مقدمة

يلعب التطور الصناعي وزيادة الطاقة الإنتاجية في قطاعات مثل صناعات الحديد والصلب، ومعالجة خام الحديد، وإنتاج الحديد الإسفنجي، وكريات الحديد، وتكوير الحديد، ومصانع الرمل والحصى، دورًا هامًا في النمو الاقتصادي وتوفير المواد الخام لمختلف الصناعات. مع ذلك، فإن أنشطة هذه الوحدات الصناعية، في غياب نظام فعال للتحكم في الملوثات، قد تزيد من انبعاثات الغبار والجسيمات الدقيقة وغيرها من الملوثات في مكان العمل والبيئة المحيطة بالمصنع. ويُعد التلوث البيئي الناتج عن انبعاث الغبار والجسيمات الدقيقة في مختلف مراحل الإنتاج أحد أهم التحديات التي تواجه الصناعات الكبيرة.

لا يقتصر التلوث البيئي في المصانع على المنطقة المحيطة بها فحسب، بل يمتد ليشمل جودة الهواء في مكان العمل، وصحة العاملين، وصحة البيئة، وجودة حياة المجتمعات المجاورة. لذا، يُعدّ تحديد مصادر التلوث واستخدام المعدات المناسبة لجمعها وترشيحها جزءًا أساسيًا من الإدارة البيئية للوحدات الصناعية.

تُظهر الدراسات التي أجريت على صناعات الحديد والصلب أن عمليات الإنتاج المختلفة يمكن أن تكون مصادر مهمة لانبعاثات الجسيمات، وأن التحكم المتزامن في انبعاثات الدخان والغبار من المصادر الثابتة والانبعاثات المتسربة له أهمية كبيرة.

كيف يتولد التلوث البيئي في المصانع الصناعية؟

في العديد من المصانع، يُعزى جزء كبير من تلوث الهواء إلى الجسيمات العالقة والغبار الصناعي. وقد تدخل هذه الجسيمات إلى الهواء المحيط أثناء عمليات مناولة المواد الخام، والتكسير، والتحبيب، والغربلة، والتكديس، والتفريغ، والنقل، والإنتاج.

في صناعات الحديد والصلب، تُعدّ أنشطة مثل تحضير المواد الخام، ومعالجة خام الحديد، وتكويره، ومناولة المواد، والصهر، وغيرها من مراحل الإنتاج، مصادر لانبعاثات الجسيمات. كما يختلف نوع الغبار وتركيبه تبعًا لنوع المادة الخام وعملية الإنتاج.

أظهرت الأبحاث البيئية التي أجريت في صناعات الحديد والصلب أن الجسيمات المنبعثة من هذه الصناعات يمكن أن تحتوي على مركبات وعناصر مختلفة، وبالتالي فإن التحكم في انبعاثات الجسيمات ومراقبتها له أهمية خاصة لحماية صحة الإنسان والبيئة.

التلوث في صناعات الحديد والصلب

تتضمن صناعات الحديد والصلب مجموعة معقدة من العمليات. فمن استخراج خام الحديد ومعالجته، مروراً بتحضير المواد الخام، وإنتاج كريات الحديد، وإنتاج الحديد الإسفنجي، وصولاً إلى إنتاج الصلب، قد تنشأ في كل مرحلة مصادر مختلفة للغبار وملوثات الهواء. ويمكن للإدارة السليمة لمصادر الانبعاثات أن تقلل من كمية التلوث البيئي في صناعات الحديد والصلب.

معالجة خام الحديد

في مرحلة معالجة خام الحديد، قد تتسبب عمليات مثل التكسير والطحن والغربلة ومناولة المواد والتصنيف في انبعاث جزيئات الغبار. كما يجب مراعاة مناولة المواد عبر السيور الناقلة، ونقاط التحميل والتفريغ، ومناطق التجميع عند تصميم نظام تجميع الغبار الصناعي.

في مثل هذه الظروف، يمكن أن يلعب التصميم المناسب لنقاط الشفط المحلية وتوجيه الهواء الملوث إلى معدات تجميع الغبار المناسبة دورًا مهمًا في الحد من انبعاثات الملوثات.

كريات الحديد وعملية التكوير

تُعدّ كريات الحديد منتجاً هاماً في سلسلة إنتاج الحديد والصلب. وتتضمن عملية التكوير، كغيرها من العمليات الصناعية، نقاطاً متعددة قد يتولد فيها الغبار.

تعد عمليات نقل المواد الخام وإعدادها وسحقها ومناولة المواد، بالإضافة إلى نقاط تفريغ ونقل المنتجات، من بين المجالات التي قد تتطلب نظامًا لاستخراج الغبار وجمعه.

في الدراسات المتعلقة بصناعات التكوير، تم بحث استخدام معدات مثل مرشحات الأكياس، وأجهزة التنظيف، وأنظمة تجميع الجسيمات، ورش المياه في بعض القطاعات كحلول للتحكم في انبعاثات الغبار.

