كيفية تنقية المياه من المعادن الثقيلة. كيف ومع ما يمكنك تنقية المياه في المنزل

يمكن أن يحتوي الماء على العديد من الشوائب الضارة بالإنسان. غالبًا ما يكون الكلور ومبيدات الآفات والنترات والمركبات العضوية والبكتيريا وكذلك المعادن الثقيلة. الناس سابقالا أعرف ماذا أفعل بسائل منخفض الجودة ، وكيفية تحسينه. اليوم ، يتم استخدام فلاتر المياه بنشاط لهذا الغرض.

في هذه المقالة ، سوف نلقي نظرة فاحصة على المعادن الثقيلة باعتبارها واحدة من ملوثات الرطوبة التي تمنح الحياة والمخصصة للإنسان. ما هذا؟ كيف يتم التعرف عليها في السائل؟ كيف تنقي المياه للاستخدام المنزلي؟ ستجد إجابات لهذه الأسئلة والعديد من الأسئلة الأخرى هنا.

كيفية تحديد وجود معادن ثقيلة في الماء

هناك طريقة واحدة يمكن الاعتماد عليها ، وبفضلها ستكتشف ما إذا كان هذا النوع من الشوائب موجودًا في السائل أم لا. هذا تحليل للمياه. لقد كتبنا بالفعل كيفية جمع المياه بشكل صحيح للتحليل الكيميائي. بعد ذلك ، تحتاج إلى تجميع الرطوبة في حاوية نظيفة وفقًا لقواعد السياج ، ونقلها إلى أحد المراكز الخاصة أو العامة التي تقدم هذه الخدمة. على سبيل المثال ، في المراكز الإقليمية للنظافة وعلم الأوبئة. أو إلى متجر لمعدات التنظيف (يقدم البعض الخدمة مجانًا).

في غضون أيام قليلة ، ستكون نتائج التحليل جاهزة. سيخبرونك بالضبط ما هي الشوائب الموجودة في العينة قيد الدراسة ، ويخبرون المتخصصين بكيفية تحسين جودة المياه.

ما هي المعادن الثقيلة التي يمكن اكتشافها؟

يمكن العثور على العديد من المعادن الثقيلة في السائل وتحتاج إلى إزالتها. سنقدم الرئيسي ، الذي نواجهه في أغلب الأحيان.

1. الرصاص

ليس له رائحة ، طعم. يمكن أن يسبب تسممًا حادًا ومزمنًا للإنسان ، حتى يؤدي إلى الوفاة. يميل إلى التراكم في أنسجة الجسم والشعر والأظافر. يؤثر سلبًا على الجهاز العصبي المحيطي والكبد والكلى. يمنع الإنزيمات المشاركة في تكوين الهيموجلوبين.

2. الزئبق

ضار بشكل خاص على الكلى الجهاز العصبي. إذا دخلت الجسم مع الماء ، فقد يتسبب ذلك في حدوث انتهاك للحالة العقلية والرؤية والسمع وفقدان حساسية الجلد. غالبًا ما يكون مصدر الزئبق هو المؤسسات الصناعية.

3. النحاس

يؤثر التركيز المفرط للنحاس في السائل المستهلك ، أولاً وقبل كل شيء ، على عمل الجهاز الهضمي - يظهر الغثيان والقيء وعسر الهضم. يعتبر النحاس خطيرًا بشكل خاص للأشخاص الذين يعانون من كبد مريض وحساس ، وكذلك بالنسبة للرضع.

4. الحديد

موزعة على أراضي بيلاروسيا. يترسب في الأعضاء والأنسجة البشرية. يستفز مرض خطيربما في ذلك داء ترسب الأصبغة الدموية. يدخل الماء في الطبيعة بسبب الخصائص الجيولوجية للمنطقة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تصبح أنابيب الحديد القديمة مصدرًا للحديد.

5. المنغنيز

يؤثر سلبًا على الجنين أثناء الحمل ويسبب الطفرات. المصدر في أغلب الأحيان هو المؤسسات الصناعية.

كيف تتم إزالة الرطوبة من المعادن الثقيلة؟

هناك 4 طرق رئيسية وهي:

• الامتصاص (امتصاص الشوائب من الماء بواسطة المواد الماصة) ،
• التبادل الأيوني (تبادل الأيونات مع الشوائب وتشكيل مركبات غير ضارة) ،
• التحليل الكهربائي (التحلل مركبات كيميائيةتحت النفوذ التيار الكهربائي),
• التناضح العكسي (يتم تمرير الرطوبة من خلال غشاء شبه منفذ).

ما هي أكثر طرق التنظيف شيوعًا في المنزل؟

التناضح العكسي

غالبًا ما تتم إزالة المعادن الثقيلة من السوائل المخصصة للأغراض الغذائية في المنازل البيلاروسية بواسطة مرشحات تعتمد على التناضح العكسي. هذه أنظمة متعددة المراحل معقدة للغاية تعمل على إزالة الرطوبة بسرعة تدريجيًا من الشوائب الضارة.

مرشح إضافي - يتواءم بشكل فعال مع جميع الملوثات تقريبًا. بعد هذا النظام ، يمكنك التأكد من جودة السائل المستخدم.

الامتصاص

في المرشحات المنزلية ، يتم إجراء تنقية الامتصاص بواسطة خراطيش على أساس كربون مفعل. بالإضافة إلى المعادن الثقيلة ، فإنها تزيل الكلور ومركبات الكلوريد والمواد العضوية ، فضلاً عن الأذواق والروائح الكريهة. تعتبر خراطيش الكربون أساس مرشحات التدفق ، ويتم تركيبها في مرحلة ما قبل التنظيف أمام غشاء التناضح العكسي.

يستخدم الكربون المنشط بخصائص الامتصاص الخاصة به لإنشاء خراطيش لمعظم أنواع فلاتر الشرب - الأباريق ، سطح الطاولة ، التدفق ، التناضحي ، إلخ.

إذا كنت ترغب في حماية نفسك من الآثار الضارة للمعادن الثقيلة ، وتنقية المياه منها ، فإننا نوصيك باستخدام نظام التناضح العكسي أو نظام التدفق من جهة تصنيع موثوقة.

من الصعب تخيل حياتك بدون ماء. نحن نستخدم الماء للشرب والطبخ وللنظافة الشخصية والغسيل وما إلى ذلك ، أي أن الماء ضروري لحياة الإنسان الطبيعية. لذلك ، من المهم جدًا أن تكون نظيفة وغير ضارة تمامًا بالصحة. لسوء الحظ ، من الصعب جدًا العثور عليها اليوم. ويمكن أن يكون هناك العديد من الأسباب لذلك - من حالة غير مرضية أنابيب المياهلخصائص مصادر المياه. هذا هو سبب أهمية قضية تنقية المياه في المنزل اليوم.

العيب الرئيسي لمياه الصنبور هو الصلابة المفرطة ، أي وجود فائض من أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم والبيكربونات والكبريتات والحديد. صلابة عالية تعطي الماء طعمًا مرًا ، ولها تأثير سلبي على الجهاز الهضمي ، وتعطل توازن الماء والملح في جسم الإنسان ، وتشكل الترسبات الكلسية على الأطباق و عناصر التسخينالأجهزة المنزلية تفسد الأقمشة عند الغسيل.

قد توجد شوائب مختلفة في ماء الصنبور: مركبات النيتروجين ، الصوديوم ، البوتاسيوم ، الكالسيوم ، أملاح المنغنيز ، إلخ. يجلب الكلور فوائد مثيرة للجدل. من ناحية أخرى ، تعتبر المعالجة بالكلور طريقة فعالة ومعقولة التكلفة وغير مكلفة لتطهير المياه.

