ما هي المواد الكيميائية المستخدمة في معالجة المياه

“لا أحد يحيا بدون ماء!” يشكل جزيء الأكسجين المشبع بالهيدروجين أساس جميع الأشكال الحية على الأرض. سواء كان الأمر يتعلق بالطهي أو لاحتياجات الصرف الصحي الأساسية. ولا يزال معالجة المياه يمثل تحديًا عالميًا. قد توصلت الدراسات الحديثة إلى المواد الكيميائية المستخدمة في معالجة المياه والتي ستعمل على تحسين الوصول إلى مياه الشرب النظيفة.

سبب أهمية المواد الكيميائية المستخدمة معالجة المياه؟

في الوقت الحاضر، يتزايد الطلب على المياه الصالحة للشرب باستمرار، بسبب تلبية الاحتياجات البشرية ودعم الأنشطة الصناعية. مع زيادة التحضر والتنمية الاقتصادية، من غير المرجح أن تلبي إمدادات المياه الحالية الطلبات المتزايدة باستمرار. ومن ثم، فإن الصناعة الكيميائية تستخدم طرقًا مبتكرة لمعالجة المياه من أجل جعل المياه مقبولة للاستخدام النهائي. مثل الشرب والطهي والري والغرض الصناعي على سبيل المثال لا الحصر. تستخدم طرق معالجة المياه أربع عمليات أساسية تشمل معالجة مياه الغلايات ومعالجة مياه التبريد وتنقية المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي. المواد التي يتم إزالتها أثناء عملية معالجة المياه هي المواد الصلبة العالقة والفيروسات والفطريات والبكتيريا والطحالب والمعادن. تتضمن العملية طرقًا فيزيائية وكيميائية. تسمى المادة الكيميائية المستخدمة في هذه العملية بمواد كيميائية لمعالجة المياه.

المواد الكيميائية المستخدمة في معالجة المياه هي:

الجاسيد

الكلور

ثاني أكسيد الكلور

حمض كلورالماء

رماد الصودا أو بيكربونات الصوديوم

بالإضافة إلى المواد الكيميائية المذكورة أعلاه، هناك العديد من المواد الكيميائية الأخرى المستخدمة في معالجة المياه. تشكل مواد التخثر، والمواد الندفية، والمنقيات، ومنظفات المرشح أيضًا جزءًا مهمًا من طرق معالجة المياه.

كبريتات الألمنيوم

كبريتات الألمنيوم هي المادة الرئيسية التي تساعد على تكثيف الملوثات في الماء. وإضافة الجير المطفأ لضبط درجة حموضة الماء للحصول على أفضل تأثير بعد التكثيف. يتم استخدام البولي إلكتروليت للتكثيف. ويستخدم الكلور بالإضافة إلى الكربون المنشط. والأمونيا تستخدم أيضًا لمعالجة مياه الكلور المجانية تكوين رواسب كلور مستقرة في الماء وهذا لإزالة أي طعم أو رائحة كريهة. ويمكن أيضًا معالجة المياه بالفلور لمنع تسوس الأسنان كما يدخل الغاز الذي يستخدم في تنقية مياه الشرب.

أهمية معالجة المياه

حيث تلعب صناعة معالجة المياه دورًا مهمًا في توفير المياه النظيفة والوقاية من الأمراض المختلفة المتعلقة بالمياه في جميع أنحاء العالم. بمساعدة المواد الكيميائية المبتكرة لمعالجة مياه الغلايات والمواد الكيميائية الأخرى ذات الصلة. حيث أصبح من الممكن الآن جعل مياه البحر الملوثة ومخلفات الأنهار والصرف الصحي آمنة للاستهلاك البشري.

قام CeraMic من Andijk II في هولندا بتصميم وتطوير غشاء يوفر، على عكس الأغشية التقليدية، وظائف ترشيح المياه المتقدمة وفي الوقت نفسه، شاركت شركة PWN Technologies العملاقة لمعالجة المياه في البحث عن حل فريد لمعالجة المياه والذي سيستخدم تقنيات بما في ذلك التبادل الأيوني المعلق وتطبيقات الأغشية الخزفية والأكسدة المتقدمة للمساعدة في الحد من أزمة المياه العالمية.

