عملية “الامتزاز” التي تمر بها مياه الفضلات الصناعية

1996 معالجة مياه الفضلات الصناعية

أ.د أحمد فيصل أصفري

KFAS

مياه الفضلات الصناعية امتزاز مياه الفضلات البيئة علوم الأرض والجيولوجيا

في مرحلة المعالجة الفيزياكيميائية يمكن تصنيف العمليات التالية إلى تحقق إزالة المواد المعلقة الناعمة جداً وكذلك المواد المنحلة:

الامتزاز (أو التشرب) – الفصل الغشائي – التبخير – التقطير – والتجريد – الاستخلاص بالمذيب – التبلور – التحليل الكهربائي.

 

الامتزاز أو التشرب

نظراً لصغر حجم حبيبات المواد المازة، كالكربون المنشِّط، فإن المساحة الفعلية لسطوحها تكون كبيرة جداً، وهذا ما يجعلها قادرة على امتزاز الغازات والمواد الملونة على سطوحها، ومن المعلوم أن تشرب أو امتزاز الغازات على السطوح الصلبة يتم بتأثير قوى فان درفالس.

كذلك يعتبر الكربون النباتي قادراً على امتزاز الغازات بصورة كبيرة، وخاصة المواد المستقطبة مثل H₂S، في حين تكون قوى الامتزاز للمواد غير المستقطبة مثل الأوكسجين صغيرة. كما يستخدم الكربون للتخلص من اللون.

لخاصة الامتزاز فائدة في فصل المركبات العضوية وتنقيتها، حيث توضع مادة مازة كالسيليلوز أو النشاء أو أكسيد الألمنيوم في عمود زجاجي ويمرر فيه مزيج من المركبات العضوية المراد فصلها فترتبط جزيئات المركبة العضوية بحبيبات المادة الصلبة المازّة بقوى مختلفة حسب طبيعة وتركيب جزيئات المركبات العضوية.

 

ومن ثم يسمح لسائل أو مزيج من السوائل بالجريان من أعلى إلى أسفل العمود الزجاجي، فتتحرك جزيئات المركبات العضوية مع السائل بسرعات مختلفة حسب قوى الالتصاق بينها وبين المادة المازّة، فيتم فصل المواد ذات الارتباط الأضعف فالأقوى.

وتخرج من أسفل العمود الزجاجي مع السائل في أزمنة مختلفة، حيث تجمع هذه المحاليل في أوعية مستقلة، ويجري تبخيرها لاسترجاع المادة المذابة فيها.

 

تتم عملية الامتزاز نظرياً وفق العلاقة:

حيث:

A = وزن المادة المازّة (المتشرِّبة) المستهلَكة، ملغ/ ل/ غرام من المادة المازّة الخام.

x = وزن المادة التي امتُزَّت من قبل المادة المازّة ملغ في الليتر.

m = وزن المادة المازّة الكلية بالغرام.

C = التركيز المتوازن للمادة الصلبة التي جرى امتزازها، وهو تركيز المواد الصلبة في المياه عند اللحظة التي تنقطع فيها عملية الامتزاز، (غ/ ل).

K,n = عوامل تجريبية تتعلق بنوع المادة المازة؛ وتركيز وصفات المواد الصلبة في المياه ودرجة حرارة المياه، وغالباً ما تتراوح بين (0.2 و 0.7).

 

من أجل الفينول بدرجة حرارة (16) درجة مئوية:

من أجل حمض الخل بدرجة حرارة (18 – 20) مئوية وتركيز (2000 – 20000) ملغ/ ل.

يبين الشكل (2 – 10) تغيرات المقدار A = x/ m بدلالة تركيز التوازن C لمادة ما، ويلاحظ من الشكل بأن الامتزاز يكون أكثر فعالية عند التراكيز المنخفضة.

 

تتعلق شدة الامتزاز بنوع المادة الممتزة (التي يتم امتزازها) ويكون:

‌أ-  الامتزاز ضئيلاً من أجل كافة المواد اللاعضوية باستثناء الهالوجينات.

‌ب- الامتزاز قلوياً من أجل الكلور والبروم واليود.

‌ج-   الامتزاز قوياً جداً من أجل المواد الطيارة.

 

كما يلاحظ من الشكل (2 – 10) بأنه عند القيم المنخفضة لـ C يتطلب تحسين صغير في التركيز المتوازن للمادة الممتزة كميات نسبية كبيرة من المادة المازة.

أما كمية المادة المازة فتعطى بالعلاقة:

حيث:

m = الكمية المازة الكلية بالغرام.

C_s = التركيز الأولى للمواد الصلبة المنحلة غ/ ل.

C = التركيز المتوازن للمواد الصلبة المنحلة غ/ ل.

Q = كمية الفضلات الصناعية الكلية (ل).

A = الفعالية الستاتيكية للمادة المازة (غ مستهلك/ غ) من المادة الكلية)

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]