غاز النفايات العضوية (VOCs)

- المكونات الرئيسية: مركبات عضوية متطايرة مختلفة، مثل البنزين والتولوين والزيلين والفورمالدهيد والأسيتون وأسيتات الإيثيل والألكانات والألكينات وغيرها.
- المصادر: الإنتاج الكيميائي، الطلاء، الطباعة، الأدوية، معالجة المطاط والبلاستيك، الخ.

بالنسبة لغاز النفايات العضوية، الذي يتكون أساسًا من مركبات عضوية متطايرة مختلفة (VOCs) من مجموعة واسعة من المصادر، يمكن استخدام المعدات التالية للمعالجة

معدات امتصاص الكربون المنشط
- المبدأ: يتمتع الكربون المنشط، ببنيته المسامية الدقيقة الغنية ومساحة سطحه الكبيرة، بقدرة امتصاص قوية لمختلف المركبات العضوية المتطايرة. عندما يمر غاز النفايات العضوية عبر طبقة الكربون المنشط، يتم امتصاص جزيئات المركبات العضوية المتطايرة على السطح، وبالتالي تنقية غاز النفايات. بمجرد وصول الكربون المنشط إلى التشبع، يمكن تجديده من خلال التطهير بالهواء الساخن أو امتصاص بخار الماء. يمكن معالجة غاز النفايات العضوية عالي التركيز الممتص بشكل أكبر.
- التطبيق: مناسب لمعالجة غاز النفايات العضوية منخفض إلى متوسط التركيز مع حجم هواء مرتفع. يتميز بأداء امتصاص ممتاز لمعظم المركبات العضوية المتطايرة الشائعة، مثل البنزين والتولوين والزيلين والفورمالديهايد والأسيتون وأسيتات الإيثيل. ومع ذلك، بالنسبة لغاز النفايات عالي التركيز، يتطلب الكربون المنشط استبدالًا متكررًا، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف التشغيل.

معدات الاحتراق التحفيزي
- المبدأ: تحت تأثير محفز (مثل محفز المعادن الثمينة مثل البلاتين أو البلاديوم، أو محفز أكسيد المعادن)، تخضع المركبات العضوية المتطايرة في غاز النفايات العضوية لتفاعل أكسدة عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا (عادةً 200-400 درجة مئوية) لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء. يعمل المحفز على تقليل طاقة تنشيط التفاعل، مما يسهل التفاعل مع تقليل استهلاك الطاقة أيضًا.
- التطبيقات: مناسب لمعالجة غازات النفايات العضوية ذات التركيز المنخفض إلى المتوسط، فهو يعالج بشكل فعال مختلف المركبات العضوية المتطايرة، بما في ذلك الألكانات والألكينات وسلسلة البنزين والألدهيدات والكيتونات. وهو مناسب بشكل خاص لغاز النفايات المنبعث باستمرار. توفر هذه المعدات كفاءة تنقية عالية (أكثر من 95%)، واستهلاكًا منخفضًا للطاقة، وعدم وجود تلوث ثانوي. ومع ذلك، فهو حساس للمواد السامة للمحفزات، مثل الغبار والمعادن الثقيلة، الموجودة في غاز النفايات، مما يتطلب معالجة مسبقة.

معدات الأكسدة الحرارية المتجددة (RTO)
- المبدأ: بعد دخول معدات RTO، يتم أولاً تسخين غاز النفايات العضوية مسبقًا في جهاز التجديد. ثم يدخل إلى غرفة الأكسدة، حيث تتأكسد المكونات العضوية وتتحلل إلى ثاني أكسيد الكربون والماء عند درجة حرارة عالية (حوالي 760°C). ثم يمر الغاز الناتج ذو درجة الحرارة العالية عبر مولد آخر، ويطلق الحرارة لتسخين المولد، والذي يستخدم بعد ذلك لتسخين غاز النفايات الوارد مسبقًا، مما يحقق استعادة الحرارة. من خلال تبديل قنوات الدخول والخروج، يقوم المجدد بامتصاص الحرارة وإطلاقها بالتناوب.
- التطبيقات: يمكنه معالجة غاز النفايات العضوية عالي التركيز وكبير الحجم. يتمتع بكفاءة معالجة عالية لجميع أنواع المركبات العضوية المتطايرة، حيث يحقق كفاءة تنقية تزيد عن 99%. علاوة على ذلك، وبسبب استعادة الحرارة، فإن تكاليف التشغيل منخفضة نسبيًا. ومع ذلك، فإن الاستثمار في المعدات كبير نسبيًا، ويتطلب مساحة أرضية كبيرة، وهو أكثر ملاءمة لمعالجة غاز النفايات العضوية بتركيبة مستقرة نسبيًا.