من ناحية أخرى ، يضعف الكلور طعم الماء بشكل كبير ؛ علاوة على ذلك ، يمكن للكلور ، بعد تفاعله مع المركبات العضوية ، أن يشكل سمومًا تحتوي على الكلور ، ومواد مسببة للطفرات ومسرطنة وسموم ، بما في ذلك ثاني أكسيد.
بطبيعة الحال ، يتم التحكم في جودة مياه الصنبور من قبل السلطات المختصة ، وإذا تم تجاوز تركيز الشوائب الضارة فيها ، يتم اتخاذ الإجراءات المناسبة. ومع ذلك ، فإن معظم الخبراء أجمعوا في رأيهم: لا يمكنك شرب الماء مباشرة من الصنبور. تحتاج إلى غليانه على الأقل.

تسوية

تسوية - أبسط طريقةتنقية مياه الصنبور. يُفهم الترسيب على أنه عملية الانفصال عن الماء تحت تأثير قوى الجاذبية للجسيمات المعلقة ، أي الأملاح وبعض المعادن الثقيلة ، إلخ. لتنقية المياه بهذه الطريقة ، يجب أن تأخذ وعاءًا نظيفًا ، على سبيل المثال ، جرة ، وتعبئتها بماء الصنبور ، وتغطيتها بغطاء قليلًا وتتركها لمدة 5-6 ساعات. خلال هذا الوقت ، ستستقر الجسيمات المعلقة في القاع. يمكنك استخدام الجزء العلوي 2/3 فقط من الماء ، ويُنصح بسكب الثلث السفلي من الماء ، حيث تتركز فيه جميع الشوائب الضارة. لا يوصى بالدفاع عن الماء لأكثر من الوقت المحدد ، حيث يمكن أن تبدأ البكتيريا المسببة للأمراض في التكاثر في المياه الراكدة لفترة طويلة.

الغليان

يعتبر الغليان أبسط و طريقة يسهل الوصول إليهاتنقية المياه المنزلية. علاوة على ذلك ، إذا لم يتم تنقية المياه من خلال المرشحات ، فإن الغليان شرط أساسي لاستهلاكها غير الضار. يساعد الغلي على تنقية المياه من العديد من الشوائب. تحت تأثير ارتفاع درجة الحرارة معظمتموت البكتيريا ، ويتم تدمير المركبات المحتوية على الكلور ، ويصبح الماء طريًا ولذيذًا. ومع ذلك ، فإن الغليان له عيوبه.

1. أولاً ، في الماء المكلور ، تحت تأثير درجة الحرارة المرتفعة ، يتشكل ثاني أكسيد ، والذي يميل إلى التراكم في جسم الإنسان وله تأثير مسرطن.
2. ثانياً ، الغليان العادي (ليس طويلاً) لا يقضي على جميع الميكروبات ، ناهيك عن المعادن الثقيلة والنترات والفينول والمنتجات البترولية.
3. ثالثًا ، مع التعرض المطول لدرجات حرارة عالية ، يتم تدمير بنية المياه ، وفي أفضل الأحوال ، تصبح غير مفيدة ، وفي أسوأ الأحوال ، ضارة بالصحة. الماء المغلي ثقيل أو ، كما يطلق عليه أيضًا ، ماء "ميت". يحتوي على نظائر ثقيلة من ذرات الهيدروجين والديوتيريوم. تم تأكيد التأثير السلبي لمثل هذه المياه على جسم الإنسان من خلال العديد من الدراسات.

لكي تكون تنقية المياه بالغليان فعالة قدر الإمكان ، وتكون الآثار السلبية في حدها الأدنى ، من المهم اتباع القواعد التالية:

• لا تغلي الماء مرة أخرى ، اسكب باقي الماء من الغلاية واشطفه بعد كل استخدام.
• يُنصح بغلي الماء المصفى مسبقًا أو على الأقل تسويته
  استخدم للشرب أو الطهي فقط الجزء العلوي 2/3 من الحجم ، اسكب الماء المتبقي
• قم بإزالة الترسبات الكلسية من الغلاية والأواني الأخرى حسب الحاجة
• تجنب الغليان المطول

تجميد

يمكنك تنقية مياه الصنبور في المنزل عن طريق تجميدها جزئيًا. جوهر طريقة التنقية هذه هو كما يلي: يتجمد أكثر نظافة ونضارة بشكل أسرع ، ثم يتبلور الماء المحتوي على الشوائب والأملاح. لتنقية المياه بهذه الطريقة ، من الضروري سكب الماء في وعاء ، على سبيل المثال ، في زجاجة بلاستيكية ، ووضعه في الفريزر. عندما تتكون أول طبقة رقيقة من الجليد على سطح الماء ، يجب إزالتها ، لأن هذا الماء الثقيل سريع التجميد.

بعد أن يصبح الماء نصف مجمد تقريبًا ، أخرج الحاوية منه الفريزر. هي مياه مجمدة يجب استخدامها للشرب والطبخ. يجب عدم استخدام الماء غير المجمد. في وقت الشتاءأسهل بكثير لتنقية المياه. في الطقس البارد ، يمكن وضع حاويات المياه في الهواء الطلق.

للحصول على أفضل تأثير ، يمكنك استخدام التنقية المزدوجة ، أي الدفاع عن الماء أولاً أو تمريره عبر الفلتر ، وبعد ذلك فقط قم بتجميده.

بالمناسبة ، منذ العصور القديمة كان من المعروف أن المياه الذائبة لها عدد. وبالتالي ، فإن تنقية المياه بالتجميد تجعل من الممكن الحصول ليس فقط على الماء النقي ، ولكن أيضًا على الماء الشافي.

مياه معبأة

يحل محل مياه ذات نوعية رديئةيمكن تعبئتها من الصنبور ، والتي يمكن شراؤها بسهولة من أي متجر. الآن كثير من الناس يفضلون مثل هذه المياه ، معتبرين أنها آمنة قدر الإمكان للصحة. تنقسم المياه المعبأة إلى فئتين: المياه من الفئة الأولى والمياه من الفئة الأعلى. ماء الصنف الأول هو ماء حنفية نقي جيداً. أي ، يتم تنقية ماء الصنبور أولاً من الشوائب ، ثم تطهيره ، وبعد ذلك يتم إضافة العناصر المفيدة إليه وصبها في حاويات. هذه المياه هي بلا شك أفضل من مياه الصنبور ، ولكن ليس كل الشركات المصنعة قادرة على تنقية المياه بالكامل من الشوائب.

جودة المياه من أعلى فئة أعلى بكثير. غالبًا ما تكون المياه الجوفية النقية لا تحتوي على شوائب ضارة. تكون هذه المياه إما غنية في البداية بمركبات مثل الفلور والبوتاسيوم والكالسيوم واليود ، أو يتم إثرائها بها قبل صبها في الحاويات. وهناك رأي خاطئ في أنه يكفي تنقية الماء من جميع الشوائب ، ويكون مفيداً. في الواقع ، يجب أن يُثري الماء جسم الإنسان بالمعادن. لسوء الحظ ، هناك العديد من المصنعين عديمي الضمير في السوق الذين يبيعون ليس فقط المياه المعبأة سيئة النقاء ، ولكن أيضًا المياه المعدنية غير الكافية. لذلك ، لكي لا تشتري مزيفة ، يجب الانتباه إلى النقاط التالية:

• يجب أن يحتوي ملصق حاوية الماء على معلومات حول فئة المياه.
• يجب ألا تحتوي الحاوية على خدوش ، ويجب طباعة الرسومات والنقوش على الملصق بوضوح
• يجب ألا يكون هناك أي رواسب في قاع وعاء الماء.
• من الأفضل شراء المياه من الشركات المصنعة المعروفة التي تنتج منتجات مماثلة لفترة طويلة.

