تعتمد معالجة مياه الشرب ومياه الصرف الصحي على عمليتي التنديف والتخثير.
تحتوي كل كتلة مائية على مواد عالقة. تعمل القوى الفيزيائية (الكهرباء الساكنة) على أصغر الجسيمات (الغرويات)، والتي تحمل جميعها شحنة سالبة عند تعليقها في الماء، مما يجعلها تتنافر وتستقر في حالتها الغروية.
سيتناول هذا المقال بمزيد من التفصيل استخدام المخثرات في أنظمة معالجة المياه.
ما هما التخثير والتنديف في معالجة المياه؟
يوفر كلاهما طريقة موثوقة لمعالجة عكارة المياه، وهي مؤشر حاسم لجودة المياه. تُعرف العكارة بأنها ضبابية أو تعكر السائل الذي لا يمكن ملاحظته عادةً بالعين المجردة.
للتغلب على القوى التي تحافظ على استقرار الجسيمات العالقة، يتم استخدام عمليتين متميزتين بالتتابع وهما التنديف والتخثير.
يتم تحييد شحنات الجسيمات عن طريق التخثير، ولكن يمكنها الارتباط ببعضها البعض وزيادة حجمها عن طريق التنديف، مما يسهل إزالتها من السائل.
عملية التخثير في معالجة المياه
يمنع هذا الجسيمات الصغيرة من التنافر ويشجع على تكتلها لتكوين جسيمات أكبر يمكن أن تلتصق ببعضها البعض. كلما زاد حجم الجسيم، أصبح استخلاصه من السائل أسهل.
تُعرف هذه 'الكتل' الأكبر من الجسيمات بالندف الدقيقة، والتي تكون أحيانًا غير مرئية للعين المجردة. يشير هذا إلى أن شحنات الجسيمات المتكونة حديثًا قد تم تحييدها، حيث يجب أن تكون المياه المحيطة بها صافية.
قد يلزم إضافة المزيد من المخثر إذا لم تكن كذلك. إذا كانت كمية المخثر كبيرة جدًا، فستعود الجسيمات إلى التنافر مرة أخرى، ويرجع ذلك أساسًا إلى الشحنة العكسية.
يتم توزيع المخثر بشكل مناسب لتشجيع تصادم الجسيمات بفضل الخلط السريع. ونظرًا لأن أقوى نواتج التحلل المائي للمخثرات المعدنية هي تلك التي تتكون في غضون 0.01 إلى 1.0 ثانية، فإن إضافة المزيد من المخثر وتعديل درجة الحموضة (pH) بعد الحقن الأولي للمخثر نادرًا ما يكون فعالًا.
تتميز مفاعلات الخلط العكسي، وهي نوع شائع من الخلاطات السريعة، عادةً بخزانات مربعة ذات دافعات رأسية. تقوم شركة WCS بتصميم خلاطات مدمجة (in-line) مع تحكم في تدرج السرعة لتوفير الظروف المثالية للخلط السريع، وذلك لتجنب النتائج الضعيفة التي تنتج غالبًا عن الشحنة العكسية.
أنواع المخثرات
في معالجة المياه ومياه الصرف الصحي، هناك فئتان رئيسيتان من المخثرات: العضوية وغير العضوية.
المخثرات غير العضوية
أثبتت المخثرات المصنوعة من الألومنيوم والحديد فعاليتها الكبيرة في إزالة غالبية الجسيمات العالقة. وهي توفر العديد من المزايا، بما في ذلك:
• تسهيل تكوين أيونات عالية الشحنة ذات كثافة شحنة عالية لتحييد الجسيمات العالقة، وهيدرات الهيدروكسيدات غير العضوية، وتوليد سلاسل بوليمر قصيرة تعزز تكوين الندف الدقيقة والندف الثقيلة.
• القدرة على تصفية بعض السلائف العضوية التي يمكن أن تتفاعل مع الكلور لتكوين نواتج ثانوية للتطهير.
• أسعار وحدات معقولة وتوافر واسع النطاق.
ولها بعض العيوب:
• تنتج كميات هائلة من الندف الغنية بالمعادن التي يجب التخلص منها بطريقة مسؤولة بيئيًا، مما قد يزيد بشكل كبير من تكاليف التخلص منها.
• لديها القدرة على تغيير درجة حموضة الماء بشكل كبير، مما يستدعي تنظيم درجة الحموضة لأنها ضرورية للتخثير السليم. كما أنها تتطلب معدات تغذية وتخزين مقاومة للتآكل.
• كبريتات الحديدوز، وكبريتات الحديديك، وكبريتات الألومنيوم كلها مواد شديدة الحموضة تستنزف القلوية وتخفض درجة الحموضة. من ناحية أخرى، سيعمل ألومينات الصوديوم على رفع درجة الحموضة وتعزيز القلوية.
المخثرات العضوية
أثبتت مخثرات البولي أمين والبولي-DADMAC فعاليتها الكبيرة في إزالة غالبية الجسيمات العالقة. وتعمل التانات بشكل جيد جدًا مع الدهون والزيوت. وهي توفر العديد من المزايا، بما في ذلك:
• تمكين كثافات الشحنة المنخفضة نسبيًا من تحييد الجسيمات العالقة ذات الشحنة الأقل بشكل أكثر كفاءة. وإنشاء سلاسل بوليمر أطول تعمل على تحسين إنتاج الندف الدقيقة دون استخدام معادن أو هيدروكسيدات.
• القدرة على تصفية بعض السلائف العضوية التي يمكن أن تتفاعل مع الكلور لتكوين نواتج ثانوية للتطهير.
• تتوفر في أشكال سائلة، وغير قابلة للتآكل، وجاهزة للاستخدام الفوري.
• لا تتأثر بدرجة الحموضة ونادرًا ما تتأثر بها.
ولها بعض العيوب:
• سعر الوحدة مرتفع.
• إذا كان الطلب على الشحنة كبيرًا، يلزم استخدام جرعات كبيرة.
• ندف منخفضة الكثافة: لا تستقر دائمًا بسلاسة.
اتصل بنا للحصول على نظام معالجة المياه الخاص بك
أخيرًا، إن الفشل في الالتزام بالمتطلبات البيئية لمعالجة مياه الصرف الصحي يعرض الشركات لتدقيق بيئي متزايد ومخاوف جدية تتعلق بالسمعة.
اتصل بنا للحصول على أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي قبل تقديم طلب للحصول على تمويل رأسمالي قد لا يكون مجديًا اقتصاديًا في البداية.