المواد الكيميائية المستخدمة في معالجة المياه

كتابة سمر عادل آخر تحديث: 17 سبتمبر 2020 , 02:40

تلوث الماء هو أحد أنواع تلوث البيئة، يحدث عندما تلوث المواد الضارة سواء كانت مواد كيميائية أو كائنات حية دقيقة  مجرى أو نهرًا أو بحيرة أو محيطًا أو طبقة المياه الجوفية أو أي جسم مائي آخر، مما يؤدي إلى تدهور جودة المياه وجعلها سامة للإنسان أو البيئة.

نتائج تلوث المياه

  1. نتائج تلوث المياه على صحة الإنسان
  • تعتبر مسببات الأمراض المنقولة بالمياه، على شكل بكتيريا وفيروسات مسببة للأمراض من فضلات الإنسان والحيوان، سببًا رئيسيًا للأمراض من مياه الشرب الملوثة.
  • تشمل الأمراض التي تنتشر عن طريق المياه غير الآمنة الكوليرا والجيارديا والتيفوئيد.
  • حتى السباحة يمكن أن تشكل خطرًا ومشاكل صحية مثل الطفح الجلدي، والتهابات الجهاز التنفسي، والتهاب الكبد من المياه الساحلية المليئة بمياه الصرف الصحي.
  1. نتائج تلوث المياه على البيئة

عندما يتسبب تلوث المياه في تكاثر الطحالب في بحيرة أو بيئة بحرية، فإن تكاثر المغذيات التي تم إدخالها حديثًا يحفز نمو النبات والطحالب، مما يقلل بدوره من مستويات الأكسجين في الماء، هذا النقص في الأكسجين، المعروف باسم التخثث، يخنق النباتات والحيوانات ويمكن أن يخلق “مناطق ميتة”، حيث تكون المياه في الأساس خالية من الحياة.

في بعض الحالات، يمكن أن تنتج هذه الطحالب الضارة أيضًا سمومًا عصبية تؤثر على الحياة البرية، من الحيتان إلى السلاحف البحرية.

المواد الكيميائية والمعادن الثقيلة من مياه الصرف الصناعي تلوث المجاري المائية، وتقلل من عمر الكائن الحي وقدرته على التكاثر، كما أنها تتسبب في تراكم كميات كبيرة من السموم، مثل الزئبق في التونة والأسماك الكبيرة الأخرى.

تتعرض النظم البيئية البحرية أيضًا للتهديد بسبب الحطام البحري، الذي يمكن أن يخنق الحيوانات ويخنقها ويجوعها، يتم جرف الكثير من هذه الحطام في المجاري ومصارف العواصف، وفي نهاية المطاف إلى البحر، وفي بعض الأحيان تتماسك لتشكل بقع قمامة عائمة، مسؤولة عن إيذاء أكثر من 200 نوع مختلف من الحياة البحرية. [1]

خطوات عملية تنقية المياه

 كيفية معالجة تلوث الماء، تعتمد طرق معالجة المياه على طبيعة المياه الخام والمعايير المطلوبة لجودة المياه. مراحل تنقية المياه تشمل الخطوات العامة في تنقية مياه الشرب وهي:

التهوية

يتم جمع الماء الخام أولاً في خزان تهوية كبير ويتم تهوية الماء عن طريق فقاعات الهواء المضغوط من خلال أنابيب مثقبة لإزالة الروائح الكريهة وثاني أكسيد الكربون.

التخزين أو الترسيب

ثم يتم وضع المياه الغازية في خزان الترسيب وتخزينها لمدة 10-14 يومًا، أثناء التخزين يستقر حوالي 90٪ من المواد الصلبة العالقة خلال 24 ساعة ويصبح الماء صافياً، كما تستقر بعض المواد الكيميائية السامة الثقيلة أثناء التخزين.

وأيضاً تموت البكتيريا المسببة للأمراض تدريجيًا وينخفض ​​عدد البكتيريا بنسبة 90٪ في أول 5-7 أيام من التخزين، أثناء التخزين تتأكسد المواد العضوية الموجودة في الماء بواسطة الكائنات الحية الدقيقة.

التخثر

ثم يتم وضع الماء في خزان التخثر ثم تضاف بعض عوامل الترسيب مثل الشب والجير وغيرها في الماء وخلطها، لكي تمتص المواد الصلبة العالقة على سطح الراسب، لذلك تصبح كتلة الرواسب تدريجياً أثقل وتستقر أخيرًا.

تستخدم هذه التقنية لإزالة المواد الصلبة المعلقة الخفيفة جدًا التي لا تستقر من تلقاء نفسها أثناء التخزين، في حالة وجود شوائب غروانية سالبة الشحنة، يتم تحييدها بواسطة أيونات Al +++ وتستقر.

الترشيح

يتم بعد ذلك تمرير الماء المصفى جزئيًا عبر مرشح الجاذبية الرملية الذي يزيل 98-99٪ من الكائنات الحية الدقيقة والشوائب الأخرى، أثناء الترشيح، يتم تغطية سرير المرشح بطبقة لزجة تسمى الطبقة الحيوية، تتكون من خيوط مثل الطحالب والدياتومات والبكتيريا، تساعد في ترشيح الخلايا الميكروبية.