فلاتر منزلية

يمكن الحصول على مياه نظيفة وصحية باستخدام المرشحات المنزلية. هناك العديد من المرشحات المختلفة التي يمكن من خلالها تنقية المياه بدرجات متفاوتة من التنقية. تنقسم المرشحات المنزلية إلى مجموعتين:

1. مرشحات القاذف. إنها سهلة الاستخدام وبأسعار معقولة ، ومع ذلك ، فإن أدائها ودرجة تنقية المياه منخفضة. إذا كان هناك العديد من الشوائب الميكانيكية في ماء الصنبور إلا أنه التركيب الكيميائييفي بالمعايير ، يمكنك تقييد نفسك بهذا الجهاز. عمر خدمة المرشح طويل ، والأهم من ذلك ، مرة واحدة كل 1.5-2 شهر (بعد تنظيف 150-300 لتر من الماء) ، استبدل الخرطوشة. يجب غسل الابريق بانتظام وعدم تخزين المياه المفلترة فيه لفترة طويلة. خلاف ذلك ، يمكن غسلها وتجفيفها وتخزينها في مكان جاف قبل انقطاع طويل في التشغيل ، لأن الرطوبة هي بيئة مواتية لتكاثر الميكروبات المسببة للأمراض.
2. نماذج التدفق. وهي متصلة مباشرة بإمدادات المياه أو الحنفية ، وهي باهظة الثمن نسبيًا ، ولكنها تتميز بالأداء العالي وتوفر مياه نقية عالية الجودة. يُنصح باستخدام مثل هذه النماذج إذا كان الماء شديد الصلابة ويحتوي على شوائب ضارة. لا تقوم الخراطيش المستخدمة فيها بإجراء التنظيف الميكانيكي للماء فحسب ، بل تعمل أيضًا على ترسيب الشوائب الكيميائية السامة ، مما يجعل الماء أكثر ليونة وأكثر استساغة.

لكي يعمل المرشح بشكل فعال ، من الضروري تغيير الخرطوشة في الوقت المناسب ، والتي لديها موارد محدودة. كقاعدة عامة ، في الطرز الثابتة ، تدوم الخرطوشة حوالي عام واحد. من المهم أن تتذكر أن مرشحات التدفق تحتاج إلى تشغيل مستمر. مع استراحة طويلة في استخدام مثل هذا المرشح ، يتم إنشاء الظروف المثلى لتكاثر الميكروبات في خرطوشة الحبر ، كما يتم فقد خصائص أداء مادة المرشح. نتيجة لذلك ، قد يكون من الضروري استبدال الخرطوشة وتنظيف تجويف المرشح تمامًا.

الترشيح بالكربون المنشط والمعادن

يُعتقد أن الكربون النشط يمتص المواد الضارة بجسم الإنسان من الماء ، بما في ذلك المعادن الثقيلة مثل الرصاص والرادون ومنتجاته المتحللة والكلور والمبيدات الحشرية وما إلى ذلك. وفي الوقت نفسه ، فإنه يثري الماء بالمعادن القيمة. لتنقية المياه ، يتم تعبئة أقراص الكربون المنشط في كيس من الشاش وتوضع في وعاء به ماء لمدة 12-14 ساعة. بعد هذا الوقت ، تصبح المياه النقية مناسبة للشرب. لا يوصى بترك الماء بالكربون المنشط لفترة أطول ، حيث يمكن أن تصبح هذه المياه بيئة مواتية لتكاثر الكائنات الحية الدقيقة المختلفة.

في كثير من الأحيان ، تستخدم المعادن ، ولا سيما السيليكون ، لتنقية المياه.

تم استخدام هذه الطريقة للحصول على الماء النقي في روسيا القديمة. يُعتقد أنه بسبب تنشيط الماء بالسيليكون ، فإنه لا يصبح نقيًا فحسب ، بل أيضًا ألذ ويمكن تخزينه. لفترة طويلةدون تغيير التكوين. في مثل هذه المياه ، تكون حياة الفيروسات والميكروبات المسببة للأمراض مستحيلة. يمتص السيليكون المواد الضارة بصحة الإنسان ، مثل أملاح المعادن الثقيلة والمبيدات الحشرية وما إلى ذلك. لتنقية المياه بالسيليكون في المنزل ، من الضروري وضع السيليكون المغسول تحت الماء الجاري في وعاء زجاجي أو مينا ، وسكب الماء بمعدل 10 جم من المعادن لكل لتر من الماء. قم بتغطية الأطباق بقطعة قماش نظيفة وضعها في مكان مظلم لمدة 2-3 أيام.

بعد الفترة المحددة ، استخدم الجزء العلوي 2/3 من الماء ، واسكب الطبقة المتبقية ، حيث تتراكم المواد الضارة من الماء. يجب عدم تخزين ماء السيليكون الناتج في الثلاجة أو غليه. من الأفضل تخزينه في الداخل عند درجة حرارة لا تقل عن +10 درجة مئوية.

ستخبر مواد الفيديو عن الطرق الحديثة لتنقية مياه الشرب:

أخبر أصدقائك!أخبر أصدقاءك عن هذه المقالة في المفضلة لديك شبكة اجتماعيةباستخدام الأزرار الاجتماعية. شكرًا لك!

برقية

جنبا إلى جنب مع هذا المقال اقرأ:

• غرفة ضخ ليبيتسك - مياه معدنية تتمتع بالشفاء ...

1 نظرة عامة على طرق التنظيف مياه الصرف الصحيمن أيونات المعادن والأصباغ الصناعية

1.1 طرق معالجة مياه الصرف الصحي من أيونات المعادن

هناك عدد كبير من العمليات المتخصصة المستخدمة لإزالة المعادن من مياه الصرف الصحي. تشمل هذه المعاملات الفردية:

- ترسيب كيميائي

- التخثر / التندف؛

- التبادل الأيوني واستخراج السوائل ؛

- تدعيم

- التعقيد

- العمليات الكهروكيميائية.

- العمليات البيولوجية ؛

- الامتزاز؛

- التبخر

- الترشيح

- عمليات الغشاء.

في الصناعة ، الطريقة الأكثر استخدامًا لإزالة المعادن الثقيلة من المحاليل هي الترسيب الكيميائي ، مع حوالي 75 ٪ من عمليات الطلاء الكهربائي باستخدام تقنيات ترسيب الهيدروكسيد أو الكربونات أو الكبريتيد ، أو مزيج من هذه المرسبات لمعالجة مياه الصرف الصحي. أكثر تقنيات الترسيب استخدامًا هي الهيدروكسيد أو الترسيب القلوي بسبب البساطة النسبية والتكلفة المنخفضة للمادة المرسب (الجير) وسهولة التحكم التلقائي في درجة الحموضة. يختلف الحد الأدنى للذوبان في هيدروكسيدات المعادن المختلفة عند الأس الهيدروجيني من 8.0 إلى 10.0.

تتضمن الطريقة المعروفة لكواشف ترسيب المياه العادمة نقل أيونات المعادن من المركبات قليلة الذوبان أثناء معالجة مياه الصرف باستخدام الكواشف القلوية ، ثم فصلها إلى الرواسب عن طريق الترسيب.

تتضمن طريقة ترسيب أيونات المعادن الثقيلة من مياه الصرف الصناعي إدخال معادل قلوي عند درجة حموضة من 4 إلى 12 ، وخلطه وترسيبه للحصول على راسب ، والذي يختلف عن الطرق الأخرى في أن الراسب يتعرض مرارًا وتكرارًا للتلامس مع بعد أجزاء من الحل الأولي مع التعادل المتزامن للمحلول لقيم الأس الهيدروجيني المثلى لترسيب أيونات المعادن الثقيلة.

