وجهات النظر: 222 المؤلف: كاري النشر الوقت: 2025-05-26 الأصل: موقع
قائمة المحتوى
● ما هو التخثر في معالجة مياه الصرف الصحي؟
● أنواع التخثر المستخدمة في معالجة مياه الصرف الصحي
>>> كلوريد الحديديك
>>> كبريتات الحديديك
>>> كلوريد الألومنيوم بولي (PAC)
>>> مستخلص بذور مورينغا أوليفيرا
>>> شيتوزان
>> زعزعة الاستقرار وتحييد الشحن
● العوامل التي تؤثر على اختيار التخثر
● تطبيقات التخثر في معالجة مياه الصرف الصحي
>> دراسة حالة: استخدام الشب في محطة المعالجة البلدية
>> دراسة الحالة: التخثر الطبيعي في المناطق الريفية
● خاتمة
>> 1. ما هو التخثر الأكثر استخدامًا في معالجة مياه الصرف الصحي؟
>> 2. كيف يختلف كلوريد الحديديك عن الشب كخثر؟
>> 3. هل التخثر الطبيعي فعالة لمعالجة مياه الصرف الصحي؟
>> 4. ما هي العوامل التي تؤثر على اختيار التخثر؟
>> 5. هل يمكن دمج التخثر لعلاج أفضل؟
تعد معالجة مياه الصرف الصحي عملية مهمة في الإدارة البيئية ، تهدف إلى إزالة الملوثات من مياه الصرف الصحي قبل إطلاقها إلى البيئة. إحدى الخطوات الرئيسية في هذا العلاج هي التخثر ، مما يساعد على تجميع الجزيئات المعلقة في FLOCs أكبر لسهولة إزالة. تستكشف هذه المقالة أنواع التخثر المستخدمة في معالجة مياه الصرف الصحي وآلياتها ومزاياها وتطبيقاتها ، بدعم من الصور لتحسين الفهم.
التخثر هي عملية كيميائية تزعزع استقرار الجزيئات المعلقة في مياه الصرف الصحي عن طريق تحييد رسومها ، مما يسمح لهم بالتجميع في جزيئات أكبر تسمى FLOCs. يمكن بعد ذلك إزالة هذه flocs عن طريق الترسيب أو الترشيح. غالبًا ما يتبع التخثر التلبد ، حيث يساعد الخلط اللطيف في تكوين Flocs أكبر.
عادةً ما يتم شحن الجزيئات المعلقة في مياه الصرف الصحي سلبًا ، مما يؤدي إلى صدها وتبقى مشتتة. تخثر ، عادةً ما تكون الأملاح المعدنية المشحونة بشكل إيجابي أو البوليمرات الطبيعية ، تحييد هذه الشحنات ، مما يتيح الجسيمات من الجمع. هذه العملية ضرورية لأنها تحسن بشكل كبير من كفاءة خطوات العلاج اللاحقة ، مثل الترسيب والترشيح.
يمكن تصنيف التخثرات المستخدمة في معالجة مياه الصرف الصحي على نطاق واسع إلى فئتين:
- التخثرات غير العضوية
- تخثرات عضوية (طبيعية)
التخثرات غير العضوية هي أملاح معدنية تتحلل في الماء لتشكيل هيدروكسيدات المعادن ، والتي تمسك بالجزيئات المعلقة. تشمل التخثرات غير العضوية الأكثر شيوعًا:
- كبريتات الألومنيوم (الشب)
- كلوريد الحديديك
- كبريتات الحديديك
- ألومينات الصوديوم
- كلوريد الألومنيوم بولي (PAC)
الشب هو التخثر الأكثر استخدامًا في معالجة مياه الصرف الصحي. يتفاعل مع القلوية الطبيعية للماء لتشكيل Flocs هيدروكسيد الألومنيوم التي تمارس الشوائب. تعتبر الشب فعالة في إزالة التعكر واللون والمواد العضوية ولكنه يعمل بشكل أفضل في نطاق الرقم الهيدروجيني من 6.5 إلى 7.5. ينتج حجمًا أقل من الحمأة مقارنة ببعض التخثرات الأخرى ولكنه يضيف المواد الصلبة المذابة إلى الماء المعالج.
يمكن تبسيط التفاعل الكيميائي لـ alum في الماء على النحو التالي:
AL 2(SO 4) 3⋅14H 2O +3CA (HCO 3) 2→ 2AL (OH) 3+3CASO 4+6CO 2+14H 2O
هيدروكسيد الألومنيوم [AL (OH) ₃] هو ترسبات هلامية تُعلم الجزيئات الموقوفة والفخاخ.
كلوريد الحديديك هو آخر مستخدم على نطاق واسع غير عضوي. إنه فعال على نطاق درجة الحموضة الأوسع (4-11) وهو جيد بشكل خاص في إزالة الملوثات العضوية والملوثات العضوية. ومع ذلك ، فإنه يستهلك القلوية أكثر من الشب ويضيف أيضًا المواد الصلبة المذابة إلى الماء. Flocs تشكلت أكثر كثافة ولكن أكثر هشاشة.
