يتزايد الطلب على محطات معالجة مياه الصرف الصحي لتقليل تأثيرها على المناخ، لكن استهلاك الكهرباء لا يمثل سوى جزء من الصورة. فالمعالجة البيولوجية، ومعالجة الحمأة، وتداول الغاز الحيوي، كلها عمليات قد تُطلق غازات يُستهان بسهولة بتأثيرها على المناخ. وبدون بيانات تمثيلية، قد يستثمر المشغلون في كفاءة الطاقة دون احتساب الانبعاثات الناتجة مباشرة عن عملية المعالجة.
يتطلب التوجيه المُعدَّل للاتحاد الأوروبي بشأن معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية من السلطات المختصة أو الهيئات المناسبة رصد انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز والميثان على الأقل من محطات معالجة مياه الصرف الصحي التي تعالج ما يعادل 10,000 نسمة أو أكثر، وذلك باستخدام التحليل أو الحسابات أو النمذجة عند الاقتضاء. وينبغي أن يجمع البرنامج الموثوق بين محاسبة مستوى المحطة والقياسات المُوجَّهة عند مصادر الانبعاثات الرئيسية.
مصدر الصورة:تعليم اي بي سي
لا ينص التوجيه على وجوب قيام كل مصنع بتركيب نفس جهاز التحليل المستمر فوراً. لذا، يحتاج المشغلون إلى استراتيجية متناسبة تحدد المصادر المهمة، وتختار طرق القياس المناسبة، وتوثق كيفية حساب النتائج السنوية.
ما الذي تتطلبه توجيهات الاتحاد الأوروبي المعدلة؟
قد يؤدي التعامل مع المتطلبات الجديدة على أنها مجرد عملية شراء أجهزة إلى تغطية غير كاملة. يتعلق النظام بإجمالي الانبعاثات من محطة المعالجة، لذا يجب أن يربط النهج المختار القياسات أو الحسابات بجرد سنوي.
بموجب المادة 21 من التوجيه (الاتحاد الأوروبي) 2024/3019:
- يجب تغطية ما لا يقل عن ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز والميثان للنباتات التي يبلغ حجمها 10,000 فرد فأكثر.
- يمكن استخدام التحليل أو الحسابات أو النمذجة عند الاقتضاء.
- من المتوقع أن تقوم المفوضية الأوروبية بوضع منهجيات لقياس وتقدير ونمذجة الانبعاثات بحلول 2 يوليو 2027.
- من المتوقع أن تقوم الدول الأعضاء بإنشاء مجموعات بيانات على مستوى المحطات مع تفصيل لكل نوع من أنواع الغاز بحلول 31 ديسمبر 2030.
لذلك ينبغي على المصنع أن يميز بين الإعداد التقني الحالي والمنهجية النهائية التي سيتم تطبيقها في إطار التنفيذ الوطني.
أين تقع المصادر الرئيسية لأكسيد النيتروز والميثان؟
إن الاقتصار على مراقبة انبعاثات العادم النهائية للمبنى قد يُضعف من أهمية المصادر المهمة حتى يصعب تحديدها. وقد يمنع ذلك المشغلين أيضاً من ربط الانبعاثات بظروف العملية التي تسببت بها.
ترتبط الانبعاثات النموذجية لأحواض التهوية بتحويل النيتروجين البيولوجي. ويمكن أن يتغير تكوين أكسيد النيتروز (N₂O) بسرعة مع تغير الأكسجين المذاب، وتراكم النتريت، وحمل الأمونيا، ودرجة الحرارة، واستراتيجية التهوية.
تشمل المصادر المحتملة لغاز الميثان ما يلي:
- أنظمة التجميع وأعمال المدخل.
- المناطق اللاهوائية.
- خزانات تكثيف الحمأة وخزانات التخزين.
- أجهزة الهضم ومعدات معالجة الغاز الحيوي.
- أجهزة تخفيف الضغط والأختام.
- عمليات نزح المياه.
- الميثان المذاب الذي ينطلق عندما يدخل السائل مرحلة التهوية أو الاضطراب.
تختلف أهمية كل مصدر بين المصانع، لذلك عادة ما تكون هناك حاجة إلى مسح تمهيدي قبل وضع الأجهزة الدائمة.
هل ينبغي على المصانع قياس انبعاثاتها أو حسابها أو وضع نماذج لها؟
قد يؤدي استخدام عوامل عامة فقط إلى إخفاء الأداء الخاص بكل موقع، بينما قد تجعل محاولة قياس كل مصدر محتمل البرنامج مكلفًا ويصعب صيانته. يوفر النهج المتدرج توازنًا أكثر عملية.
يمكن للنبات أن يجمع بين ثلاث طرق:
- الحساب: استخدم بيانات النشاط وعوامل الانبعاث المعترف بها لإعداد التقارير الأولية.
- النمذجة: تقدير الانبعاثات الناتجة عن متغيرات العملية، والتحميل، وتكوين المعالجة.
- القياس المباشر: قياس المصادر المهمة أو شديدة التباين لتحسين الدقة ودعم التحقق من صحة عامل الانبعاث.
يُعدّ القياس المباشر ذا قيمة بالغة في الحالات التي تكون فيها الانبعاثات كبيرة أو غير مستقرة أو حساسة للتغيرات التشغيلية. وقد تظل الحسابات مناسبة للمصادر الأصغر حجماً إذا تم توثيق الافتراضات ومراجعتها دورياً.