عيب هذه الطريقة هو أن مثل هذه التقنيات لا توفر درجة من التنقية من أيونات المعادن الثقيلة التي تلبي المتطلبات الحديثة لسلطات إدارة المياه. بالإضافة إلى ذلك ، يؤدي استخدام طرق الكاشف إلى تلوث ثانوي للمياه - زيادة ملوحتها ، مما يمنع إعادة استخدام المياه النقية في الإنتاج. في بعض الحالات ، بعد المعالجة الكيميائية ، تكون المعالجة اللاحقة العميقة لمياه الصرف من مركبات المعادن الثقيلة ضرورية.

أقرب حل تقني مقترح هو طريقة لتنظيف مياه المناجم عن طريق تقسيم تدفق المياه المعالجة إلى جزأين ، والحصول على صخور مملس مشحونة بشكل معاكس مع تخثرها المتبادل اللاحق ، ويتم الحصول على سولز مشحون بشكل معاكس عن طريق إدخال عامل قلوي في جزء واحد من التدفق إلى درجة حموضة من 4.0 إلى 6.5 ، وفي الأخرى من 9.5 إلى 12.0.

عيب هذه الطريقة هو أنه نتيجة للتخثر المتبادل ، يتم الحصول على رواسب محبة للماء وممتصة للرطوبة وفضفاضة ، مما يؤدي إلى تجريب كمية كبيرة من العامل القلوي ، مما يزيد من استهلاك المناطق الأخيرة والحمأة ، بالإضافة إلى ذلك ، يوفر المخطط التكنولوجي ثلاث نقاط على الأقل للتحكم في قيمة الأس الهيدروجيني: في جزأين من التيار وعند المخرج بعد توصيل التيارات لتخثرها المتبادل اللاحق.

لتحسين الطريقة ، يقترح إنشاء الظروف المثلىاستخلاص أيونات المعادن الثقيلة من النفايات السائلة كثيفة الاستخدام للمياه ذات المحتوى الملح الذي يشجع على تكوين أنظمة غروانية مشتتة بدقة مع معلقات يصعب ترسيبها.

تتمثل النتيجة الفنية في كفاءة العملية عن طريق تقليل استهلاك الكواشف وزيادة درجة استخراج أيونات المعادن الثقيلة من مياه الصرف الصحي.

يتم توضيح جوهر الطريقة من خلال مخطط التدفق للعملية الموضحة في الشكل 5.

الشكل 5 - مخطط انسيابي للعملية الفنية للترسيب

تم تمرير المحلول الأولي من خلال رمل الكوارتز المغسول بعناية لإزالة المواد الصلبة العالقة.

وفقًا للمخطط التكنولوجي للعملية الموضحة في الشكل 5 ، مع التقليب المستمر ، يتم تحييد المحلول الأولي بمحلول قلوي هيدروكسيد الصوديوم بنسبة 10٪ إلى قيمة الأس الهيدروجيني المثلى لترسيب أيونات المعادن الثقيلة ، والتي تساوي قيمة من 9.5 إلى 10.5 لهذا الحل. أثناء الخلط لمدة 10 دقائق ، والاستقرار لمدة تصل إلى 15 دقيقة ، ظهرت واجهة بين المحلول والمادة المترسبة. يتم تقدير حجم الرواسب كنسبة مئوية من الحجم الكلي للنظام. يتم فصل الطور المائي الموضح عن الراسب عن طريق الصب ، تمت إضافة جزء جديد من المحلول الأولي إلى المادة المترسبة إلى الحجم الأولي ، وتم إجراء التحييد من الأس الهيدروجيني 9.5 إلى 10.5 مع التقليب المستمر والترسيب اللاحق كما هو موضح أعلاه. يتم تكرار هذا الإجراء أربع أو خمس مرات. في نفس الوقت ، يتم قياس أحجام الرواسب والمرحلة المائية الموضحة في كل مرة ، في المرحلة الأخيرة ، يتم تحديد تركيز أيونات المعادن الثقيلة

الكربنة هي عملية استبدال المعادن حيث يتم إدخال معدن أكثر نشاطًا ، مثل الحديد ، في محلول يحتوي على أيونات معدنية. وبالتالي ، فإن التثبيت هو إطلاق معدن مؤين من محلول في شكل معدني بسبب الاختزال الكهروكيميائي التلقائي للمعدن المزال مع الاختزال المتزامن للمعدن البديل (الحديد) وفقًا للتفاعل:

Cu2 + Fe0 -> Cu0 + Fe2 +.

يدخل الحديد في شكل أيوني ، بينما يتم إطلاق النحاس على سطح صلب. يمكن توقع عملية التثبيت بناءً على قيم إمكانات القطب. لها عدد من المزايا:

- بساطة متطلبات التحكم والإدارة ،

- استخدام منخفض للطاقة ،

- الحصول على معادن عالية النقاوة مثل النحاس.

معدل التثبيت مستقل عن وجود الأكسجين وقيمة الأس الهيدروجيني. ومع ذلك ، عند قيم الأس الهيدروجيني أعلى من 3 ، أقنعة هيدروكسيد الحديد وتتداخل مع إطلاق النحاس. يحتوي الراسب المجفف على حوالي 95.5٪ من النحاس النقي.

أظهرت الدراسات التي أجريت إمكانية استخدام نفايات الحديد لفصل النحاس في مياه الصرف الصحي.

يعتمد التكوين المعقد على الحصول على مركب معقد يعتمد على مادة معقدة أو مخلبية. يرتبط التعقيد بالخصائص الكيميائية لأيونات المعادن المزالة ويؤثر على آلية الاستخراج. على سبيل المثال ، يزيد معقد المعدن من قابلية ذوبان الهيدروكسيدات والكربونات والكبريتيدات لهذا المعدن. تتأثر درجة التكوين المعقد بالرقم الهيدروجيني للمحلول وتركيز الكاشف. من وجهة نظر انتقائية عملية التعقيد مع EDTA ، تم عرض إمكانية فصل النحاس والزنك في نطاق الأس الهيدروجيني من 5 إلى 6.

أحد الاتجاهات المقبولة في حل مشكلة انحلال المعادن في الوسط العضوي هو طريقة التكوين المعقد. بالنسبة للأنظمة التي لا تحتوي على روابط متعددة ، تكون الحلقات المخلبة المكونة من خمسة أعضاء هي الأكثر استقرارًا. تشكل الأنظمة ذات الروابط المزدوجة المترافقة حلقات من ستة أعضاء. يتم تحديد اكتساب الطاقة لإغلاق دورات كلاب (تأثير كلاب) بواسطة كل من عوامل الانتروبيا والمحتوى الحراري.

يجري البحث باستمرار عن الأنظمة التي تسمح باستقرار المعدن في شكل معقدات في الوسائط العضوية ، ولكن عدد هذه الأمثلة صغير.

يعد التحليل الكهربائي أحد الأساليب الكهروكيميائية المستخدمة على نطاق واسع لمعالجة مياه الصرف ، مما يجعل من الممكن فصل المعدن عن المحلول الموجود على القطب. لكن طريقة التحليل الكهربائي لاستخراج المعادن من مياه الغسيل تواجه بعض الصعوبات عند تركيزات منخفضة من المحاليل.

يمكن تنفيذ هذه العملية في وضعين: إما عند كثافة تيار ثابتة ، أو عند جهد ثابت.

طريقة التحليل الكهربائي ل قوة ثابتةلا يوصى باستخدام التيار لتنظيف المحاليل التي تحتوي على أنواع مختلفة من الأيونات ، حيث إنه من الضروري ألا تتجاوز كثافة التيار خلال فترة ترسيب المعدن بالكامل القيمة المحددة. خلاف ذلك ، حتى قبل اكتمال ترسيب هذا المعدن ، قد تصل إمكانات القطب إلى قيمة يبدأ عندها ترسيب معدن آخر ، وقد يكون تكوين الراسب غير محدد. لذلك ، فإن التحكم في كثافة التيار يعني في الواقع التحكم في إمكانات القطب من أجل الحفاظ على قيمتها عند مستوى يقابل ترسيب معدن واحد فقط. في هذه الحالة ، تعطي طريقة الترسيب الكهربائي نتائج أكثر موثوقية.