معدات استعادة التكثيف
- المبدأ: بناءً على خاصية أن المواد لها ضغوط بخار مشبعة مختلفة عند درجات حرارة مختلفة، فإن المركبات العضوية المتطايرة الموجودة في غاز النفايات العضوية تكون مفرطة التشبع عن طريق خفض درجة الحرارة أو زيادة ضغط النظام، وبالتالي تكثيفها في شكل سائل وفصلها عن غاز النفايات من أجل الاسترداد.
- التطبيق: مناسب لمعالجة غازات النفايات العضوية عالية التركيز وعالية نقطة الغليان، مثل الألكانات وسلسلة البنزين. بالنسبة لغاز النفايات منخفض التركيز، فإن الطاقة العالية المطلوبة لخفض درجة الحرارة أو زيادة الضغط تجعل ذلك أقل اقتصادا. يمكن لمعدات استعادة التكثيف استعادة المذيبات العضوية وإعادة استخدامها، مما يوفر فوائد اقتصادية معينة، ولكنها تتطلب مقاومة للضغط العالي ودرجات الحرارة المنخفضة.

معدات المعالجة البيولوجية (المرشحات البيولوجية، مرشحات التنقيط الحيوي، وما إلى ذلك)
- المبدأ: باستخدام التمثيل الغذائي الميكروبي، تعمل المركبات العضوية المتطايرة الموجودة في غاز النفايات العضوية كمصدر للكربون ومصدر للطاقة لنمو الميكروبات. يؤدي التحلل الميكروبي إلى تحويل هذه المركبات العضوية المتطايرة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء ومواد الخلايا الميكروبية. في المرشح الحيوي، يمر غاز النفايات عبر طبقة مرشح تحتوي على كائنات دقيقة، حيث يتم امتصاص المركبات العضوية المتطايرة وتحللها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة. من ناحية أخرى، يقوم مرشح التنقيط الحيوي برش محلول مغذي على الوسائط المحتوية على الميكروبات للحفاظ على النشاط الميكروبي وتنقية غاز النفايات.
- التطبيقات القابلة للتطبيق: مناسبة لمعالجة غازات النفايات العضوية القابلة للتحلل البيولوجي ذات التركيز المنخفض إلى المتوسط، مثل الإيثانول والأسيتون وأسيتات الإيثيل. توفر هذه الطريقة تكاليف تشغيل منخفضة ولا يوجد تلوث ثانوي، ولكن كفاءة المعالجة تتأثر بشكل كبير بعوامل مثل تكوين غاز النفايات ودرجة الحرارة والرطوبة ودرجة الحموضة، وهي أقل فعالية في معالجة المواد العضوية التي يصعب تحللها بيولوجيًا.

في التطبيقات العملية، يتم عادةً اختيار جهاز واحد أو مجموعة من الأجهزة المتعددة لمعالجة غاز النفايات العضوية بناءً على عوامل متعددة، بما في ذلك تركيبه المحدد وتركيزه وحجم الهواء وأنماط الانبعاثات والتكاليف الاقتصادية. على سبيل المثال، بالنسبة لغاز النفايات العضوية منخفض التركيز وعالي الحجم، يمكن استخدام امتصاص الكربون المنشط وتركيزه أولاً، يليه الاحتراق التحفيزي. بالنسبة لغاز النفايات عالي التركيز، يمكن استعادة المذيبات العضوية من خلال التكثيف، تليها التنقية العميقة باستخدام RTO.