أين ينبغي أخذ قياسات الغاز؟
لا يضمن تركيب جهاز التحليل في موقع مناسب الحصول على نتائج دقيقة. فقد يتوزع الغاز بشكل غير متساوٍ عبر الخزانات المفتوحة، أو ينتقل عبر أنظمة تهوية متعددة، أو يبقى مذابًا في الماء.
تشمل نقاط المراقبة المحتملة ما يلي:
| منطقة العملية | نهج القياس |
|---|---|
| خزانات التهوية | غطاء عائم أو نظام تجميع الغازات المنبعثة المتحكم به |
| خزانات معالجة مغلقة | أخذ عينات من تهوية أو عادم العمليات |
| أنظمة الهضم وأنظمة الغاز الحيوي | مراقبة غازات العمليات والتهوية |
| معالجة الحمأة | تقييم انبعاثات الاستخراج المحلي وخطوط الحمأة |
| أعمال المدخل | الفحص المستهدف للمساحات المغلقة |
| الحدود النهائية للموقع | إجراء فحوصات داعمة بدلاً من تحديد المصدر الوحيد |
للحصول على معدل انبعاث من قياس الغازات المنبعثة، يجب عادةً دمج بيانات التركيز مع بيانات تدفق الغاز التمثيلي. وقد يكون أخذ عينات من السوائل ضروريًا أيضًا عندما يساهم الغاز المذاب بشكل كبير.
ما هي تقنيات تحليل الغاز المناسبة؟
نادراً ما تغطي تقنية قياس واحدة جميع ظروف المصنع. وقد يؤدي اختيار الأجهزة دون مراعاة الرطوبة والمدى وتكوين الغاز إلى حدوث تداخلات أو مشاكل في الصيانة.
تشمل الخيارات الشائعة ما يلي:
- تحليل NDIR: مناسب للقياس المستمر للغازات النشطة بالأشعة تحت الحمراء مثل CH₄ و CO₂، ومع التكوين المناسب، N₂O.
- تحليل FTIR: مفيد عند الحاجة إلى قياس عدة مكونات نشطة بالأشعة تحت الحمراء في وقت واحد.
- كروماتوغرافيا الغاز: تُستخدم غالباً للتأكيد المختبري أو التحليل التفصيلي للتركيب.
- قياس التدفق: مطلوب عند تحويل التركيزات إلى معدلات انبعاث الكتلة.
- طرق الطور السائل: يلزم لتقييم الغاز المذاب الذي لم يتواجد بعد في الفراغ العلوي الذي تم أخذ عينة منه.
في شركة ESEGAS، يمكننا تكوين قياسات تعتمد على تقنية NDIR أو FTIR حول الغازات والنطاقات المطلوبة، ولكن يجب أن يظل المحلل جزءًا من نظام أخذ العينات وقياس التدفق المصمم بشكل صحيح.
كيف يمكن للمشغلين الحصول على بيانات سنوية تمثيلية؟
قد لا تعكس حملة قصيرة في ظل ظروف جوية مستقرة وحمولة ثابتة وضع عام كامل. إذ يمكن أن تتفاوت انبعاثات مياه الصرف الصحي تبعاً لهطول الأمطار، ودرجة الحرارة الموسمية، والتدفقات الصناعية، والتغيرات في عمليات التحكم.
ينبغي أن يسجل البرنامج التمثيلي ما يلي:
- معدل التدفق الداخل وحمل النيتروجين.
- الأكسجين المذاب ومعدل التهوية.
- تركيزات الأمونيا والنترات والنتريت.
- درجة حرارة الماء والمحيط.
- عمر الحمأة وتكوين العملية.
- إنتاج واستخدام الغاز الحيوي.
- الصيانة، والتحويل، والأحداث غير الطبيعية.
- معايرة وحالة المحلل.
ينبغي أن تشمل القياسات أحمالاً وفصولاً وأنماط تشغيل مختلفة. كما ينبغي توثيق عمليات فحص الصفر والمدى، ومحاذاة الوقت، وإدارة الرطوبة، واختبار التسرب، وتقييم عدم اليقين.
كيف ينبغي الإبلاغ عن النتائج؟
إنّ الاكتفاء بالإبلاغ عن القيمة النهائية المكافئة لثاني أكسيد الكربون يجعل من الصعب التحقق من المصدر أو الافتراض الذي تسبب في التغيير. بينما يوفر تحليل كل غاز على حدة، وكل مصدر على حدة، أدلة أقوى بكثير.
ينبغي أن يحدد جرد انبعاثات غازات الدفيئة على مستوى المصنع ما يلي:
- الانبعاثات المباشرة لكل غاز.
- مرحلة العلاج أو المصدر.
- سواء تم قياس النتيجة أو حسابها أو نمذجتها.
- بيانات التركيز والتدفق المستخدمة في الحسابات.
- العوامل المطبقة ومراجعها.
- المصادر المستبعدة ومبررات استبعادها.
- ثغرات البيانات وقواعد الاستبدال.
- عدم اليقين في القياس.
يُوفّر التوجيه المُعدّل سببًا وجيهًا لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي للبدء بالاستعداد الآن، حتى في الوقت الذي لا تزال فيه المنهجيات الأوروبية التفصيلية قيد التطوير. في ESEGAS، نوصي بالبدء برسم خرائط المصادر وحملة قياس مُوجّهة، ثم استخدام النتائج لبناء جرد سنوي شفاف. يُوفّر هذا رؤية تشغيلية مفيدة اليوم وأساسًا أقوى لمتطلبات إعداد التقارير المستقبلية.