يمكن إجراء هذا التحكم عن طريق تثبيت إمكانات معينة للكاثود ، حيث يتم إطلاق المعدن ، بالنسبة إلى الإمكانات الثابتة للإلكترود المرجعي.

يتم ضمان العزل المنفصل للمعادن من خلال اختلاف كافٍ في إمكانات التفريغ لأيونات المعادن التي يتم تحديدها ، إما بسبب الاختلاف في إمكانات القطب الطبيعي ، أو الاختلاف في الجهد الزائد ، أو كليهما.

يعد اختيار مادة الأنود إحدى المشكلات الصعبة المرتبطة بتطوير الأساليب الكهروكيميائية لمعالجة المياه العادمة الناتجة عن صناعات الطلاء الكهربائي.

توجد طريقة تنقية كهذه حيث تخضع مياه الصرف التي تحتوي على أيونات المعادن الثقيلة والكروم (VI) للمعالجة الكيميائية الجلفانية في مرحلة واحدة ، يليها ضبط الأس الهيدروجيني والتسخين والبثق عند درجة حرارة مرتفعة وفصل مترسب بلوري صغير الحجم مشتت بدقة . توفر هذه الطريقة انخفاضًا في حجم المادة المترسبة المنفصلة مع الحفاظ على كفاءة تنقية عالية ، فضلاً عن تقليل ترشيح أيونات المعادن الثقيلة من الراسب.

تُستخدم عمليات الأغشية على نطاق واسع في العديد من الصناعات لإعادة تدوير المياه وتقليل مياه الصرف والتقاط المنتجات الثانوية القيمة (مثل المعادن). يمكن أن تكون جميع عمليات الأغشية من ثلاثة أنواع: الضغط العالي والضغط المنخفض والترشيح الفائق. تستخدم أسيتات السليلوز ، بولي أميدات ، بولي سلفون ، إلخ كأغشية. وقد لوحظ أن عمليات الأغشية أكثر تكلفة من عمليات التقطير المقابلة للأحجام الصغيرة إلى المتوسطة من مياه الصرف. مع استخراج غشاء من المعادن الثقيلة ، لا داعي لخلط وتركيب الأجزاء المتحركة من المعدات ، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة المعدات.

تم الحصول على نتائج الدراسات التي أجريت على استخدام المرشحات الغشائية غير المنسوجة على أساس ألياف البولي أكريلونيتريل المعدلة بمجموعات حمض NO3 و PO4 لمعالجة المياه العادمة من مصانع الرصاص والزنك والصناعات التي تستخدم عمليات الطلاء الكهربائي. إمكانية إزالة ليس فقط أيونات المعادن الثقيلة إلى مستوى MPC ، ولكن أيضًا تنقية منتجات تحولاتها الكيميائية مع عوامل معقدة ومخلبات ذات طبيعة عضوية وغير عضوية (السيانيد ، الثيوسيانات ، الأمونيا ، المجمعات مع EDTA و 1،1 - ثنائي بريديل ) معروض.

على مدى السنوات القليلة الماضية ، تم إدخال عدد من التقنيات الجديدة. تمت دراسة العوامل الرئيسية التي تؤثر على معدل التفاعل أثناء ترسيب الكبريتيد كخطوة ثانوية بعد التعادل والترسيب. درسنا معقدات المعادن باستخدام EDTA ، والتي يُعرف عنها أنها تشكل أكثر المجمعات ثباتًا مع المعادن. تمت زيادة معدل التفاعل الأولي بإضافة أملاح معدنية غير مرتبطة. تم تطوير مرشح يحتوي على كبريتيدات نشطة لامتصاص أيونات المعادن الثقيلة القابلة للذوبان.

تم تطوير نظام مستمر للفصل المغناطيسي لأيونات المعادن الثقيلة باستخدام الفريت أو المغناطيس. يمكن اعتبار مزايا العملية كما يلي:

- يمكن معالجة معادن ثقيلة مختلفة في نفس الوقت ؛

- لا يعتمد الراسب المتشكل على الأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة ؛

- يمكن فصل بقايا الفريت عن طريق تطبيق مجال مغناطيسي.

وبالتالي ، من أجل تنقية المياه العادمة من أيونات المعادن ، هناك مجموعة متنوعة من طرق التنقية التي يمكن دمجها في عدة مجموعات: طرق الكاشف ، وطرق التحليل الكهربائي ، وطرق التبادل الأيوني ، وطرق الامتصاص. يتم إعطاء المزايا والعيوب الرئيسية لهذه الأساليب في الملحق أ.

1.2 طرق معالجة المياه العادمة من الأصباغ الصناعية

بشكل عام ، يمكن تقسيم جميع الطرق المعروفة لمعالجة مياه الصرف الصحي لصناعات الصباغة والتشطيب إلى ثلاث مجموعات رئيسية.

تتضمن المجموعة الأولى طرقًا تعتمد على استخلاص الملوثات في الرواسب أو خبث التعويم عن طريق الامتصاص على رقائق من هيدروكسيدات المعادن المتكونة أثناء معالجة الكاشف. هذه هي التخثر ، التخثير الكهربي ، تعويم الضغط.

على سبيل المثال ، هناك طريقة معروفة لتنظيف المياه العادمة من الأصباغ ، والتي تتضمن إدخال مادة تخثر عضوية ومضافات معدنية ، ويتم استخدام ناتج تكثيف ديسيانديامين مع الفورمالديهايد وسداسي ميثيلينترامين في وسط حمض الأسيتيك كمخثر عضوي ، و يستخدم سيليكات الصوديوم كمادة مضافة معدنية.

يتم تنفيذ الطريقة على النحو التالي: يتم معالجة المياه العادمة المحتوية على الأصباغ باستخدام مادة التخثر المذكورة أعلاه. تعتمد جرعة المخثر على تركيز الأصباغ في الماء ويتم اختيارها تجريبياً عن طريق التخثر التجريبي. يضاف سيليكات الصوديوم بعد 3-10 دقائق من إضافة مادة التخثر. تستغرق عملية معالجة مياه الصرف الصحي 10-40 دقيقة. يكون الراسب الناتج قشاريًا وخفيفًا ويمكن إزالته عن طريق التعويم والترسيب والترشيح.

أيضًا ، تُعرف طريقة لمعالجة مياه الصرف الصحي من صناعات الصباغة والتشطيب ، والتي تشمل التخثر يليه التلبد والترسيب. وهو يختلف في أنه كمواد ندف ، يتم استخدام هيدروليساتي الصوف ، المحضر من نفايات الصوف الصناعي عن طريق إذابته في محلول قلوي 0.1 نيوتن.

يتم تنفيذ هذه الطريقة على النحو التالي. يتم تحضير مادة الندف من نفايات الصوف الصناعية عن طريق إذابتها في محلول قلوي 0.1 ن (بنسبة 1 جم من الصوف لكل 100 مل من المحلول) عن طريق التسخين عند درجة حرارة من 90 إلى 100 درجة مئوية لمدة 1.5 إلى 2 ساعة ، متبوعًا بالاحتفاظ بها لمدة تتراوح من 20 إلى 24 ساعة وتخفيفها بالماء بعشرة أضعاف. يتم إدخال المادة الندفية في مياه الصرف المراد معالجتها بعد معالجتها بمخثر يحتوي على الألومنيوم بحيث يكون التركيز النهائي للمادة الندفية في مياه الصرف من 1 إلى 3 مجم / لتر (بوزن الصوف) ، ودرجة الحموضة بعد يتم تعديل إدخال المادة الندفية من 6.5 إلى 7.