إذا كان حدث تلوث الماء مثلا يحتوي على رائحة كريهة، فيمكن وضع الكربون المنشط في طبقة الفلتر لإزالة الروائح الكريهة.

التطهير

يتم تنقية المياه المفلترة باستخدام المطهرات مثل: لكلور، المطهر يقتل مسببات الأمراض وكذلك الكائنات الحية الدقيقة الأخرى في الماء، بعد ذلك يتم ضخ المياه في الخزان العلوي للتوزيع المحلي اللاحق.

يتم اجراء كل هذه المراحل لتنقية المياه بهدف تحقيق مواصفات المياه الصالحة للشرب حسب منظمة الصحة العالمية. [2]

المواد الكيميائية المستخدمة في معالجة المياه

تُستخدم المواد الكيميائية أثناء معالجة المياه في مجموعة من العمليات لتسريع التطهير،

المواد الكيميائية المتخصصة مثل الكلور، بيروكسيد الهيدروجين، كلوريت الصوديوم، هيبوكلوريت الصوديوم (التبييض) تعمل كعوامل تطهر، تطهر وتساعد في تنقية المياه.

الطرق الكيميائية لمعالجة المياه

تحييد

تتضمن عملية التحييد إضافة مواد كيميائية بغرض ضبط درجة الحموضة في المياه، يتضمن ذلك إضافة الأحماض (لخفض درجة الحموضة) أو القلويات (لرفع الرقم الهيدروجيني) اعتمادًا على الرقم الهيدروجيني الأولي للمؤثر.

الترسيب الكيميائي

الترسيب الكيميائي هو الطريقة الأكثر شيوعًا لإزالة المعادن الذائبة في المياه والتي قد تحتوي على معادن سامة، لتحويل المعادن المذابة إلى شكل جزيئات صلبة، يضاف كاشف الترسيب إلى الخليط.

يتسبب التفاعل الكيميائي، الناتج عن الكاشف، في تكوين المعادن الذائبة لجسيمات صلبة، يمكن بعد ذلك استخدام الترشيح لإزالة الجزيئات من الخليط، تعتمد جودة عمل العملية على نوع المعدن الموجود وتركيزه ونوع الكاشف المستخدم.

التخثر الكيميائي

تحمل الجسيمات الصلبة الدقيقة المنتشرة في المياه شحنة سالبة كهربائية سطحية (في حالتها الطبيعية المستقرة)، مما يمنعها من تكوين مجموعات أكبر واستقرارها، يؤدي التخثر الكيميائي إلى زعزعة استقرار هذه الجسيمات عن طريق إدخال مواد تخثر موجبة الشحنة تقلل من شحنة الجسيمات السالبة، بمجرد تقليل الشحنة، تشكل الجسيمات مجموعات أكبر بحرية.

بعد ذلك ، يتم إدخال مادة الندف الأنيونية إلى الخليط، نظرًا لأن المادة الندفية تتفاعل ضد الخليط موجب الشحنة، فإنها إما تحيد مجموعات الجسيمات أو تنشئ جسورًا بينها لربط الجسيمات في مجموعات أكبر، بعد تكوين مجموعات جسيمات أكبر، يمكن استخدام الترسيب لإزالة الجسيمات من الخليط.

الأكسدة الكيميائية / الاختزال والأكسدة المتقدمة

مع إدخال عامل مؤكسد أثناء الأكسدة الكيميائية، تنتقل الإلكترونات من المؤكسد إلى الملوثات في المياه، ثم تخضع الملوثات لتعديل هيكلي، لتصبح مركبات أقل تدميراً.

يمكن أن تساعد الأكسدة المتقدمة في إزالة أي مركبات عضوية يتم إنتاجها كمنتج ثانوي للأكسدة الكيميائية، من خلال عمليات مثل التجريد بالبخار أو تجريد الهواء أو امتصاص الكربون المنشط.

تستخدم تفاعلات الأكسدة والاختزال ضمن طريقة أو كيفية معالجة تلوث الماء .

التبادل الأيوني

يمكن استخدام عملية التبادل الأيوني، على غرار عملية التناضح العكسي، لتليين الماء، الكالسيوم والمغنيسيوم من الأيونات الشائعة التي تؤدي إلى عسر الماء.

لتليين الماء، يتم إدخال أيونات الصوديوم موجبة الشحنة على شكل ملح كلوريد الصوديوم المذاب أو محلول ملحي، تتبادل أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم الصلبة أماكنها مع أيونات الصوديوم، ويتم إطلاق أيونات الصوديوم الحرة في الماء، بعد تليين كمية كبيرة من الماء، قد يمتلئ محلول التليين بفائض أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم، مما يتطلب إعادة شحن المحلول بأيونات الصوديوم.

الامتزاز الكيميائي

الامتزاز هو عملية تتراكم فيها المواد على أسطح الجسم الصلب. [3]

معايير جودة المياه

تم اقتراح جدول المواصفات القياسية لمياه الشرب في الدلائل الإرشادية الدولية الصادرة عن منظمة الصحة العالمية والتي تم تكييفها للتطبيق الإقليمي، تستند معايير جودة المياه إلى أدلة علمية ومصممة لتقليل المخاطر على الصحة من جودة المياه السلبية إلى مستويات “مقبولة”. [4]

الوسوم
زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق