اسماء المواد الكيميائية المستخدمة في معالجة المياه

ما هي المواد الكيميائية المستخدمة في معالجة المياه

يتم استخدام كبريتات الألمنيوم لتكثيف الملوثات في الماء، ويتم إضافة الجير المطفأ لتنظيم حموضة الماء بعد التكثيف لتحقيق تأثير أفضل. ولتكثيف الملوثات، يتم استخدام البولي إلكتروليت. ويتم استخدام الكلور مع الكربون المنشط والأمونيا لمعالجة مياه الكلور المجانية وتكوين رواسب كلور مستقرة في الماء. ويتم ذلك لإزالة أي طعم أو رائحة كريهة. كما يمكن معالجة المياه بالفلور لمنع تسوس الأسنان، ويتم استخدام الغاز في تنقية مياه الشرب.

نظرا لتلبية احتياجات البشر ودعم الأنشطة الصناعية، يكون هناك طلب متزايد على المياه الآمنة للشرب مع نمو الحضر والتنمية الاقتصادية. وبعد ذلك، لا يمكن للإمدادات المائية الحالية تلبية الطلب المتزايد على المياه. لذلك، تستخدم الصناعة الكيميائية طرق مبتكرة لمعالجة المياه من أجل توفيرها للاستخدام النهائي، مثل استخدامها في الشرب والطهي والري والاستخدام الصناعي. تشمل طرق تنقية مياه الشرب أربع عمليات أساسية، وهي معالجة مياه الغلايات ومعالجة مياه التبريد وتنقية المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي. وتشمل المواد التي يتم إزالتها في عملية معالجة المياه المواد الصلبة العالقة والفيروسات والفطريات والبكتيريا والطحالب والمعادن. وتشمل هذه العملية طرقا فيزيائية وكيميائية.

المواد الكيميائية المستخدمة بشكل شائع لمعالجة المياه

تم استخدام بعض المواد بشكل كبير في معالجة المياه، مثل:

• الكلور
• الجاسيد
• ماء حمض الكلوريك
• رماد الصودا أو بيكربونات الصوديوم

بالإضافة إلى المواد الكيميائية المذكورة سابقًا، يتم استخدام العديد من المواد الكيميائية الأخرى في معالجة المياه، حيث تعتبر مواد التخثر والندف والملينات ومنظفات المرشح أيضًا مكونات هامة في طرق معالجة المياه.

أهمية معالجة المياه

يقوم قطاع معالجة المياه بدور هام في توفير المياه النظيفة والوقاية من الأمراض المتعلقة بالمياه في جميع أنحاء العالم، حيث يستخدم المواد الكيميائية المبتكرة لمعالجة مياه الغلايات والمواد الكيميائية الأخرى ذات الصلة. وأصبح الآن ممكنا جعل مياه البحر الملوثة ومخلفات الأنهار والصرف الصحي آمنة للاستهلاك البشري، حيث قامت شركة CeraMic من Andijk II في هولندا بتصميم وتطوير غشاء يوفر وظائف ترشيح المياه المتقدمة بطريقة فعالة. وتشارك شركة PWN Technologies العملاقة في معالجة المياه في البحث عن حل فريد لمعالجة المياه، حيث يستخدمون تقنيات مثل التبادل الأيوني المعلق وتطبيقات الأغشية الخزفية والأكسدة المتقدمة للمساعدة في حل أزمة المياه العالمية.

خطوات معالجة مياه

• التخثر والتلبد

تمثل هذه الخطوات الأولى في معالجة المياه، حيث يتم إضافة مواد كيميائية مشحونة إيجابيا إلى الماء، ويعمل الشحن الموجب لهذه المواد على تحييد الشحنة السالبة للأوساخ والجزيئات الذائبة الأخرى في الماء. وعندما يحدث ذلك، تتحد الجسيمات مع المواد الكيميائية وتشكل جزيئات أكبر تسمى التكتلات. وهذه العملية الميكانيكية البسيطة لإزالة المخلفات الكبيرة مثل الطمي والصخور من الماء، حيث يمر الماء عبر عوائق تسد هذه النفايات مثل الحطام، ويتم معالجتها في مكان لمنع انسداد المرشح، وهذا يؤثر على المعالجة اللاحقة. وفي عملية الفرز، يمكن إزالة الكثير من النفايات الكبيرة الحجم، ولكن لا يمكن إزالة المواد القابلة للذوبان والنفايات الصغيرة الحجم. وهنا تساعد الطرق الكيميائية في حل هذه المشكلة، حيث يمكن إضافة مواد كيميائية لإزالة المواد الذائبة والعضوية، وتسمى هذه المواد مواد التخثر مثل كربونات الألمنيوم وكلوريد الحديد (II)، حيث تحيد الشحنة السالبة على الجزيئات الصغيرة من المادة العضوية في الماء وتمنعها من الصد بعضها البعض وربطها معا. والتلبد هو اسم عملية الخلط التي تزيد من كمية الخلط، وتتكتل الجزيئات لتشكل ما يسمى بالكتل أو الشوائب، وهي من أهم خطوات مراحل تنقية المياه.