تتمثل عيوب طرق المجموعة الأولى في انخفاض درجة التنقية ، خاصة من حيث تغير اللون ، والحاجة إلى الاختيار التجريبي للكواشف ، وصعوبة جرعات الكواشف ، وتشكيل كميات كبيرة من الرواسب أو الحمأة الطافية ، والحاجة إلى تحييدها أو دفنها أو تخزينها.

تشمل المجموعة الثانية طرق الفصل ، مثل الامتصاص على السلاسل النشطة والمبادلات الأيونية الكبيرة ، والتناضح العكسي. الترشيح الفائق ، فصل الرغوة ، الكهربائي.

على سبيل المثال ، هناك طريقة معروفة لتنظيف المياه العادمة من الأصباغ ، والتي تشمل معالجتها الأولية ، والفصل عن طريق التناضح العكسي للحصول على تيار من المياه النقية وتيار المركز ، وتبخر المركز إلى بقايا جافة. يختلف في أن الفصل عن طريق التناضح العكسي يتم للحصول على تركيز ، ثم يتم ترشيحه فائق الدقة.

يتم تنفيذ الطريقة على النحو التالي: يتم تغذية المياه العادمة المعالجة المحتوية على أصباغ إلى وحدة المعالجة المسبقة ، حيث يتم تنظيفها من المواد الصلبة العالقة ، وتوضيحها ومعادلتها عن طريق إدخال محلول هيدروكسيد الصوديوم. يتم تغذية المياه المُعالجة مسبقًا في جهاز فصل بالتناضح العكسي ، حيث يتم إزالة تيار من الماء النقي ، والذي يتم إرجاعه إلى الإنتاج ، والمركز الذي يحتوي على صبغة. يتم سحب التركيز وإرساله إلى فوهة المضخة النفاثة. بعد الترشيح الفائق ، يتم إرسال المرشح الفائق للتبخر ، على سبيل المثال ، في جهاز فيلم ساقط مع تفريغ لولبي للبقايا الجافة. يمكن استخدام المخلفات الجافة الناتجة في إنتاج الزجاج أو إرسالها إلى مكب النفايات.

توفر طرق المجموعة الثانية درجة عالية من التنقية ، ولكنها تتطلب معالجة ميكانيكية أولية لإزالة الشوائب غير القابلة للذوبان ، وهي معقدة في الأجهزة ، وتكلفتها عالية.

تجمع المجموعة الثالثة بين الأساليب المدمرة القائمة على التحولات العميقة للجزيئات العضوية نتيجة عمليات الأكسدة والاختزال. من بين الطرق المدمرة ، يتم استخدام معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام المؤكسدات ، والحد من الكواشف ، والتدمير الكهروميكانيكي والتحفيزي الكهربائي على نطاق واسع. تشمل طرق التأكسد التنقية الكيميائية الحيوية.

من بين الطرق المدمرة ، يعتبر استخدام الأوزون هو الطريقة الواعدة لإزالة ألوان مياه الصرف الصحي. يتيح استخدام الأوزون تقليل لون محلول الصبغة المستهلك بعد صبغ الكاراكول الأسود بالتخفيف بمقدار 10 مرات بتخفيف اللون الأولي بنسبة 1: 4000. يُفضل إجراء المعالجة بالأوزون مع قلونة محلول الصبغة إلى الرقم الهيدروجيني 12.5. يمكن تحقيق التلون النهائي عن طريق ترسيب المحلول المعالج بالأوزون لمدة 40 دقيقة بتكوين راسب داكن (حجم 10٪ من حجم محلول الصبغة). على الرغم من أن هذه الطريقة فعالة للغاية ، إلا أنها في كثير من الأحيان في مرحلة التطوير المختبري حتى الآن بسبب نقص تركيبات الأوزون الجيدة ، فضلاً عن ارتفاع استهلاك الأوزون وارتفاع استهلاك الطاقة أثناء إنتاجه. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التكلفة العالية للحصول على الأوزون لا تسمح لنا بالتوصية بهذه الطريقة لتبييض محاليل الصبغة المستهلكة عالية التركيز من صباغة الفراء المؤكسدة.

الأكثر أهمية هو عامل مؤكسد صديق للبيئة - بيروكسيد الهيدروجين. على سبيل المثال ، هناك طريقة معروفة لتنظيف المياه العادمة من الأصباغ العضوية ، بما في ذلك تصفية المياه المحمضة من خلال حمولة معدنية. يختلف في أن بيروكسيد الهيدروجين يتم إدخاله على مسافة 0.1 إلى 0.5 من طول طبقة الحمل في اتجاه حركة الماء ، والمواد المصنوعة من عناصر المجموعة الفرعية d للنظام الدوري للعناصر ، أو سبائكها ، تستخدم كحمل مرشح معدني.

يمكن أيضًا استخدام الكلور النشط كعامل مؤكسد. التحولات المدمرة تحت تأثير الكلور ومركباته لا تعتبر حاليًا فعالة فقط من حيث درجة تلون الصبغة وتقليل COD ، ولكن أيضًا العمليات الاقتصادية تمامًا. مجاني ومضمون في مركبات مختلفةالكلور قادر على الدخول في تفاعلات الكلورة والأكسدة المواد العضويةوالشوائب المائية الأخرى ، يميز تركيز ما يسمى بالكلور النشط. لديها قدرة عالية على الأكسدة ورخيصة نسبيًا. تصميم الأجهزة لمحطات الكلورة الحديثة مضغوط للغاية ويمكن تشغيلها تلقائيًا بسهولة. ومع ذلك ، فإن استخدام الكلور النشط له عدد من العيوب الخطيرة التي تعوق التنفيذ الواسع لهذه الطريقة في الممارسة العملية: محتوى الكلور العالي في العديد من مياه الصرف ؛ تغيير في تركيب الملح في الماء وزيادة البقايا الكثيفة ؛ إمكانية تكوين مشتقات الكلورين والكلورات ، قابلة لمزيد من الإزالة. بالإضافة إلى ذلك ، تستغرق عملية التنقية وقتًا طويلاً (من ساعة إلى ساعتين) وحتى مع مثل هذا التعرض الطويل ، تبقى كمية كبيرة من الكلور النشط في المياه المعالجة ، الأمر الذي يتطلب تدابير خاصة لإزالة الكلور.

هناك أيضًا طريقة لتنظيف المياه العادمة من الأصباغ ، وخاصة الأنيلين ، والتي تتضمن التحليل الكهربائي بكثافة حالية تتراوح من 200 إلى 300 أمبير / متر مربع في وجود بيروكسيد الهيدروجين مع أنودات التيتانيوم المطلية بطبقة كهروكيميائية مركبة من البلاتين الجرافيت على سطحها. يتم تنفيذ الطريقة على النحو التالي: يتم خلط مياه الصرف المحتوية على أصباغ الأنيلين مع بيروكسيد الهيدروجين وتعريضها للتحليل الكهربائي. كأنود في الحمام الكهروكيميائي ، يتم استخدام التيتانيوم مع طلاء كهروكيميائي مركب من البلاتين والجرافيت المترسب على سطحه ، وتتراوح كثافة تيار الأنود من 200 إلى 300 أمبير / متر مربع ، أثناء التحليل الكهربائي ، يحدث تدمير عميق للأصباغ ، ويكتمل تقريبًا يتحقق تلون مياه الصرف الصحي.

طرق المجموعة الثالثة متطورة من الناحية التكنولوجية وفعالة ولا تنتج ترسيبًا ولا تؤدي إلى تلوث إضافي.

وبالتالي ، نتيجة لاستخدام مواد التخثر التقليدية والعوامل المؤكسدة لإزالة لون محاليل الصبغة المستهلكة بعد عمليات الصباغة ، فهي غير مجدية اقتصاديًا. في هذا الصدد ، يجب حل مشكلة معالجة مياه الصرف الصحي من الأصباغ الصناعية باستخدام مواد كيميائية غير تقليدية.

