طرق إجراء عملية “تحييد” مياه الفضلات الصناعية بنوعيّها الحمضي والقلوي

1996 معالجة مياه الفضلات الصناعية

أ.د أحمد فيصل أصفري

KFAS

تحييد مياه الفضلات مياه الفضلات الصناعية الكيمياء

يتم في مرحلة المعالجة الكيميائية إزالة الملوثات من مياه الفضلات الصناعية عن طريق التفاعلات الكيميائية.

تُصنف في هذه المرحلة العمليات التالية: – الترسيب الكيميائي – التحويل الكيميائي – التبادل الأيوني.

 

– التحييد

تسبب مياه الفضلات الصناعية ذات الحموضة أو القلوية العالية أضراراً كبيرة في شبكات الصرف الصحي، وفي محطات معالجة مياه الفضلات البلدية، لذلك يجب إجراء تعديل لقيم الـ (pH) الحدية لمياه الفضلات الصناعية للوصول بها ما أمكن إلى الرقم الحيادي أي حوالي 7، وتدعى هذه العملية بالتحييد.

يبين الجدول التالي (2 – 3) بعض الصناعات التي تنتج مياه فضلات حامضية أو قلوية.

نظراً للطبيعة اللوغاريتمية لتحولات الـ pH في العلاقة:

فإن محلولاً ذا قيمة لـ pH تساوي 5 مثلاً يمتلك 10 أضعاف أيونات هيدروجين فعالة بالمقارنة مع ما يملكه محلول ذو قيمة الـ pH تساوي 6.

كذلك في محلول ذي قيمة pH = 2 يكون عدد أيونات الهيدروجين الفعالة 1000 ضعف ما يملكه محلول ذو قيمة pH = 

 

مثلاً: عندما pH = 1 في محلول ما، فإن تركيز أيونات الهيدروجين الحرة يبلغ 0.1غ – أيون/ ل.

وعندما pH = 13 في محلول ما فإن تركيز أيونات الهيدروجين الحرة يبلغ 10^-13غ – أيون/ ليتر.

يتغير تركيز أيون الهيدروجين عكسياً مع تركيز أيون الهيدروكسيل بواحدات غ – أيون/ ل.

في ليتر من الماء بدرجة حرارة (25) مئوية تتفكك حوالي (6 × 10 ⁶) جزيئة لإنتاج (6 × 10 ⁶) أيون هيدروجين وحوالي (6 × 10 ⁶) أيون هيدروكسيل، وحيث إن (1) مول يساوي (6.023 × 10 ²³) جزيئة.

فإن تحرر (6.023 × 10 ¹⁶) أيوناً يعطي (10^-7) مولاً من الماء الذي يتفكك في درجة حرارة (25) مئوية. ونظراً لأن الدراسة تتم على (1) ليتر من الماء فإن تركيز كل من أيونات الهيدروجين أو الهيدروكسيل يساوي (10 ^-7 مول/ ل).

كما ذكر أعلاه، ونظراً للطبيعة اللوغاريتمية لتحولات الـ pH فإن تعديل قيمته مثلاً من (2) إلى (8) يحتاج إلى وسائط قياس حساسة جداً عند إضافة المواد المعدِّلة.

 

لتحييد القلوية العالية يستخدم عادة حمض الكبريت H₂SO₄ بشكل شائع، كما يُستخدم ثاني أوكسيد الكربون CO₂. أما لتحييد الحموضة الشديدة فيُستعمل هيدروكسيد الصوديوم NaOH، أو كربونات الصوديوم NaCO₃، أو هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)₂ أو الأمونيا NH₃.

إن تخفيض رقم الـ pH بإضافة حمض الكبريت يحقق إزالة الفينولات، وكذلك ترسيب المعادن الثقيلة كمركبات هيدروكسايدات المعادن.

إن انخفاض قيم الـ pH يسبب أضراراً في منشآت المعالجة وشبكة الصرف الصحي أكثر مما يسببه ارتفاع قيمة الـ pH.

 

يمكن تلخيص عمليات تحييد مياه الفضلات الصناعية بما يلي:

1 – تحييد مياه الفضلات الحمضية

من أهم الطرق المتبعة:

– إضافة الكلس إلى مياه الفضلات لتقريب قيم الـ pH إلى القيمة الحيادية.

– إضافة كميات كافية من الكوستك صودا إلى المياه الحمضية.

– إضافة رماد الصودا إلى المياه الحمضية.

– إمرار المياه الحمضية عبر أوساط من كربونات الكالسيوم (اللايمستون).

– إضافة الأمونيا إلى المياه الحمضية.

 

يبين الشكل التالي (2 – 11) مخططاً رمزياً لعمليات تحييد مياه الفضلات الحمضية على مرحلتين.

يعد تحييد الحموضة بالكلس من أسهل وأرخص الطرق المطبقة، إلا أن من مساوئها الحجم الكبير للحمأة الناتجة، كما يعد التحييد باستخدام الصودا الكاوية (الكوستك صودا) اقتصادياً وفعالاً أيضاً.

إذا تطلبت شروط المصب المستقبل تركيزاً منخفضاً للأمونيا في المياه الصادرة، فإن إضافة الأمونيا كمادة محيِّدة للحموضة يعد أمراً غير مرغوب فيه.

 

2- تحييد مياه الفضلات القلوية

من أهم الطرق المتبعة:

– إضافة ثاني أوكسيد الكربون إلى المياه القلوية.

– إضافة الحموض إلى المياه القلوية.

تُستعمل الطريقة الأولى عادة في محطات المعالجة الصغيرة، بينما تُستخدم الطريقة الثانية في محطات المعالجة الكبيرة، وعادة بإضافة حمض الكبريت H₂SO₄.

ويجب اتخاذ الحيطة عند استعمال حمض الكبريت، لأنه من المواد المخرشة. قد تُستعمل أنواع أخرى مثل، حمض كلور الماء HCL، أو حمض النتريك HNO₃ إلا أنها أغلى من حمض الكبريت

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]