الكيمياء

طريقة “المعالجة الفيزياكيميائية” لإزالة الملوثات العضوية النكدة من مياه الفضلات الصناعية

1٬357 3 دقائق

1996 معالجة مياه الفضلات الصناعية

أ.د أحمد فيصل أصفري

KFAS

المعالجة الفيزياكيميائية ازالة الملوثات العضوية النكدة مياه الفضلات الصناعية الكيمياء

يعطي الجدول (3 – 58) فكرة عن تنوع الصناعات التي تطرح في مياه فضلاتها الملوثات العضوية النكدة.

توجد بعض هذه الملوثات بتراكيز حدَّية في أنواع خاصة من الصناعات، كما هو مبين في الجدول (3 – 59).

(أ) تشير أرقام المركبات إلى تلك الموجودة في الملحق (ب).

هناك طرق عديدة لإزالة الملوثات العضوية النكدة من أهمها:

– المعالجة الفيزياكيميائية (تجريد بالهواء أو بالبخار – امتزاز…).

– المعالجة الكيميائية (أكسدة بالكلور أو بالأوزون – تبادل أيوني – تناضح عكسي…).

– المعالجة البيولوجية، وأحياناً الحرق من أجل التراكيز الكبيرة.

– المعالجة الفيزياكيميائية

1 – التجريد

ويتعلق بعدد من العوامل منها:

– تراكيز الهواء والملوِّث السائل.

– درجات حرارة الهواء والملوِّث السائل.

– نسبة الهواء إلى السائل.

– وجود المذيبات أو المحِلاّت في السائل.

– نظام الجريان (صفحي أو مضطرب).

– حجوم فقاعات الهواء وفقاعات الماء.

من أهم العوامل في عملية التجريد بالهواء، ميل المركب لتحقيق توازن بين حالته الغازية وحالته السائلة.

وهذا هو مبدأ قانون هنري الذي ينص على أن الضغط الجزئي لمركب ما (تركيز المركب في الحالة الغازية) في حالة توازن، يساوي جداء ثابت هنري بتركيز المركب في الحالة السائلة (يشبه المعادلة (أ – 57)).

حيث:

C_g = تركيز المركب في الحالة الغازية.

H = ثابت قانون هنري.

C₁ = تركيز المركب في الحالة السائلة.

أي أن ثابت هنري يعتبر عامل فصل بين المركب في حالته الغازية، وحالته السائلة، وذلك حسب المعادلة:

حيث:

H = ثابت قانون هنري.

C_g = تركيز المركب في الحالة الغازية (مثلاً غ/م³).

C₁ = تركيز المركب في الحالة السائلة (مثلاً غ/م³).

عادة يوضح ثابت هنري بشكل آخر H⁺:

حيث:

H⁺ = ثابت هنري (ضغط جوي/ مول/م³).

P_g = الضغط الجزئي للغاز (ضغط جوي).

C = تركيز السائل (مول/ م³).

إن العلاقة بين ثابتي هنري هي من الشكل:

حيث:

R = ثابت الغاز (8.2 x 10^-3 atm – m³/ mol – K)

T = درجة الحرارة (K).

يمكن حساب ثابت قانون هنري بتقسيم ضغط البخار P للمركب على قابلية انحلاله S كما يمكن تعيين H تجريبياً.

أعطيت في الجدول (3 – 60) قيم ثابت هنري H، وقابلية الانحلال S لمعظم الملوثات العضوية النكدة.

كذلك تعتمد إزالة مركب عضوي ما بطريقة التجريد بالهواء على زمن التماس بين الهواء والعنصر الملوِّث.

ويمكن حساب مقدار التجريد بالهواء، انطلاقاً من فرض أن الهواء الذي يترك برج التهوية قد أُشبع بالمركب الملوِّث حسب قانون هنري.

في الحالة الدائمة يمكن وضع العلاقة:

حيث:

Ce = تركيز الملوِّث بعد التجريد.

C_i = تركيز الملوِّث قبل التجريد.

Qa/Qi = نسبة الهواء/ الماء.

يبين الجدول التالي (3 – 61) نتائج إزالة بعض الملوثات العضوية النكدة في محطتين للمعالجة، باتباع طريقة التجريد.

يؤثر تحريك المياه الحاوية على ملوثات عضوية نكدة على تحرير تلك الملوثات بطريقة التبخير، حتى ولو لم يكن هناك تجريد بالهواء، ويعتمد هذا أيضاً على زمن تحريك المياه.

يبين الجدول (3 – 62) معدلات التبخر لبعض الملوثات العضوية النكدة.

كما يبين الجدول (3 – 63) نتائج إزالة بعض الملوثات العضوية النكدة، باستخدام طريقة التجريد بالبخار.

2 – الامتزاز

من أهم المواد المستعملة في هذه الطريقة الكربون المنشِّط، وهو ذو سطح نوعي حوالي (1000 م²/غ). يتأثر الامتزاز كما وجدنا سابقاً بعدد من أهم العوامل من بينها:

– للمادة المازة: السطح النوعي – نسبة الفراغات – أقطار الذرات – قابلية الاستقطاب السطحي.

– العنصر الملوِّث: قابلية الانحلال – حجم الجزيئات – الاستقطاب.

– للسائل: درجة الحرارة – رقم الـ pH – المواد الصلبة المنحلة.

تعطى قدرة الامتزاز لعنصر ما بعلاقة فروندلش