1.3 طرق معالجة مياه الصرف الصحي الامتصاص

1.3.1 طرق معالجة امتصاص المياه العادمة من المعادن الثقيلة

تعتبر معالجة مياه الصرف الصحي من المعادن الثقيلة اتجاهًا حيويًا لتحسين الوضع البيئي في البيئة ، حيث أن المحتوى العالي من أملاح المعادن الثقيلة له تأثير سلبي للغاية على جسم الإنسان.

تتطلب طرق تنقية التبادل الأيوني المعروفة تكاليف رأسمالية كبيرة. لذلك ، يتم استخدام طرق الامتصاص باستخدام مواد ماصة غير كربونية ذات أصل طبيعي وصناعي (الصخور الطينية ، الزيوليت ، إلخ) بشكل متزايد. تعتبر المعالجة بالامتصاص مناسبة كمرحلة أخيرة بعد أنواع التنقية الميكانيكية وغيرها من أنواع التنقية الأرخص ثمناً من الشوائب الخشنة والغروية والمذابة جزئياً. ميزة الطريقة هي الكفاءة العالية ، وإمكانية معالجة مياه الصرف الصحي المحتوية على عدة مواد. من المهم أيضًا إمكانية التنظيف بالامتصاص التجديدي ، أي استخراج مادة من المادة الماصة واستخدامها وتدميرها.

يعتبر تأجيل الماء من أهم مشاكل تنقية المياه. يحدث عند استخدام مياه الشرب ، وكذلك أثناء معالجة مياه الصرف الصناعي التي تحتوي على أيونات الحديد بكميات تتجاوز الحد الأقصى المسموح به للتركيز (MAC).

حتى الآن ، لا توجد طريقة عالمية واحدة للإزالة المعقدة لجميع أشكال الحديد الموجودة من الماء.

توجد طريقة الامتصاص لتنقية المياه العادمة من أيونات الحديد ، حيث يتم استخدام مادة ماصة معدلة على أساس المونتموريلونايت كمادة ماصة. تم تحضير عينات المواد الماصة المعدلة باستخدام مواد رابطة ومكونات نشطة ، تليها عملية التكليس عند درجات حرارة مختلفة.

تظهر نتائج الدراسات حول تنقية الماء من أيونات الحديد بالامتصاص في الجدول 1.

نتيجة لذلك ، وجد أن قدرة الامتصاص للمادة الماصة تعتمد على درجة حرارة الحرق وحجم الحبيبات. يتم عرض أفضل قدرة امتصاص بواسطة المواد الماصة بأحجام من 1 إلى 2 مم ، المكلسة عند 400 درجة مئوية.

الجدول 1 - نتائج الدراسات حول تنقية الماء بالامتصاص من أيونات الحديد (تركيز محلول النموذج - 0.7 مجم / دسم³ ، معدل الترشيح - 0.6 dm³ / ساعة)

HS الماص (400 درجة مئوية) HS (400 درجة مئوية) HS (600 درجة مئوية) HS (600 درجة مئوية) HS (800 درجة مئوية) HS (800 درجة مئوية)

حجم الحبيبات ، ملم 1–2 5–6 1–2 5–6 1–2 5–6

الوزن ، جم 21.25 17.15 14.21 11.35 13.9 11.45

حجم المحلول الممتص ، سم 10 5 8 4 7 4

تركيز المحلول النهائي ، mg / dm³ 0.04 0.34 0.15 0.34 0.19 0.41

درجة الامتصاص٪ 94 51 79 51 72 41

تُعرف أيضًا طريقة الامتصاص لتنقية المياه العادمة من أيونات الحديد ، حيث يتم استخدام غبار ورش صهر الفولاذ الكهربائي كمادة ماصة. هذا الغبار عبارة عن نظام مشتت بدقة من تكوين متعدد المكونات. إن وجود كمية كبيرة من أكسيد الكالسيوم في تكوين الغبار ، وصغر حجم الجسيمات والسطح عالي التطور يجعل من الممكن استخدامه كمادة ماصة. في هذه الحالة ، يتم استخدام طريقة الامتصاص الساكن أحادي المرحلة: تمت إضافة عينات مياه الصرف إلى المادة الماصة ، وتم تقليب الخليط باستخدام محرك مغناطيسي. على فترات زمنية معينة ، تم أخذ عينة وتحليل لمحتوى أيونات الحديد ، والتي تم العثور عليها بواسطة طريقة السلفوساليسيلات الطيفية. نتيجة لذلك ، كانت الكتلة المثلى للمادة الماصة 0.5 جم.

هناك عدة طرق لامتصاص تنقية مياه الصرف من أيونات الكروم. على سبيل المثال ، يتم استخدام المواد الليفية الطبيعية المعدلة كمواد امتصاص ، على سبيل المثال ، نشارة الخشب ، والسليلوز ، وقش الكتان ، والنار. تتيح طريقة التنقية هذه الجمع في مرحلة واحدة بين إزالة أيونات الكروم سداسي التكافؤ عالية السمية وأيونات الكروم ثلاثية التكافؤ التي تكونت نتيجة الاختزال من المحاليل.

هناك أيضًا طريقة لمعالجة مياه الصرف الصحي من أيونات المعادن الثقيلة والكروم سداسي التكافؤ ، والتي يمكن استخدامها في مؤسسات الصناعات المعدنية والكيميائية التي تحتوي على محلات التخليل والطلاء الكهربائي. لتنفيذ هذه الطريقة ، يتم تمرير المياه العادمة المحتوية على أيونات الكروم والمعادن الثقيلة الأخرى عبر طبقة من الزيوليت ، ومعالجتها مسبقًا بمحلول حمض الأكساليك بتركيز 0.05 إلى 0.1 مول / لتر في وجود حمض معدني إلى درجة حموضة قدرها من 1 إلى 2.

توفر طريقة معروفة لتوسيع نطاق المواد القابلة للاسترداد ، وتبسيط وتقليل تكلفة تكنولوجيا معالجة مياه الصرف الصحي من خلال استخدام مادة ماصة متينة تتمتع بخصائص امتصاص جيدة وخصائص ترشيح. يتم الحصول على مادة الامتصاص هذه للتنظيف عن طريق خلط الخث الطبيعي والرمل والطين والدياتومايت (20-60٪ بالوزن) ، والتي يتم خلطها أولاً بالزيت (من 10 إلى 20٪ بالوزن) والماء ومن 3 إلى 8٪ مائي محلول الفاعل بالسطح (من 5 إلى 10٪ بالوزن) ، ثم يعالج بأكاسيد الكالسيوم أو المغنيسيوم (من 25 إلى 50٪ بالوزن) ، ويجفف ويكلس عند درجة حرارة من 300 إلى 600 درجة مئوية.

تم اقتراح طريقة لتنقية مياه الصرف الناتجة ، على سبيل المثال ، في الطلاء الكهربائي أو غيرها من الصناعات المماثلة ، من أيونات المعادن الثقيلة. تعتمد الطريقة على امتصاص أيونات المعادن الثقيلة على مادة ماصة طبيعية غير قابلة للذوبان - البيريت ، مخصب مسبقًا من 84 إلى 96 ٪ ، وحجم حبيبات المادة الماصة المستخدمة لا يزيد عن 160 ميكرون. توفر هذه الطريقة تخفيضًا في تكلفة معالجة مياه الصرف الصحي ، فضلاً عن الحصول على منتج امتصاص مناسب للتخزين والنقل على المدى الطويل.

