتم تزويد مياه الصرف الصحي الحمضية أو الخامية بالفاعل المعاكس في خزان مزج ، عادةً ما يكون وعاء مخروط أو قاع محرك مع محرك قشر منخفض ،حتى يصل الـ pH إلى نطاق التفريغ 6-9الكيمياء بسيطة لكن الهندسة ليست كذلكلأن الحموضة القادمة يمكن أن تتقلب من 1 إلى 13 بين الدفعات ويجب التحكم في إضافة المفاعل عن طريق حلقة الحموضة مع ORP حيث المسائل redoxفولاذ الكربون مناسب للجريان المحايد النظيف ولكنه يتعرض للهجوم من قبل الحموضة الخفيفةلذلك 316L أو وعاء مطاطي أو الزجاج المدمج إلى الفولاذ هو أمر شائع حيث النفايات محملة الكلوريد أو متغيرةالأهم من ذلك، أن التحييد خارجي الحرارة للأزواج الحمضية القوية، لذلك يحتاج المفاعل إلى إزالة الحرارة أو التحكم الدقيق في التغذية،ويجب أن تتحمل التركيز المرتفع المحلي في نقطة إضافة المفاعل، وهو المكان الذي تفشل فيه الغطاءات والأختام أولاً.
• الهضم الجهازي للنفايات العضوية:بالنسبة للنفايات العضوية عالية المقاومة ، والأغذية ، ومصنع البيرة ، والجلد أو الوحل البلدي ، فإن الهضم اللاهوائي في مفاعل مغلق عند درجة الحرارة 35-38 درجة مئوية يحول المواد العضوية إلى غاز حيوي ، حوالي 60٪ من الميثان ، بمعدل 0.3-0.6 متر مكعب لكل كيلوغرام من COD تم إزالتها، على مدى وقت الاحتفاظ الهيدروليكي من 15-30 يوما. المفاعل كبير، في كثير من الأحيان خزان الزجاج المذاب إلى الفولاذ من الآلاف إلى 30،000 م 3،لأن البيولوجيا بطيئة ويتم تحديد الحجم من خلال وقت الاحتفاظ، وليس بمعدل التفاعل. الخلط عند 10-40 واط/م3 يبقي المحتوى متساويا دون قشر الكتلة الحيوية،ويتم الحفاظ على مساحة الرأس غير هوائية ويتم التحكم في الغلاف الجوي المتفجّر لأن الغاز الحيوي قابلة للاشتعاليجب أن يتعامل التصميم مع قوة الغذاء المتغيرة، وإزالة الحصى التي تتراكم وتتحلل، وإدارة المهضومة، الحمأة المستهلكة، والتي تحتاج نفسها إلى إزالة الماء.التآكل هنا هو أقل مدفوعة من قبل المواد العضوية من خلال آثار الكبريتيدات والمرحلة الحمضية التي يمكن أن تحدث إذا كان البيولوجيا منزعجة.
• الأكسدة المتقدمة والترسب:بالنسبة للملوثات الحادة للحريق أو السامة ، فإن الأكسدة المتقدمة تكسرها مع الجذور الهيدروكسيلية ؛ عملية فينتون تجمع بين بيروكسيد الهيدروجين والحديد الحديدي عند 20-80 درجة مئوية و pH 2-4 ،تحقيق إزالة الطلب الكيميائي على الأكسجين بنسبة 60-95٪ للعديد من المركبات القاسية، ثم يتم تساقط الحديد عند درجة الحموضة الأعلى. السقوط والجفاف ، غالبًا ما تكون الخطوة النهائية للتلميع ، ترفع الدرجة الحموضة إلى 8-11 لإسقاط المعادن الثقيلة المذابة على شكل هيدروكسيدات أو كبريتيدات ،والتي يتم تسويتها أو تعبئتهاهذه المفاعلات تشهد ظروف حمضية قوية وتأكسدة قوية في نفس الوعاء على مدار دورة، والتي هي وحشية على المواد،لذلك 316L غالبا ما تكون غير كافية وتحدد سبائك أعلى أو غطاءيهاجم البيروكسيد وتركيز الحمض المحلي المرتفع كل من القشرة و الخلاط ، والطين المتساقط هو خاشع أثناء إزالة.