إنتاج الحديد الإسفنجي والصلب

قد ينتج عن إنتاج الحديد الإسفنجي وعمليات صناعة الصلب اللاحقة مصادر مختلفة لانبعاثات الملوثات. ويعتمد نوع الملوث ومعدل انبعاثه على تقنية الإنتاج، ونوع المواد الخام، وطاقة المصنع، وظروف التشغيل، ومعدات مكافحة التلوث.

لذا، لا يمكن اعتماد نظام واحد لجميع المصانع. يجب أن يستند تصميم نظام مكافحة التلوث إلى الظروف الفعلية لخط الإنتاج، وكمية ونوع الغبار، ودرجة الحرارة، وحجم الهواء الملوث، والضغط، وغيرها من معايير العملية.

التلوث الناتج عن مصانع الرمال

تُعدّ مصانع الرمل والحصى وحدات صناعية مهمة في سلسلة الإنشاءات. ويلعب التحكم بالغبار في هذه الوحدات دورًا هامًا في الحدّ من التلوث البيئي وتحسين ظروف العمل. إذ يمكن أن تتسبب عمليات الاستخراج والتكسير والغربلة والتحبيب ونقل المواد في انبعاث الغبار وجزيئات عالقة في البيئة.

وخاصة في أماكن مثل:

- كاسرو الحجارة

- المناخل

- أشرطة النقل

- منطقة تفريغ المواد

- موقع التحميل

- مستودعات المواد الخام

- وحدات التكسير والتحبيب

في غياب الرقابة المناسبة، تزداد احتمالية انبعاث الغبار.

وللحد من هذا التلوث، يمكن استخدام مجموعة من الأساليب الهندسية مثل التهوية المحلية للعادم، وإغلاق نقاط توليد الغبار، والقنوات الصناعية، وأنظمة الترشيح.

تأثير التلوث البيئي الناتج عن المصانع

ترتبط النظافة البيئية في الوحدات الصناعية ارتباطًا مباشرًا بالتحكم في مصادر التلوث. فتراكم الغبار على المعدات وأرضيات القاعات وأسطح العمل وبيئة المصنع، بالإضافة إلى خلق ظروف غير مرغوب فيها، يمكن أن يتسبب في عودة الجزيئات إلى الهواء نتيجة لحركة الآلات أو تيارات الهواء.

لهذا السبب، لا ينبغي أن يقتصر التحكم في التلوث على نهاية خط الإنتاج والمدخنة. أحد المبادئ المهمة في إدارة التلوث الصناعي هو التحكم في الملوث عند أقرب نقطة إلى مصدر إنتاجه.

في هذه الطريقة، يتم جمع الهواء الملوث بواسطة غطاء أو نقاط شفط ونقله إلى معدات الترشيح من خلال قنوات مناسبة.

تأثير الغبار الصناعي على صحة الموظفين

تُعد صحة العاملين من أهم الأسباب التي تدعو إلى ضرورة مكافحة الغبار في البيئات الصناعية. وتعتمد كمية تعرض العاملين للجسيمات على عوامل مثل تركيز الملوثات، وحجم الجسيمات، ومدة التعرض، ونوع العملية، وفعالية نظام المكافحة.

أظهرت الأبحاث التي أجريت في البيئات الصناعية للحديد والصلب أن التعرض المهني لتلوث الهواء والجسيمات القابلة للاستنشاق يمكن أن يرتبط بنتائج صحية مختلفة؛ لذلك، فإن مراقبة التعرض وتنفيذ تدابير التحكم أمر مهم.

بالطبع، يعد استخدام معدات الحماية الشخصية مثل الأقنعة والنظارات الواقية وغيرها من معدات السلامة أمراً ضرورياً، ولكن لا ينبغي أن تحل معدات الحماية الشخصية محل التحكم الهندسي في الملوثات من مصدرها.

دور البحوث البيئية في مكافحة تلوث المصانع

يتطلب التنفيذ الناجح لبرنامج مكافحة التلوث فهمًا دقيقًا لمصادر الانبعاثات. ويمكن أن تساعد التحقيقات البيئية والمراقبة المستمرة المصنع على تحديد المصادر الرئيسية للانبعاثات، ومستويات الملوثات، والمناطق التي تعاني من مشاكل.

يمكن أن توفر التحقيقات مثل قياس الجسيمات الدقيقة، وفحص ظروف الهواء في مكان العمل، وتحديد نقاط الانبعاث المتسربة، وتقييم أداء معدات مكافحة التلوث، معلومات مناسبة لتعديل أو تصميم نظام مكافحة التلوث.

في الواقع، يجب أن يستند تصميم نظام التحكم في الغبار إلى بيانات المصنع الفعلية، ومجرد اختيار معدات جاهزة دون فحص ظروف العملية لن يؤدي بالضرورة إلى نتيجة مرغوبة.