ينتج التحلل المائي لكلوريد الحديديك Ferric Hydroxide Flocs:
Fecl 3+3H 2O → Fe (OH) 3+3HCL
الطبيعة الحمضية للتفاعل تعني أن كلوريد الحديديك يخفض درجة الحموضة في الماء ، مما قد يتطلب تعديل الأس الهيدروجيني أثناء العلاج.
يتصرف كبريتات الحديديك بشكل مشابه لكلوريد الحديديك ولكنه أقل استخدامًا بسبب توافر عوامل التكلفة. كما أنه ينتج Ferric Hydroxide Flocs وهو فعال لإزالة التعكر وإزالة المواد العضوية.
ألومينات الصوديوم قلوية وغالبًا ما تستخدم لضبط الرقم الهيدروجيني أثناء التخثر. يتم استخدامه عادةً إلى جانب الشب لتعزيز كفاءة التخثر ، وخاصة في ظروف المياه العسر. يتطلب جرعة أصغر ولكنه أكثر تكلفة وأقل فعالية في الماء الناعم.
يزيد ألومينات الصوديوم من قلوية الماء ، مما يساعد على الحفاظ على درجة الحموضة المثلى للتخثر عند استخدام الشب.
PAC عبارة عن تخثر من الألومنيوم مسبقًا يوفر أداءً أفضل من الشب التقليدي. إنه يعمل بشكل فعال على نطاق درجة الحموضة الواسع وينتج حمأة أقل. تفضل PAC بشكل متزايد في محطات معالجة مياه الصرف الصحي الحديثة بسبب كفاءتها وسهولة الاستخدام.
تخثر الطبيعية مستمدة من النباتات أو غيرها من المواد العضوية. إنهم يكتسبون الاهتمام بسبب قابلية التحلل الحيوي ، وتسمية منخفضة ، والاستدامة. تشمل الأمثلة:
- مستخلص بذور مورينغا أوليفيرا
- شيتوزان (من قذائف القشريات)
- خلاصة الصبار
هذه التخثرات الطبيعية فعالة في إزالة التعكر واللون والملوثات العضوية وهي مفيدة بشكل خاص في البيئات الريفية أو المنخفضة الموارد.
تحتوي بذور شجرة المورينغا على بروتينات كاتيونية تعمل كخزائن طبيعية. عند سحقها وإضافتها إلى الماء ، تحيد هذه البروتينات الشحنات السلبية للجزيئات المعلقة ، مما تسبب في تجميعها.
مستخلص بذور Moringa ميسور التكلفة ، قابل للتحلل ، وينتج حمأة أقل ، مما يجعله خيارًا جذابًا لمعالجة مياه الصرف الصحي اللامركزية.
الشيتوزان هو البوليمر الحيوي مشتق من قذائف القشريات مثل الروبيان وسرطان البحر. إنه بوليمر طبيعي ذو خصائص كاتيونية قوية ، وفعال في التخثر الصلبة المعلقة وإزالة المعادن الثقيلة.
الشيتوزان أيضًا قابلة للتحلل وغير سامة ، ولكن يمكن أن يكون تكلفته وتوافره عوامل محددة.
تتضمن عملية التخثر عدة خطوات:
1. زعزعة الاستقرار: يخثر الخلول تحييد الشحنات السلبية على الجسيمات المعلقة.
2. التجميع: تصطدم الجزيئات المحايدة وتلتصق معًا لتشكيل FLOCS الدقيقة.
3.
4. الترسيب: يستقر flocs كبيرة من الماء ، وإزالة المواد الصلبة المعلقة.
يؤثر اختيار التخثر على كفاءة هذه الخطوات ، اعتمادًا على خصائص مياه الصرف الصحي مثل الرقم الهيدروجيني والتعكر ونوع الملوثات.
تحمل الجزيئات المعلقة في مياه الصرف الصحي شحنة سطح سلبية ، والتي تسبب التنافر الإلكتروستاتيكي. تخثرات ، عادةً أيونات مشحونة بشكل إيجابي ، تحييد هذه الشحنة ، مما يقلل من التنافر والسماح للجزيئات بالاقتراب.
بالإضافة إلى تحييد الشحنة ، تشكل بعض التخثر مثل الأملاح الشبى والميتريك هيدروكسيد المعادن أن 'اكتساح ' من التعليق عن طريق التغلب عليها في مصفوفة هلام.
يعتمد اختيار التخثر الصحيح على:
- خصائص مياه الصرف: الرقم الهيدروجيني ، التعكر ، الحمل العضوي ، ونوع الملوثات.
- التكلفة والتوافر: بعض التخثر أرخص ولكنها قد تنتج المزيد من الحمأة.
