طرق معالجة وإزالة العناصر اللامعدنية من مياه الفضلات الصناعية

1996 معالجة مياه الفضلات الصناعية

أ.د أحمد فيصل أصفري

KFAS

مياه الفضلات الصناعية إزالة العناصر اللامعدنية الكيمياء

1- السيلينيوم Se

الشكل الشائع لهذا الملوث في مياه الفضلات الصناعية هو، أيون السيلنايت SeO₃^-2، وهو من العناصر اللامعدنية.

تعتمد الطرق المتبعة في المعالجة على الحالة الفيزيائية للملوث في مياه الفضلات الصناعية (ذرات أو منحل).

فعندما يكون بشكل ذرات، تطبق الطرق الفيزيائية (الترسيب – الترشيح)، أما عندما يكون قابلاً للانحلال، تطبق إحدى الطرق التالية:

–  الكربون المنشِّط.

–  التبادل الأيوني.

–  التناضح العكسي.

–  التخثير.

– الترسيب الكيميائي.

يعمد لزيادة مردود الإزالة إلى تطبيق مراحل متتالية من المعالجة الفيزيائية والكيميائية.

يبين الجدول (3 – 50) نتائج بعض الطرق المتبعة في إزالة السيلينيوم.

 

2 – الفلورايد F

يبين الجدول (3 – 51) بعض الصناعات التي يوجد الفلورايد في مياه فضلاتها،  وتراكيز هذا الملوث.

الفلورايد هو من العناصر اللامعدنية، وتتم إزالته من مياه الفضلات الصناعية باتباع إحدى الطرق التالية:

–      الامتزاز (هيدروكسي أباتيت – ألومينا).

–      التبادل الأيوني.

–      الترسيب بالتخثير بالكلس أو الألوم.

يبين الجدول (3 – 52) بعض الطرق المتبعة لإزالة الفلورايد من مياه الفضلات الصناعية.

في معظم الأحيان تحتاج مياه الفضلات الصناعية الحاوية على الفلورايد إلى معالجة بمرحتلين، ففي مرحلة أولى ينقص الترسيب بالكلس بالفلورايد حتى حوالي 10 ملغ/ل.

بينما في مرحلة تالية يمكن إنقاص التركيز في المياه إلى حوالي 1 ملغ/ل، وذلك بتطبيق عدة طرق من أفضلها، الأمونيا المنشِّطة. تتضمن منشأة المعالجة عملياً نفس وحدات المعالجة المستخدمة في طريقة التبادل الأيوني.

يبين الجدول (3 – 53) ملخصاً لطرق إزالة الفلورايد.

 

3 – السيانايد CN

يستخدم سيانايد الصوديوم Na CN، أو حمض الهيدروسيانك HCN بكثرة في العمليات الصناعية، وخاصة في صناعات الخيوط البلاستيكية (النايلون، الأورلون…).

يشكل أيون السيانايد CN^– مركبات ثابتة مع معظم المعادن الانتقالية.

يبين الجدول (3 – 54) بعض الصناعات التي يوجد السيانايد في مياه فضلاتها، وتراكيز هذا الملوث.

 

من أهم مصادر مياه الفضلات الحاوية على السيانايد:

– صناعات استخراج الفلزات والتعدين.

– تحميض الأفلام.

– صناعة الكوك.

– تقسية الفولاذ.

– صناعة الطلاء الكهربائي.

 

تُستخدم عدة طرق لمعالجة مياه الفضلات الحاوية على السيانايد، وأكثرها شيوعاً هي التي تستهدف تحطيم السيانايد بالكلورة.

كما تُستخدم طريقة التفكيك الإلكتروليتي عندما يكون تركيز السيانايد عالياً في مياه الفضلات.

هناك طريقة أخرى حديثة تُطبَق خاصة لمعالجة مياه الفضلات من صناعات الطلاء الكهربائي، وهي طريقة الاسترجاع بالتبخير، ورغم أن التكلفة التأسيسية لهذه الطريقة عالية، إلا أن تكلفتها الاستثمارية منخفضة، كما أن استعادة السيانايد نتيجة المعالجة يضاف إلى مزايا الطريقة.

تختلف تكاليف تأسيس واستثمار مختلف الطرق المذكورة أعلاه، فمن أجل الكلفة التأسيسية تعد طريقة الكلورة الأرخص، حيث إذا أعطيت لها كلفة تأسيسية نسبية قدرها (1) تكون الكلفة النسبية لطريقة التحليل الكهربائي (2.7).

