تكنولوجيا (تقانات) معالجة المياه(Water treatment processes)
تتعرض المياه السطحية والجوفية لتلوث ناجم عن مصادر مختلفة ، ومع نمو الصناعة ازدادت كميات المياه الملقاة في المجاري المائية دون معالجة مسبقة مما أدى إلى مشاكل تلوث كبيرة ، إذ أن المركبات الموجودة في هذه المياه تقتل الأحياء المائية مما يؤدي إلى خلل في المنظومة المائية .
يتوجب على التقانات المستخدمة لمعالجة مختلف أنواع المياه الملوثة إزالة الملوثات حتى تصل إلى مستويات من التركيز مسموح بها ، وتختلف هذه المستويات تبعا لنوع الملوث الموجود وتبعا لتشريعات الدول المنصوص عليها .
وتعتمد الطريقة المتبعة في المعالجة على نوع الملوث الموجود وعلى تركيزه ، وتعتمد بشكل رئيسي ايضا على التكلفة المتوقعة بالإضافة إلى كفايتها نسبة إلى سرعة تدفق السائل المطروح وتركيز الملوثات فيه .
سنذكر في هذا المقال أهم تقانات معالجة المياه العادمة (Waste Water) وسنكمل لاحقا الحديث عن اهم تقانات معالجة المياه الجوفية وتقنيات التعقيم .
تقانات معالجة المياه العادمة (Waste Water)
أولا - الأمتزاز Adsorpation
1- الأمتزاز على الفحم الفعال (Activated coal filter)
تعد هذه الطريقة إحدى الطرق الهامة في معالجة المياه العادمة لتخليصها من الملوثات المقاومة للمعالجات الاخرى بالإضافة إلى مجموعة من الملوثات اللاعضوية مثل مركبات النتروجين ومركبات الكبريت والكلور والمعادن الثقيلة ، ويتم في هذه الطريقة نقل الملوث من الطور المائي إلى سطح الفحم الفعال حيث تتراكم عليه وبالنتيجة يتم نزعها من الطور المائي .
ومن محاسن هذه الطريقة إمكانية أستخدامها في أوساط مختلفة حيث يعتبر الفحم معتدلا كيميائيا ومقاوما لتأثير الأوساط المختلفة ، بالأضافة إلى أمكانية تنشيطه .
2- الأمتزاز على مواد مازة صنعية :
وهي عبارة عن مواد بوليميرية يمكن التحكم بخواصها الأمتزازية أثناء تصنيعها ، يتم تجديدها باستخدام مذيبات في تيار معاكس مباشرة في نفس العمود ، تتميز هذه المواد بثباتية عالية وبسطح نوعي كبير يصل حتى (750 m2/ g)
ثانيا - المعالجة الحيوية (Biological treatment)
تعد المعالجة الحيوية للملوثات العضوية باستخدام الحمأة المنشطة (Activated Sludge) من أفضل تقانات المعالجة المطبقة إذا ماأجريت ضمن شروط مناسبة ، وكانت المياه المستخدمة مناسبة لهذه المعالجة ، إلا أن العديد من المركبات العضوية مثل المبيدات والفينولات ومركبات النترو العطرية وغيرها تتمتع بسمية عالية مما يجعلها غير قابلة للمعالجة بشكل كافي بهذه للطريقة ، وتحتاج مثل هذه الطريقة عاد مراقبة جيدة ل PH الوسط ولتركيز المغذيات والأوكسجين الضروري لنمو العضويات والمحافظة على فعاليتها .
تقسم الطرائق الحيوية إلى قسمين أساسيين :
- المعالجة الحيوية الهوائية (Aerobic Biological treatment)
- المعالجة الحيوية اللاهوائية (Anaerobic Biological treatment)
وتستخدم المعالجة الهوائية على نطاق أوسع من اللاهوائية بسبب فعاليتها وسهولة تطبيقها .
ثالثا - طرق التخثير والتسبيخ (Caogulation & Flocculation)
تهدف مثل هذه الطرق إلى التخلص من الدقائق المعلقة (Colloidal particles) , التلون والعديد من الملوثات الأخرى في الماء عن طريق إزالة أستقرارها وتحويلها إلى دقائق متسبخة أكبر حجما يمكن نزعها بالترشيح ، تسبب عملية التسبخ تجمعا أضافيا لهذه الدقائق مشكلة تسبخات أكبر حجما وأسهل إزالة .
تقسم طرائق التخثير إلى قسمين أساسين :
- التخثير الكيميائي (Chemical Coagulation)
- التخثير الكهربائي EC (Electro-Coagulation)
ويمكن أن تستخدم هذه الطرائق منفردة أو مجتمعة مع تقانات أخرى لمعالجة المياه العادمة والمياه السطحية على حد سواء .
رابعا - طرة الأكسدة الكيميائية (Chemical Oxidation)
تفاعل الأكسدة والارجاع هو تفاعل أنتقال الكترون من مركب لآخر ، وعليه فإن سهولة أكسدة المركب تقاس بسهولة تخليه عن هذا الألكترون ، ويعبر عن قوة المركبات المؤكسدة بكمون الأكسدة المقاس بالنسبة إلى مسرى الهيدروجين العياري .
ويبين الجدول التالي كمونات أكسدة أهم المؤكسدات :
تستخدم الأكسدة الكيميائية عموما للتخلص من الملوثات غير القابلة للتفكك الحيوي ، على الرغم أن الأكسدة الكيميائية تبدو حلا جيدا للعديد من مشاكل التلوث المائي بالملوثات العضوية ، إلا أنها تواجه بمشكلة التكلفة العالية وخاصة في حال التراكيز العالية من الملوثات ، ولذلك يلجأ إلى أستخدامها كمرحلة إضافية عند المعالجة الحيوية وذلك لتحطيم المركبات غير القابلة للتفكك الحيوي وتحويلها إلى مركبات أخرى قابلة لهذا التفكك .
تقسم تقنيات الأكسدة الكيميائية إلى قسمين :
- تقانات الأكسدة الكيميائية التقليدية ( Traditional Oxidation Processes)
وتعتمد على إضافة عامل الأكسدة إلى المياه الحاوية على الملوثات ليتم أكسدة هذه الملوثات .
مثل الكلور ، الماء الأوكسجيني ، الاوزون ، برمنغنات البوتاسيوم .
تقانات الأكسدة المتقدمة (Advanced Oxidation Processes) AOPs
تعتمد جميع تقانات الاكسدة المتقدمة على توليد جذور الهيدروكسيل (OH) التي تملك كمون أكسدة( +2.8 V)
يجعلها كمؤكسد أقوى حتى من الأوزون
ويلخص الجدول التالي أهم تقانات الأكسدة المتقدمة