- التأثير البيئي: يتم تفضيل التخثر الطبيعي للعلاج الصديق للبيئة.
- إنتاج الحمأة: انخفاض حجم الحمأة يقلل من تكاليف التخلص.
- نطاق الرقم الهيدروجيني: تعمل بعض التخثر بشكل فعال فقط في نطاقات درجة الحموضة المحددة.
- درجة الحرارة: يمكن أن تختلف كفاءة التخثر مع درجة الحرارة.
- متطلبات الجرعة: يمكن أن تسبب الجعة الزائدة في استقرار الجزيئات ، في حين أن الخوض يؤدي إلى تخثر ضعف.
- تستخدم محطات معالجة مياه الصرف الصحي البلدية الشب وكلوريد الحديديك على نطاق واسع.
- قد تتطلب مياه الصرف الصناعية من مصانع الورق ، وصناعات الطلاء ، ومطاحن زيت النخيل تخثرًا محددًا مثل الشب أو كلوريد الحديديك لإزالة الألوان و COD.
- غالبًا ما تستخدم الأنظمة الريفية واللامركزية تخثرًا طبيعيًا بسبب إمكانية الوصول والسمية المنخفضة.
في محطة معالجة الصرف الصحي البلدية النموذجية ، يتم جرع الشب في مياه الصرف الصحي الخام بعد الفحص الأولي. تستقر المواد الصلبة المتخثر في خزانات الترسيب ، مما يقلل من التعكر والحمل العضوي قبل العلاج البيولوجي.
في المجتمعات الريفية التي تفتقر إلى الوصول إلى التخثر الكيميائي ، يتم استخدام مسحوق بذور Moringa Oleifera كبديل منخفض التكلفة ومستدام لتحسين وضوح المياه وتقليل مسببات الأمراض.
| التخثر | مزايا | العيوب |
|---|---|---|
| كبريتات الألومنيوم | من السهل التعامل ، فعال في درجة الحموضة 6.5-7.5 ، وحمأة أقل | يضيف المواد الصلبة المذابة ، نطاق درجة الحموضة المحدودة |
| كلوريد الحديديك | فعالة على نطاق الأس الهيدروجيني الواسع (4-11) ، إزالة لون جيد | يستهلك المزيد من القلوية ، ويضيف المواد الصلبة المذابة |
| ألومينات الصوديوم | جرعة صغيرة ، جيدة للمياه العسر | تكلفة عالية ، غير فعالة في المياه اللينة |
| كلوريد الألومنيوم بولي (PAC) | كفاءة عالية ، وحمأة أقل ، نطاق درجة الحموضة الواسعة | ارتفاع تكلفة ، يتطلب جرعات دقيقة |
| التخثر الطبيعي | قابلة للتحلل ، سمية منخفضة ، مستدامة | فعالية متغيرة ، قد تتطلب المعالجة |
التخثر هو خطوة أساسية في معالجة مياه الصرف الصحي التي تعزز بشكل كبير إزالة المواد الصلبة المعلقة ، والتعكر ، واللون ، والملوثات العضوية. التخثر الأكثر استخدامًا هي أملاح المعادن غير العضوية مثل كبريتات الألومنيوم (الشب) وكلوريد الحديديك ، ولكل منها مزايا وقيود محددة. توفر التخثرات الطبيعية بديلاً واعدًا للبيئة ، خاصة في الإعدادات ذات الموارد المنخفضة. يعتمد اختيار التخثر المناسب على خصائص مياه الصرف الصحي ، وأهداف العلاج ، والاعتبارات البيئية. إن فهم خصائص وآليات مختلف التخثر يتيح ممارسات معالجة مياه الصرف الصحي أكثر كفاءة ومستدامة.
كبريتات الألومنيوم (alum) هي أكثر التخثر استخدامًا على نطاق واسع بسبب فعاليتها في إزالة التعكر والمواد العضوية ضمن نطاق الأس الهيدروجيني المعتدل.
يعمل كلوريد الحديديك على نطاق الأس الهيدروجيني الأوسع (4-11) وهو أفضل في إزالة الألوان ولكنه يستهلك المزيد من القلوية وينتج المزيد من المواد الصلبة المذابة مقارنةً بالشفق.
نعم ، فإن التخثر الطبيعي مثل مستخلص بذور Moringa Oleifera والشيتوزان فعالان وقابلون للتحلل وأقل سمية ، مما يجعلها مناسبة لأنظمة المعالجة الريفية أو الصديقة للبيئة.
تشمل العوامل خصائص مياه الصرف الصحي (الرقم الهيدروجيني ، التعكر) ، التكلفة ، إنتاج الحمأة ، الأثر البيئي ، وأهداف العلاج.
نعم ، يتم استخدام التخثر في بعض الأحيان مثل Alum و Aluminate الصوديوم معًا لتحسين كفاءة الأس الهيدروجيني والتخثر ، وخاصة في ظروف المياه العسر.