ولطريقة الأوزون (3.5)، ولطريقة الاسترجاع بالتبخير (9). أما تكاليف الاستثمار فتأتي باتجاه معاكس في الطريقة السابقة.

 

من الطرق المتبعة في إزالة السيانايد يمكن أن نذكر ما يلي:

–  بالكلورة: حيث يتأكسد السيانايد جزئياً إلى سيانيت CNO^–، أو كلياً إلى ثاني أوكسيد الكربون CO₂ ونتروجين N₂.

–  بالتفكيك الإلكتروليتي.

– بالأكسدة بالأوزون.

– بالتناضح العكسي.

– بالتبادل الأيوني.

يبين الجدول (3 – 55) معدل إزالة السيانايد في بعض الطرق المتبعة.

 

4 – الفينول

يحوي صنف الفينولات عدداً من المركبات الكيميائية المتشابهة (البوليفينولات – الكلوروفينولات – الحموض الفينولية)، وتستخدم هذه في صناعات العديد من المواد البلاستيكية وصناعة الأصبغة.

لذلك غالباً ما تكون مصادر التلوث في هذه الحالة نتيجة وجود عدد من المركبات معاً، وليس الفينول لوحده.

من طرق المعالجة المتبعة:

–  طرق فيزياكيميائية.

–  طرق بيولوجية.

 

ونظراً لامتداد مجال تراكيز الفينول في مياه الفضلات الصناعية تصنف طرق المعالجة استناداً إلى تركيز هذا الملوث في مياه الفضلات، وذلك ضمن أصناف ثلاثة:

– مياه فضلات شديدة التركيز بالفينول.

– مياه فضلات متوسطة التركيز بالفينول.

– مياه فضلات ضعيفة التركيز بالفينول.

– مياه الفضلات شديدة التركيز بالفينول لأكثر من 500 ملغ/ل: الطريقة المثلى هي الاسترجاع بوساطة مذيب عضوي غير قابل للانحلال بالماء.

يبين الجدول (3 – 56) الطرق المتبعة ضمن هذه الطريقة.

– مياه الفضلات متوسطة التركيز بالفينول بين 5 – 500 ملغ/ل: هنا يمكن أن نطبق إحدى الطرق التالية:

– المعالجة البيولوجية.

–  الكربون المنشِّط.

– الأكسدة الكيميائية.

 

يبين الجدول (3 – 57) درجة إزالة الفينول بالطرق البيولوجية.

كما أمكن إزالة الفينول لأكثر من 99% في بعض مياه الفضلات الصناعية، باستخدام الكربون المنشِّط.

لقد ثبتت فعالية المعالجة بالأكسدة الكيميائية عن طريق استخدام الكلور أو الأوزون كمواد مؤكسِدة، إلا أنه تلزم كميات كبيرة من الكلور، نظراً لوجود مركبات أخرى قابلة للتأكسد في مياه الفضلات الصناعية في معظم الحالات.

 

يبين الشكل (3 – 14) والشكل (3 – 15) على التوالي معدلات إزالة الفينول بالمعالجة بالكلور، وبكلوريات الصوديوم. ويجب الانتباه إلى ضرورة بقاء pH > 7، وإلا نتجت بعض المركبات الفينولية السامة.

أما الشكل (3 – 16) فيبين مردود إزالة الفينول باتباع الأكسدة بالأوزون لمياه الفضلات الصناعية.

هناك طرق أخرى لإزالة الفينول من مياه الفضلات الصناعية متوسطة الشدة، من بينها الأكسدة باستخدام بيروكسايد الهيدروجين بمعدل (3 – 4) ملغ بيروكسايد لكل (1) ملغ فينول في محلول فينولي نقي، أو باستخدام الترشيح الفائق، حيث يمكن بزيادة pH زيادة فاعلية هذه الطريقة، أو باستخدام طريقة التجريد.

–  مياه الفضلات ضعيفة التركيز بالفينول: هنا يمكن أن نتبع إحدى الطرق التالية:

–  بيولوجية للوصول إلى تركيز (1) ملغ فينول/ل بعد المعالجة. وتزداد فعالية هذه الطريقة باستخدام الأوزون كمرحلة نهائية.

– فيزياكيميائية أو كيميائية للوصول إلى تركيز أقل من (1) ملغ فينول/ل بعد المعالجة كما في طريقة الكربون المنشَّط

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]