طرق معالجة مياه الصرف الصحي الكيميائية

يقدم

تعد معالجة مياه الصرف الصحي الكيميائية إحدى الطرق الأكثر فعالية لإزالة الملوثات المختلفة من مياه الصرف الصحي الصناعية والبلدية. تعتمد هذه الطرق على التفاعلات الكيميائية والتغيرات في خصائص الملوثات ويمكنها فصل المواد من مياه الصرف الصحي التي لا يمكن إزالتها بالطرق الفيزيائية. في هذه المقالة سوف نقوم بمراجعة شاملة لطرق معالجة مياه الصرف الصحي الكيميائية بالإضافة إلى مزاياها وعيوبها وتطبيقاتها.

1. مبادئ معالجة مياه الصرف الكيميائي

1-1. تعريف التطهير الكيميائي

تشير المعالجة الكيميائية إلى عملية استخدام المواد الكيميائية  والتفاعلات الكيميائية  لإزالة الملوثات من مياه الصرف الصحي أو جعلها غير ضارة. تُستخدم هذه الطرق عادةً بعد العلاج الطبيعي وقبل العلاج البيولوجي.

1-2. فوائد العلاج الكيميائي

• القدرة على التخلص من المواد المذابة

• تشغيل عالي السرعة

• التحكم  الدقيق في العملية

• قادرة على إزالة المعادن الثقيلة والمركبات العضوية المقاومة للأدوية.

1-3. عيوب المعالجة الكيميائية

• ارتفاع تكلفة المواد الكيميائية

• توليد الحمأة الكيميائية

• يتطلب التحكم الدقيق في ظروف التشغيل

• قد تشكل منتجات ثانوية خطرة

2. الطرق الرئيسية للمعالجة الكيميائية لمياه الصرف الصحي

2-1.  التخثر والتكتل

خطوات العملية:

1. التخثر:   إضافة مواد التخثر مثل الشبة أو كلوريد البولي ألومنيوم.

2. التكتل:   تكوين جزيئات أكبر بمساعدة البوليمرات المتكتلة.

3. الترسيب:   انفصال الجلطات المتكونة.

طلب:

• إزالة الجسيمات الغروانية

• تقليل العكارة

• إزالة الفوسفور

2-2.  التحييد

المواد الكيميائية المستخدمة:

• حمض (حمض الكبريتيك، حمض الهيدروكلوريك)

• القلويات (الصودا الكاوية، الجير)

طلب:

• ضبط  قيمة الرقم الهيدروجيني لمياه الصرف الصحي الحمضية أو القلوية

• تحضير مياه الصرف الصحي لمراحل المعالجة اللاحقة

23.  الأكسدة الكيميائية

أنواع طرق الأكسدة:

1. الكلورة:   باستخدام هيبوكلوريت أو غاز الكلور.

2. الأوزون:   أكسدة قوية مع الأوزون

3. بيروكسيد الهيدروجين:   مع محفز (عملية فينتون)

4. برمنجنات البوتاسيوم:   للأكسدة الانتقائية

طلب:

• تطهير

• تحلل المركبات العضوية المقاومة للأدوية

• يزيل اللون والرائحة.

2-4.  الاختزال الكيميائي

عوامل الاختزال الشائعة:

• ميتابيسلفيت الصوديوم

• كبريتيت الصوديوم

• الحديد ذو الاستخدام المزدوج

طلب:

• إزالة الكروم السداسي التكافؤ

• اختزال المركبات المكلورة

• إزالة المعادن الثقيلة

3. تكنولوجيا المعالجة الكيميائية المتقدمة

3-1. عملية الأكسدة المتقدمة (AOP)

أنواع عمليات AOP:

1. الأشعة فوق البنفسجية/H2O2:   مزيج من بيروكسيد الهيدروجين مع الأشعة فوق البنفسجية

2. المحفز الضوئي:   باستخدام ثاني أكسيد التيتانيوم والضوء فوق البنفسجي

3. الأوزون/H2O2:   مزيج من الأوزون وبيروكسيد الهيدروجين.

ميزة:

• إنتاج قوي للجذور الهيدروكسيلية

• تدمير كامل للمركبات العضوية

• لا  يتم تكوين أي منتجات ثانوية

3-2. تبادل الأيونات

نوع الراتنج:

1. راتينج كاتيوني:   يزيل الكاتيونات

2. راتنج أنيوني:   يزيل الأيونات السالبة

طلب:

• صلابة المياه

• إزالة النترات

• إعادة تدوير المعادن الثمينة

3-3. الترسيب الكيميائي

المسببات الشائعة:

• الجير

• الصودا الكاوية

• كبريتيد الصوديوم

طلب:

• إزالة المعادن الثقيلة

• اختزال الكبريتات

• إزالة الفوسفور

4. اختر طريقة المعالجة الكيميائية المناسبة

4-1. العوامل المؤثرة في اختيار الطريقة

• أنواع وتركيزات الملوثات

• متطلبات جودة مياه المخرج

• تكاليف المواد الكيميائية

• المرافق والمعدات المتوفرة

• إنتاج الحمأة

4-2. إرشادات بشأن اختيار الطريقة بناءً على نوع الملوث

5. التطبيق الصناعي للتنقية الكيميائية

5-1. صناعة الطلاء الكهربائي

• إزالة المعادن الثقيلة (الكروم والنيكل والزنك)

• تنقية الأحماض والقواعد

• إعادة تدوير المعادن الثمينة

5-2. صناعة النسيج

• إزالة الطلاء الصناعي

• تقليل استهلاك الكود

• تحييد مياه الصرف الصحي الملونة

5-3. صناعة الأغذية

• إزالة الشحوم والزيوت

• تقليل الطلب البيولوجي البيوكيميائي والطلب الكيميائي الكيميائي

• تطهير مياه الصرف الصحي

6. إدارة الحمأة الكيميائية

6-1. خصائص الحمأة الكيميائية

• حجم كبير

• رطوبة عالية

• احتمال وجود المعادن الثقيلة

6-2. طرق إدارة الحمأة

1. التركيز:   تقليل الحجم عن طريق الجاذبية أو الوسائل الميكانيكية.

2. التثبيت:   تقليل السمية بالمواد الكيميائية

3. طريقة التخلص:   مكب نفايات صحي أو إعادة الاستخدام

7. الخاتمة

تحتل طرق معالجة مياه الصرف الصحي الكيميائية  مكانة خاصة في أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي بسبب تنوعها وكفاءتها العالية. وينبغي اختيار الطريقة المناسبة بناءً على نوع الملوث وتكاليف التشغيل ونوعية المياه العادمة المطلوبة. تعتبر اليوم الطرق الكيميائية الممزوجة بالعمليات الفيزيائية والبيولوجية هي الحل الأمثل لمعالجة مياه الصرف الصناعي والبلدي. لقد أتاح التقدم الأخير في تقنيات الأكسدة والتبادل الأيوني إمكانية إزالة الملوثات الثابتة بشكل أكثر فعالية.

الكلمات المفتاحية:   معالجة مياه الصرف الصحي الكيميائية، التخثر والتكتل، الأكسدة الكيميائية، التبادل الأيوني، الأكسدة المتقدمة، الترسيب الكيميائي، طرق التطهير، معالجة مياه الصرف الصناعي.