• الترسيب

أثناء الترسيب ، بسبب وزنها ، تستقر التكتلات في قاع مصدر المياه و تسمى هذه العملية بالترسيب حيث يتم الترسيب أو الرواسب الناتجة عن عملية التخثر والتلبد في المراحل اللاحقة لذلك يمكن إزالته من الماء معالجته والتخلص منه حيث تتشكل هذه الحمأة جزيئيًا على شكل هيدروكسيدات معدنية ، والتي تتشكل أثناء عملية التخثر وإزالة المواد العضوية ، وتشمل بعض الاستخدامات المحتملة إضافتها إلى الحقول التي تزرع فيها المحاصيل فإذا تعثر ذلك ، فيجب إرساله إلى مكب النفايات أو حرقه.

• الترشيح

بعد إزالة الحمأة ، ندخل مرحلة الترشيح ، وخلال هذه العملية ، تمر الحمأة عبر طبقة المواد ، مما يساعد على إزالة المواد العضوية والجسيمات التي لم يتم إزالتها من قبل عن طريق التخثر وعادة ما تكون المادة المستخدمة عبارة عن طبقة من الرمل فوق طبقة من الحصى.ومع ذلك ، يمكن استخدام الكربون على شكل فحم للمساعدة في إزالة المركبات التي تجعل طعم الماء ورائحته كريهة بمجرد أن تستقر الكتل في الجزء السفلي من نظام إمداد المياه ، فإن الماء الصافي في الأعلى سيمر عبر مرشحات مختلفة التكوين (الرمل والحصى والفحم) وأحجام المسام لإزالة الجسيمات الذائبة مثل الغبار والطفيليات والبكتيريا والفيروسات مواد كيميائية.

• التطهير

بعد تصفية الماء يمكن تعديل حموضته لأن الماء الحمضي سوف يتسبب في تآكل الأنابيب التي تمر عبر الماء ، ويغير لون الماء ، ويسبب دخول معادن سامة (مثل الرصاص) ومن أجل تقليل الحموضة ، يتم تمرير الماء عبر مرشح من الحجر الجيري يحتوي على كربونات الكالسيوم لأنه يساعد على زيادة الرقم الهيدروجيني للماء وبالتالي تقليل الحموضة ، وعلى العكس من ذلك ، عندما تنخفض الحموضة ، يتم إضافة حمض للماء لزيادة الحموضة. إن الماء القلوي هو حالة نادرة وفي بعض محطات المعالجة يتم تليين الماء في هذه المرحلة. بعد تصفية المياه ، يمكن إضافة مطهرات (مثل الكلور والكلورامين) لقتل أي طفيليات وبكتيريا وفيروسات متبقية ، وحماية المياه من البكتيريا عند نقلها إلى المنازل والشركات. تختلف طرق وأنواع معالجة المياه.

في بعض محطات المعالجة ، يجب إضافة مواد مقاومة للتآكل لمنع المعدن في خط الأنابيب من دخول الماء. ومن أجل تحقيق هذه الهدف، يتم إضافة مواد كيميائية مثل أورثو فوسفات (أي مركب يحتوي على ثلاث مجموعات من الفوسفور) مثل حمض الفوسفوريك لمنع دخول الرصاص إلى السطح الداخلي للأنبوب. وإذا لم يتم اتخاذ هذا الإجراء، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة مستويات الرصاص في مياه المدينة.

بعد تنقية الماء من المواد الصلبة المذابة، لا تزال هناك كائنات حية قد تسبب أمراض مثل البكتيريا والفيروسات. يجب تطهيرها قبل نقلها عبر أنابيب المياه إلى منازل الناس. يتم ذلك بإضافة كمية صغيرة من الكلور إلى الماء. الكلور هو مادة مؤكسدة قوية قادرة على تدمير جدران الخلايا والإنزيمات والبروتينات البكتيرية. ومع ذلك، توجد بعض المشاكل المرتبطة بإضافة الكلور إلى الماء. يمكن أن يتفاعل الكلور مع المواد العضوية المتبقية في الماء لتشكيل مركب ثلاثي الميثان (THMs). والكلور في الماء له فوائد عديدة في منع انتشار الأمراض المنقولة عن طريق المياه مثل الكوليرا وحمى التيفود. يتم مراقبة تركيز حمى التيفود ومركب THMs في الماء بعناية لتجنب تجاوز المستويات المسموح بها. بالإضافة إلى ذلك، وجود المواد العضوية في الماء يساعد في تكوين مركب THMs، ولذلك يجب إضافة الكلور أثناء عملية الترشيح. وبعد ذلك، يتم إزالة المواد العضوية من الماء لتجنب زيادة تركيز مركب THMs. بعض محطات المياه تستخدم الأوزون بدلا من الكلور، ولكن الكلور له فوائد أخرى، حيث يظل في الماء بعد مروره عبر النباتات، ويساعد في الحفاظ على سلامة المياه من مسببات الأمراض قبل دخولها إلى المنازل.