مرجع تخصصی آب و فاضلاب

در ادامه سه طرح متداول برای تصفیه پساب سیکل خنک‌کنی در نیروگاه‌های حرارتی ارائه می‌شود. هر طرح را از نظر حجم سرمایه‌گذاری اولیه (CAPEX)، فضای مورد نیاز و نرخ بازگشت سرمایه (ROI) مقایسه شده و سپس اجزای هر طرح را با تشریح عملکرد و آلاینده‌های حذف‌شونده تشریح می‌گردد.

طرح ۱: فرایند فیزیکوشیمیایی پایه (انعقاد–لخته‌سازی–رسوب‌گذاری–فیلتر چندرسانه‌ای)
از منظر سرمایه‌گذاری اولیه، کمترین CAPEX را دارد زیرا تنها به مخازن برابرسازی، واحد انعقاد/لخته‌سازی، حوضچه ته‌نشینی و بستر فیلتر شن نیاز است. اما به‌دلیل ابعاد بزرگ مخازن و حوضچه‌ها، فضای نسبتاً زیادی—معمولاً بیش از ۱۲۰۰ مترمربع—اشغال می‌کند. نرخ بازگشت سرمایه در کوتاه‌مدت پایین تا متوسط است چون قابلیت بازیابی آب محدود بوده و درآمد جانبی مستقیم ایجاد نمی‌شود.

• مخزن برابرسازی (Equalization): یکنواخت‌سازی دبی و غلظت رسوبات و مواد شیمیایی (مانند مواد ضدخوردگی و رسوب‌زدا) تا از شوک ناگهانی به مراحل بعد جلوگیری شود.

• انعقاد–لخته‌سازی (Coagulation–Flocculation): افزودن منعقدکننده‌هایی مانند کلرید فریک یا سولفات آلومینیوم باعث خنثی‌سازی بار ذرات معلق (زنگ‌زدگی فلزات، لجن) و تشکیل فلوک می‌شود که حجم بزرگی از ذرات معلق را به‌همراه دارد.

• رسوب‌گذاری (Sedimentation): در حوضچه ته‌نشینی، فلوک‌های سنگین حاوی مواد معلق و ذرات فلزی (Fe, Cu, Zn) به‌طور گرانشی جدا می‌شوند. حذف تا ۷۰–۸۰٪ از TSS (کل مواد معلق).

• فیلتر چندرسانه‌ای (Multimedia Sand Filter): پساب پس از ته‌نشینی از بستر شن و آنتراسیت عبور کرده و ذرات باقیمانده و کدری را حذف می‌کند؛ شفافیت تا کمتر از ۵ NTU تضمین می‌شود.

طرح ۲: ترکیب شناورسازی با هوا (DAF) + اولترافیلتراسیون (UF) + اکسیداسیون پیشرفته (AOP)
این طرح CAPEX متوسطی دارد و تجهیزات پیشرفته (DAF، ماژول‌های UF و راکتور UV/H₂O₂ یا ازن) به‌طور فشرده‌تری چیده می‌شوند؛ معمولاً در حدود ۷۰۰–۸۰۰ مترمربع فضا کافی است. ROI در میان‌مدت خوب است چون کیفیت پساب برای بازچرخش جزئی مناسب می‌شود و هزینه‌های شیمیایی نسبت به تصفیه فیزیکوشیمیایی کاهش می‌یابد.

• شناورسازی با هوای محلول (DAF): جداکردن روغن‌های خرد و ذرات معلق سبک با چسباندن حباب‌های ریز هوا به آن‌ها؛ حذف اولیه ۸۰–۹۰٪ از TSS و ذرات روغنی.

• اولترافیلتراسیون (UF): ماژول‌های غشایی با منافذ ۰٫۰۱–۰٫۱ میکرون، کلیه ذرات معلق ریز، کلوئیدها و بخش عمده باکتری‌ها را از پساب جدا می‌کنند؛ حذف ۹۵–۹۸٪ TSS باقیمانده.

• اکسیداسیون پیشرفته (UV/H₂O₂ یا O₃/H₂O₂): تولید رادیکال •OH که ترکیبات آلی مقاوم (مانند افزودنی‌های ضدکف، بازدارنده‌های خوردگی و باقیمانده روغن‌های خرد) را به مولکول‌های کوچک‌تر و قابل تجزیه تبدیل می‌کند؛ کاهش ۶۰–۷۰٪ COD و حذف کامل ترکیبات آلی مخلوط.

طرح ۳: بیوراکتور غشایی (MBR) + اسمز معکوس (RO) + تبخیر و کریستالیزاسیون (ZLD)
گران‌ترین گزینه با بیشترین CAPEX و OPEX است ولی به‌واسطه تلفیق فرایندهای بیولوژیک و غشایی فضای کلی بسیار فشرده و کمتر از ۵۰۰ مترمربع خواهد بود. ROI بلندمدت بسیار خوب است زیرا تقریباً تمام آب قابل بازیافت است، حجم کنسانتره آلاینده به حداقل می‌رسد و امکان بازچرخش ۸۰–۹۰٪ آب و بازگشت ترکیبات معدنی (نمک‌ها) وجود دارد.

• راکتور غشایی بیولوژیک (MBR): حذف ۹۰–۹۵٪ از BOD/COD و کلیه ذرات معلق و میکروارگانیسم‌ها با ترکیب هوازی و فیلتراسیون UF؛ خروجی با SDI زیر ۱ و غلظت TSS تقریباً صفر.

• اسمز معکوس (RO): حذف ۹۵–۹۹٪ جامدات محلول (TDS)، یون‌های خورنده (Na⁺, Cl⁻, SO₄²⁻) و ریزآلاینده‌های شیمیایی؛ تولید آب با کیفیت صنعتی‌خالص.

• تبخیر و کریستالیزاسیون (Evaporator/Crystallizer): جریان غلیظ‌شده RO وارد تبخیرکننده می‌شود تا آب باقیمانده بخار و بازیافت شود و نمک‌های محلول به‌صورت کریستال‌های خشک استخراج شوند؛ دستیابی به صفر پساب در انتها و کاهش حجم دفع به کمتر از ۵٪ جریان اولیه.

مقایسه نهایی
طرح ۱ با کم‌ترین هزینه اولیه و تجهیزات ساده، اما فضای زیاد و ROI محدود (به‌دلیل عدم بازیابی آب و درآمد جانبی) همراه است. طرح ۲ سرمایه‌گذاری متوسط و فضای متوسط می‌طلبد و با حذف بهتر ذرات و ترکیبات آلی مقاوم، بازچرخش بخشی از آب را امکان‌پذیر می‌کند و ROI مناسبی در میان‌مدت ارائه می‌دهد. طرح ۳ هرچند پرهزینه‌ترین و پیچیده‌ترین گزینه است، اما در فضای فشرده اجرا می‌شود و با دستیابی به ZLD و بازچرخش بالای آب و نمک‌ها، در بلندمدت بالاترین نرخ بازگشت سرمایه را خواهد داشت.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب