معالجة مياه الصرف الصناعي

في الصناعة يستخدم الماء لأغراض مختلفة، فهو يستخدم مثلاً لتوليد البخار، والتبريد، وكذلك للتسخين، ويستخدم في العمليات الصناعية إما كوسيط أو كمذيب، أو كأحد المواد المتفاعلة.

تختلف محتويات وصفات مخلفات عمليات التصنيع، والمختبرات الكيميائية السائلة حسب نوع الصناعة والمختبر، إلا أنها في العادة تكون أكثر تركيزاً من مياه الصرف الصحي المنزلي، كما أنها غالباً تحتوي على مواد أكثر سمية وضرراً للكائنات الحية، لذلك لا يسمح للمصانع بطرح السوائل المتخلفة عن عملياتها في الشبكة العامة للصرف الصحي، إلا بعد معالجتها وتنقيتها من المواد السامة والضارة، واستيفائها لمواصفات معينة تحدد من قبل الدولة.

 وتختلف معالجة مياه المخلفات الصناعية باختلاف مصدرها، فمعالجة مخلفات مصانع الألبان مثلاً تختلف عن معالجة مخلفات مصانع دبغ الجلود التي تختلف عن مخلفات الصناعات المعدنية ومصانع الورق إلا أن المعالجة غالباً ما تعتمد على إضافة مواد كيميائية تعمل على تخثير الشوائب وترسيبها.

فالتخثير هو عملية تشكيل خثرة من المواد الموجودة في الماء. نتيجة هذه العملية يزداد حجم المواد المعلقة إلى درجة أنها تترسب بسهولة، وهذه العملية هي الأولى دائماً في أكثر محطات المعالجة. وأكثر المواد الكيميائية استعمالاً في التخثير هي كبريتات الألمنيوم، وكبريتات الحديد، وكبريتات الحديدي.

تؤثر درجة حرارة الماء أيضاً على عملية التخثير، فعند درجات حرارة قريبة من نقطة التجمد يجب زيادة المزج، وزيادة كميات عوامل التخثير وبشكل عام هناك ثلاثة عوامل تتضافر لتحقيق تخثير ناجح، هي:

1. وجود كمية دنيا من شوارد الألمنيوم أو الحديد لتشكيل القشرة غير المنحلة.
2. وجود شاردة سالبة قوية مثل الكبريتات أو الكلوريد.

ضبط قيمة الـ PH ضمن مجال محدد.

في الحقيقة ليس من الممكن اعتماداً على تحليل عينة من الماء اختيار عامل التخثير الأمثل، وتحديد الكميات المطلوبة، ومجال ال PH الأمثل للعملية. للحصول على تخثير جيد يجب القيام بتجارب مخبرية باستخدام عوامل تخثير مختلفة، وبتراكيز مختلفة، وعند قيم PH مختلفة، ومن أهم المواد المستعملة في هذا المجال:

    1.     كبريتات الألمنيوم

يجب أن ننوه هنا أن مصطلح الشب أو الشبة يعني مزيج من كبريتات معدن ثلاثي التكافؤ مثل الألمنيوم، وكبريتات معدن أحادي التكافؤ مثل البوتاسيوم، ولكن عندما تذكر كلمة شب في معالجة المياه فإننا نعني بها كبريتات الألمنيوم.

تعدّ كبريتات الألمنيوم من أكثر عوامل التخثير استعمالاً، وهي تتفاعل لدى إضافتها إلى الماء مع القلويات الطبيعية أو المضافة.

    2.     كبريتات الحديدي

إن القلوية الطبيعية لمعظم مصادر المياه ليست كافية لكي يتم التفاعل مع كبريتات الحديدي لتشكيل قشرة هيدروكسيد الحديد المطلوبة، لذلك يجب إضافة قلويات، مثل الكلس أو غيره لإحداث هذه النتيجة يعطي التفاعل الأول مع الكلس هيدروكسيد الحديدي.

يتأكسد هيدروكسيد الحديدي الناتج بوساطة الأكسجين المنحل في الماء ليتحول إلى هيدروكسيد الحديد. لا تتم عملية الأكسدة هذه إلا عند قيم PH عالية أكبر من 8.4.

    3.     كبريتات الحديد

تتفاعل كبريتات الحديد أيضاً مع القلويات لتشكل هيدروكسيد الحديد المترسب هنا، بما أن الحديد موجود أصلاً في حالة الأكسدة الثلاثية، لذلك ليس هناك حاجة إلى الأكسجين المنحل أو الكلور من أجل الأكسدة.

    4.     القلويات

إن إضافة عامل التخثير وحده لا تكون كافية لإحداث التخثير المناسب، لأنه لا بد من ضبط قيمة PH على القيمة المثلى. من أشهر القلويات استخداماً لضبط قيمة ال PH هي:

هيدروكسيد الكالسيوم الذي يدعى الكلس المطفأ.

كربونات الصوديوم وتدعى بالصودا.

هيدروكسيد الصوديوم وتعرف بالصود الكاوي.

    5.     الغضار

إن تخثير المياه منخفضة العكارة أصعب من تخثير المياه مرتفعة العكارة، لذلك يضاف الغضار إلى الماء المراد معالجته لزيادة عكارته، وهذا يؤدي إلى تشكل خثارة سهلة الترسيب.

كما أن استخدام الغضار يفيد في توسيع مجال الـ PH المناسب لعمل عوامل التخثير.