حلول للحد من التلوث البيئي في المصانع الصناعية

يمكن استخدام مجموعة من التدابير الهندسية للحد من التلوث البيئي في مصانع معالجة الحديد والصلب وخام الحديد والرمل.

۱. استخلاص الغبار الموضعي

إحدى أكثر الطرق فعالية هي جمع الغبار من نقطة تولده. ولتحقيق ذلك، يتم تركيب أغطية ونقاط شفط في الموقع المناسب، ويتم سحب الهواء الملوث إلى داخل مجاري التهوية بواسطة مروحة شفط.

۲. تصميم نظام مجاري الهواء الصناعية

ينبغي تصميم مجاري الهواء بما يتناسب مع حجم الهواء المطلوب، وسرعة انتقال الجسيمات، وانخفاض الضغط، وخصائص الغبار. قد يؤدي التصميم غير المناسب لمجاري الهواء إلى تقليل كفاءة الشفط أو تراكم المواد في مسارها.

۳. استخدام مرشحات الأكياس ومعدات الترشيح

كيس فلتر إنها واحدة من المعدات المستخدمة على نطاق واسع لجمع الجسيمات والغبار الصناعي. بعد دخول الجهاز، يمر الهواء الملوث عبر أكياس الفلتر وتتراكم الجزيئات الموجودة في تيار الهواء على سطح الفلتر.

كما أظهرت الدراسات الفنية أن معدات التحكم في الجسيمات، بما في ذلك مرشحات الأكياس، يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في الحد من انبعاثات الجسيمات الدقيقة في بعض عمليات صناعة الحديد والصلب.

ينبغي أن يستند اختيار نوع مرشح الأكياس إلى عوامل مثل درجة الحرارة والرطوبة ونوع الجسيمات وحجمها ومعدل تدفق الهواء وضغط التشغيل وظروف العملية.

۴.احتواء نقاط الانبعاث

في مصانع الرمل والحصى ووحدات معالجة خام الحديد، يمكن أن يؤدي إغلاق المناطق مثل الكسارات والغربال ومناطق نقل وتفريغ المواد إلى منع انتشار الغبار في جميع أنحاء القاعة والبيئة المحيطة.

۵. استخدام مروحة شفط صناعي

تتولى مروحة الشفط مسؤولية توليد تدفق الهواء ونقل الهواء الملوث من نقاط الشفط إلى معدات الترشيح. يجب أن يتناسب اختيار سعة المروحة مع معدل تدفق النظام المطلوب، وانخفاض الضغط في شبكة القنوات، ومواصفات معدات الترشيح.

لماذا يُعدّ التصميم المبدئي لنظام التحكم في الانبعاثات أمراً مهماً؟

سيعمل نظام مكافحة التلوث بشكل صحيح عندما يتم تصميم جميع مكوناته كوحدة متكاملة ومنسقة.

على سبيل المثال، إذا لم تكن قدرة شفط غطاء المطبخ كافية، فلن يتمكن حتى فلتر الأكياس عالي الكفاءة من حل مشكلة انبعاث الغبار بشكل كامل. من جهة أخرى، إذا لم يتم اختيار مجرى الهواء أو المروحة بشكل صحيح، سينخفض ​​أداء النظام بأكمله.

ولهذا السبب، يتكون نظام التحكم في الغبار الصناعي عادةً من أجزاء مثل:

نقطة إنتاج الملوثات ← غطاء شفط ← مجاري تهوية ← مروحة شفط ← مرشح أكياس أو معدات ترشيح ← مخرج هواء نقي

لقد تشكلت.

خاتمة

إن الحد من التلوث البيئي في صناعات الحديد والصلب، ومعالجة خام الحديد، وكريات الحديد، وتكوير الحديد، وإنتاج الحديد الإسفنجي، ومصانع الرمل والحصى يتطلب نهجًا هندسيًا وشاملًا.

لا يقتصر التحكم في الغبار على استخدام مرشح واحد؛ بل يجب تصميم وتنفيذ جميع مكونات النظام، بدءًا من موقع إنتاج الملوثات وحتى الشفط والقنوات والمراوح ومعدات الترشيح، بطريقة منسقة.

إن معالجة هذه المسألة، إلى جانب المساعدة في حماية البيئة، يمكن أن تكون فعالة في تحسين ظروف العمل، وتعزيز النظافة البيئية، والحد من تعرض الموظفين للغبار والجسيمات العالقة في الهواء.

تتخصص شركة "إيزاتيس ماشين دانش و صنعت" (Isatis Machine Danesh va Sanat) في تصميم وتصنيع الآلات والمعدات الصناعية، مع التركيز على أنظمة التحكم في الانبعاثات، والشفط الصناعي، وتجميع الغبار، والترشيح للمنشآت الصناعية. ويتم تصميم كل نظام ليتناسب مع طبيعة العملية التشغيلية، والقدرة الإنتاجية، ونوع الملوثات، وظروف الموقع، مما يضمن أداءً مثالياً وموثوقاً.