2تصميم الغذاء الآكل والكشط والمتغير

النفايات هي الخدمة الأكثر صعوبة التي يراها المفاعل، لذا فإن التصميم يحمي الوعاء من النفايات بدلاً من العكس:

• اختيار المواد لوسيط عدائي:لا توجد مادة واحدة مناسبة لمعالجة النفايات، فقط المواد المناسبة لسلطات معينة، والاختيار يعتمد على مستوى الكلوريد، ودرجة الحموضة، وقوة الأكسدة ودرجة الحرارة.فولاذ الكربون يخدم فقط النفايات النظيفة المحايدةالمقاومة للكثير من المواد العضوية، ولكنها عرضة للكلوريدات فوق بضع مئات من ppm في درجة الحرارة، والتي تسبب حفرة وتتصدع تآكل الإجهاد.حيث تكون الكلوريدات مرتفعة أو النفايات حمضية ومهارةفي كثير من الأحيان يتم تحديد وعاء مطاطي أو زجاجي مصهر بالصلب ، لأن طبقة الزجاج الخاملة لا تتأثر بالكيمياء والصلب يحمل الحمل.يتم استخدام سبائك أعلى مثل الدبلوكس أو هاستيلو في الأجزاء الحرجةالدرس المتكرر هو تحديد المواد على أسوأ تكوين معقول، وليس المتوسط، لأن تكوين النفايات يختلف من دفعة إلى دفعة ويجب على الوعاء أن ينجو من الارتفاع.
• الكشط والمواد الصلبة والعمل المختلط:تدفقات النفايات تحمل الحصى والرمل والكتلة الحيوية والحمأة المتساقطة التي تآكل الأرضية والمثير والفراغ ، لذلك تم بناء المفاعل له:قاع مخروط مسطح أو ضحلة لإزالة الوحل بسهولة، مدفعة قوية منخفضة السرعة بدلاً من مدفعة هشة عالية السرعة ، وصمام أسفل ومضخة سمك مقاسة للمواد الصلبة ، وليس السائل الواضح.يتم اختيار قوة الخلط من 10-40 واط/م3 للحفاظ على المواد الصلبة في التعليق دون ارتداء مفرطحيث يكون الاصطدام صلبًا ، كما هو الحال مع بعض المقاييس ، فإن التفريغ والضخة هي عناصر التآكل ويمكن استبدالها.التصميم للكشط يعني توقع المواد الصلبة وتصميم نقاط الارتداء لتكون رخيصة ومتاحة، لأن في خدمة النفايات سيكون هناك دائماً شيء مكسور.
• التغيّر والسلامة والأجهزة:على عكس المفاعل الكيميائي الذي يتم تغذيته بمعادلات نقية، يتلقى مفاعل النفايات تغذية غير متوقعة، لذلك يتم تحميله من أجل ما لا يتوقع.إنذار مستقل عالي المستوى، والإغاثة أو التهوية لأي توليد الغاز، الغاز الحيوي أو غاز الأكسدة، إلزامية.نظام التحكم يجب أن تبقي وعاء داخل نافذة الحموضة والدرجة الحرارية آمنة حتى عندما يتأرجح تيار الدخول، مع القفلات التي توقف إضافة المفاعل إذا كان الخزان ممتلئًا أو فشل الخلاط ، لأن إضافة المفاعل القوي إلى خزان غير مخلوط يمكن أن يسبب غليانًا محليًا أو رد فعل عنيف.الامتثال البيئي يتطلب أيضا احتواء واكتشاف التسرب، حيث أن الإفراج من مفاعل معالجة هو في نفس الوقت حدث سلامة ووضع تنظيمي. لذلك فإن المفاعل هو حماية بقدر ما هي وعاء عملية.