خطوات معالجة مياه

التخثر والتلبد

هما عادة الخطوات الأولى في معالجة المياه حيث يتم إضافة المواد الكيميائية المشحونة إيجابيا إلى الماء. وتعمل الشحنة الموجبة لهذه المواد الكيميائية على تحييد الشحنة السالبة للأوساخ والجزيئات الذائبة الأخرى في الماء. فعندما يحدث هذا، تتحد الجسيمات مع المواد الكيميائية وتشكل جزيئات أكبر تسمى التكتلات إنها عملية ميكانيكية بسيطة لإزالة المخلفات الكبيرة مثل الطمي والصخور من الماء. يمر الماء عبر العوائق التي تسد هذه النفايات (مثل الحطام) ويتم معالجتها في مكان لمنع انسداد المرشح، مما يؤثر على المعالجة اللاحقة حيث أن عملية الفرز، يمكنك إزالة الكثير من النفايات كبيرة الحجم، ولكن لا يمكنك إزالة المواد القابلة للذوبان والنفايات صغيرة الحجم.

وهنا يمكن أن تساعدنا الطرق الكيميائية في حل هذه المشكلة، لأنه يمكن إضافتها لإزالة المواد الذائبة والعضوية مواد كيميائية تسمى مواد التخثر. مثل كربونات الألمنيوم وكلوريد الحديد (II)، فهي تحيد الشحنة السالبة على الجزيئات الصغيرة من المادة العضوية في الماء، وتمنعها من صد بعضها البعض وربطها معًا.

التلبد هو اسم عملية الخلط التي تزيد من كمية الخلط، وتتكتل الجزيئات لتشكل ما يسمى بالكتل أو الشوائب وتعد هذه من أهم خطوات مراحل تنقية المياه.

الترسيب

تستقر التكتلات بسبب وزنها في قاع مصدر المياه أثناء الترسيب. وتسمى هذه العملية بالترسيب، حيث يتم الترسيب أو الرواسب الناتجة عن عملية التخثر والتلبد في المراحل اللاحقة لذلك. يمكن إزالته من الماء ومعالجته 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. نقوم بتمرير 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، حيث يضاف الحمض حموضة الماء عالية أي أن الماء قلوي وهو نادر الحدوث وفي بعض محطات المعالجة يتم تنعيم الماء في هذه المرحلة. فبعد تصفية المياه، يمكن إضافة المطهرات (مثل الكلور والكلور امين) لقتل أي طفيليات وبكتيريا وفيروسات متبقية، ولحماية المياه من البكتيريا عند نقلها إلى المنازل والشركات حيث تختلف طرق وأنواع معالجة المياه.

مواد كيميائية يجب إضافتها في محطات المعالجة

في بعض محطات المعالجة، من الضروري إضافة مواد مقاومة للتآكل لمنع المعدن الموجود في خط الأنابيب من دخول الماء تحقيقا لهذه الغاية، يتم إضافة المواد الكيميائية مثل أورثو فوسفات (أورثو فوسفات هو أي مركب يحتوي على ثلاث مجموعات من الفوسفور) مثل حمض الفوسفوريك لمنع دخول الرصاص إلى السطح الداخلي للأنبوب.

بعد إزالة المواد الصلبة المذابة من الماء، لا يزال لدينا كائنات حية يمكن أن تسبب أمراضًا مثل البكتيريا والفيروسات. والتي يجب تطهيرها قبل نقلها إلى منازل الناس عبر أنابيب المياه. يتم تحقيق ذلك عن طريق إضافة كمية صغيرة من الكلور إلى الماء. الكلور هو مادة مؤكسدة قوية يمكنها إتلاف جدران الخلايا وتدمير الإنزيمات والبروتينات البكتيرية، لكن إضافة الكلور إلى الماء لا يخلو من المشاكل.

يمكن أن يتفاعل الكلور مع المواد العضوية المتبقية في الماء لتكوين ثلاثي الميثان- THMS والكلور في الماء له فوائد عديدة، للوقاية من انتشار الأمراض التي تنقلها المياه مثل الكوليرا وحمى التيفود حيث راقب بعناية (حمى التيفود) ومحتوى (THM) في الماء لتجنب تجاوز المستوى المسموح به بالإضافة إلى ذلك، فإن وجود المادة العضوية في الماء يساعد على تكوين THM، وبالتالي يجب إضافة الكلور أثناء عملية الترشيح، وبعد ذلك ستتم إزالة المادة العضوية من الماء، حتى لا تفرط في THM و تستخدم بعض محطات المياه الأوزون بدلاً من الكلور، لكن للكلور فوائد منها الكلور الذي يبقى في الماء بعد أن يغادر النباتات، مما يساعد في الحفاظ على المياه آمنة من مسببات الأمراض قبل دخولها إلى المنزل.

تعرف على أهمية الفحوصات المخبرية لأي مياه معالجة، من هنا.