عمليات معالجة النفايات الصناعية مصفوفة مقارنة

الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: أي مفاعل يستخدم لتحييد النفايات الحمضية الصناعية؟

ج: خزان محايدة مضغوط ، عادةً وعاء أسطواني مع محرك قشر منخفض وقاع مخروط أو محرك لسهولة التفريغ ، والذي يضع فيه عامل التفاعل المعاكس ، عادةً الجير ،الرماد الكاوسي أو الصودا للنفايات الحمضية، يتم تقديم الجرعة تحت سيطرة الحموضة المغلقة للوصول إلى نطاق التفريغ 6-9.وعاء مطاطي أو زجاجي مصهر بالصلب محدد لأن الغطاء يحمي القشرة من الكيمياءيجب أن يتعامل التصميم مع الحرارة الخارجية للتحييد القوي للأسيد والقاعدة والتركيز المرتفع محلياً في نقطة الإضافة حيث تفشل الغطاءات والسرقات أولاً.لذلك سيطرة تغذية ومواد خلط كافية بقدر الخزان نفسهالوعاء هو حماية بقدر ما هو مفاعل، لأن الإفراج هو على حد سواء حالة السلامة والأنظمة.

س: كيف يتعامل مفاعل الهضم الاطفالية مع النفايات العضوية الصناعية؟

ج: في مفاعل مختلط مغلق يتم الاحتفاظ به عند 35-38 درجة مئوية، تحويل الميكروبات الديونية الحيوية، التي يتم قياسها باعتبار الطلب الكيميائي على الأكسجين، إلى غاز حيوي يحتوي على حوالي 60٪ من الميثان مع إنتاج 0.3-0.6 م3 لكل كجم من COD،على مدى وقت الاحتفاظ الهيدروليكي من 15-30 يومالأن البيولوجيا بطيئة، والمفاعل كبير، في كثير من الأحيان خزان الزجاج المنصهر إلى الفولاذ من الآلاف إلى 30،000 متر مكعب، مع خلط في 10-40 واط / متر مكعب للحفاظ على المحتويات متساوية دون قص الكتلة الحيوية،و مضغوطةيجب أن تتحمل قوة الغاز الحيوي المتغيرة، وإزالة الحصى التي تتراكم وتتحلل، وإدارة الهضم المستهلك،الذي يتم تجفيفه بشكل منفصلالتآكل أقل تأثراً بالمواد العضوية من تأثيراً بالكبريتيدات وأي مرحلة حمضية تظهر في حالة اضطراب البيولوجيا.

س: من أي مادة يجب أن يصنع مفاعل معالجة النفايات؟

الجواب: يعتمد تماماً على أسوأ تركيبة موثوقة للنفايات، ويتم الاختيار بناءً على مستوى الكلوريد، ودرجة الحموضة، وقوة الأكسدة ودرجة الحرارة. يستخدم الفولاذ الكربوني فقط نفايات محايدة نظيفة.316L يقاوم العديد من المواد العضوية ولكن حفر فوق بضع مئات من ppm الكلوريد في درجة الحرارة؛ بالنسبة للنفايات الكلورية العالية أو النفايات الهشاشة الحمضية ، فإن وعاء مطاطي أو زجاجي مصهر بالفولاذ شائع لأن طبقة الزجاج الخاملة لا تتأثر بالكيمياء بينما يحمل الفولاذ الحمولة.وبالنسبة للأجزاء الحساسة التي تتسم بالأكسدة أو الحمضية، يتم استخدام سبائك أعلى مثل الدبلوكس أو هاستيلو.الدرس المتكرر هو تحديد النقطة النسبية، وليس المتوسط، لأن تكوين النفايات يختلف من دفعة إلى أخرى، ويجب أن تنجو السفينة من أسوأ وصول، وليس فقط النموذجي.

س: ما هي أنظمة السلامة التي يحتاجها مفاعل معالجة النفايات الصناعية؟

الجواب: لأن التغذية غير متوقعة، المفاعل محمي من غير المتوقع. قياس الحموضة والمستوى الزائدة،الغاز الحيوي من الهضم أو غازات النفايات من الأكسدةيجب أن يحافظ نظام التحكم على نافذة الحموضة والدرجة الحرارية الآمنة حتى عندما يتذبذب تيار الدخول.مع أقفال تتوقف إضافة المفاعل إذا كان الخزان ممتلئًا أو فشل الخلاط، لأن إضافة عامل قوي إلى خزان غير مختلط يمكن أن يسبب غليان محلي أو رد فعل عنيف.لأن الإفراج من مفاعل المعالجة هو على حد سواء حالة السلامة والترخيصفي خدمة النفايات، المفاعل هو قدر من الحماية مثل وعاء العملية، وأجهزته تعكس ذلك.