يتمثل جوهر الطريقة التالية في تصفية المياه العادمة المحتوية على معادن ثقيلة من خلال طبقة من مادة ماصة ، وهي عبارة عن جزء قشري مسحوق من لحاء الخشب الصنوبري ، يخضع للاستخراج ماء ساخن، عند درجة حرارة معينة ومعدل تدفق. الطريقة فعالة ، لأن قدرة الامتصاص للمادة الماصة المستخدمة أعلى مقارنة بالمواد الكربوهيدراتية الطبيعية الأخرى المماثلة. يمكن التخلص من منتج الامتصاص عن طريق الحرق.

في الآونة الأخيرة ، ظهرت أفكار تشير إلى استخدام النفايات الصناعية كمادة ماصة ، على سبيل المثال ، خبث OEMK المشتت بدقة. تم استخدام هذه المادة الماصة لمعالجة مياه الصرف التي تحتوي على أيونات النيكل والنحاس والحديد.

يظهر الرسم التخطيطي لمعالجة مياه الصرف الصحي في الشكل 6.

الشكل 6 - مخطط الرسم البيانيمعالجة مياه الصرف الصحي

أظهرت نتائج تحليل المرحلة بالأشعة السينية وجود الخبث الأصلي لأنواع مختلفة من سيليكات الكالسيوم والمغنيسيوم ، وكذلك الكالسيت وأكاسيد الحديد والمغنيسيوم وهيدروكسيدات الكالسيوم. كما تم تحديد وجود عيوب شبكية سطحية متعددة في شكل تشققات وقمم وخشونة على سطح جزيئات الخبث ، والتي يجب أن تضمن خصائص امتصاص جيدة للخبث. إن وجود خصائص الامتصاص يجعل من الممكن افتراض كفاءة تنظيف عالية بسبب تكوين رواسب ضعيفة الذوبان من هيدروكسيدات المعادن وحدوث عمليات الامتزاز. يتم عرض نتائج معالجة المياه العادمة باستخدام هذه المادة الممتزة في الجدول 2.

الحديد هو أحد العناصر الأكثر شيوعًا الموجودة في الطبيعة. تتواجد بكثرة بشكل خاص في الصخور الجوفية ، مما يؤثر بشكل مباشر على جودة المياه الجوفية. في بعض المناطق ، يوجد هذا العنصر بكميات كبيرة في جميع طبقات المياه الجوفية تقريبًا. وهذا يجبر السكان على التفكير في كيفية تنظيف المياه من البئر من الحديد لاستعادة خصائص طعمها.

في البئر ، يمكن احتواء الحديد (Fe) في أشكال ومركبات مختلفة. يعتمد الكثير على قطع التربة في المنطقة. مع وجود أعلى تركيز في طبقات المياه الجوفية:

• حديد ثنائي التكافؤ. خاصية Fe² التي تذوب تمامًا لا تسمح لك بتحديد وجودها على الفور بعد ارتفاع المياه من البئر. ولكن عند ملامسته للهواء ، يبدأ الحديد في التأكسد ، ونتيجة لذلك يكتسب الماء الشفاف تمامًا سابقًا صبغة صفراء.

• الحديد ثلاثي التكافؤ. على عكس المركب ثنائي التكافؤ ، لا يذوب Fe³. لذلك ، يكون للماء في البداية صبغة بنية مميزة ، والتي تترسب في النهاية.

• مركبات عضوية من الحديد. في هذه الحالة ، غالبًا ما يكون للماء لون أصفر فاتح ، وبعد الاستقرار ، لا يتشكل أي راسب.

هناك علامة أخرى على زيادة تركيز هذا العنصر - طعم معدني واضح. في بعض الأحيان يكون من المستحيل شرب مثل هذه المياه دون تنظيف البئر أولاً من الحديد.

صفاتالمياه "المعدنية" (من اليسار إلى اليمين): Fe³ ، Fe² ، Fe (org.)

ما مدى خطورة فائض الحديد على البشر

الحديد عنصر أساسي لجسم الإنسان. لذلك ، على سبيل المثال ، متوسط ​​الاستهلاك اليومي للرجال هو 8 مجم وللنساء 16 مجم. في الوقت نفسه ، فإن المعيار الصحي لمحتوى هذا المكون في الماء هو 0.3 مجم فقط لكل 1 لتر. يطرح سؤال منطقي على الفور - لماذا قلة؟

الحقيقة هي أن الشخص يتلقى كمية من الحديد من الطعام أكثر بكثير من الماء. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تحديد القاعدة الصحية ليس وفقًا للمعايير الطبية ، ولكن وفقًا لمؤشرات الذوق.

من المثير للاهتمام معرفة ذلك. حتى الآن ، ليس لدى منظمة الصحة العالمية أدلة كافية على التأثير السلبي للحديد على جسم الانسان. يُعتقد أن محتوى هذا العنصر في الماء في حدود 3 ملجم / لتر ليس له عواقب سلبية على البشر.

العامل الرئيسي الذي يؤدي إلى تنقية المياه من البئر من الحديد هو طعم معدني غير سار. عند تركيز 1 مجم / لتر ، تظهر رائحة وطعم معدني قويين ، ويمكن الشعور بهما في القهوة والشاي وحتى الطعام. بالإضافة إلى ذلك ، تؤثر الرواسب المعدنية سلبًا على نظام السباكة والأنابيب في المنزل ، خاصةً في وجود مركبات Fe³ غير القابلة للذوبان.

مع الاستخدام المستمر للمياه التي تحتوي على كمية كبيرة من شوائب الحديد ، يتشكل طلاء "صدئ" على السباكة

طرق تنقية المياه

هناك عدة طرق لتنقية المياه من بئر من الحديد. الأكثر شعبية وفعالية من بينها:

• التبادل الأيوني
• التناضح العكسي؛
• تهوية.

التبادل الأيوني

تنتج جميع الشركات المصنعة لمرشحات المياه تقريبًا خراطيش التبادل الأيوني. جوهر الطريقة هو استخدام راتنج تحفيزي خاص. عندما يتلامس الماء مع الراتينج ، يحدث التبادل الأيوني ، ونتيجة لذلك يتم استبدال أيونات الحديد الموجودة في الماء بأيونات الصوديوم.

مهم. طريقة التبادل الأيوني فعالة فقط مع كمية صغيرة نسبيًا من الحديد في الماء (3-5 مجم / لتر). خلاف ذلك ، سوف يفقد الراتنج بسرعة خصائصه التحفيزية.

مرشح التبادل الأيوني لإزالة الحديد المائي

التناضح العكسي

يستخدم نظام التناضح العكسي أغشية تزيل أي شوائب تقريبًا من الماء. مسام الأغشية أصغر بكثير من أيونات الحديد ، وبالتالي فهي قادرة على الاحتفاظ بها وفصلها. يمكن لمرشح كهذا أن يتعامل بسهولة مع Fe² ، ولكن قد تنشأ مشاكل مع مكون ثلاثي التكافؤ. إذا كان هناك الكثير من الحديد في الماء ، فهناك خطر حدوث انسداد سريع للغشاء. في مثل هذه الحالات ، من الأفضل استخدام المرشحات الميكانيكية التي يمكن غسلها بشكل دوري لإزالة الرواسب الصدئة.

طريقة التهوية

إذا كان من الضروري تنظيف مياه البئر من الحديد بتركيز عالٍ من هذا المكون (أكثر من 20 مجم / لتر) ، يتم استخدام طريقة تهوية تعتمد على معالجة المياه بالأكسجين. نتيجة للتفاعل مع الأكسجين ، يتأكسد الحديد ، مما يؤدي إلى ترسب ترسبات المعادن الثقيلة.

نصيحة. للمزيد من تنظيف فعالبعد تركيب التهوية ، يجب أن يمر الماء من خلال نظام التناضح العكسي أو مرشح التبادل الأيوني.

طريقة التخلص من الحديد الشعبي

ظهرت مشكلة الماء ذو ​​الطعم المعدني قبل وقت طويل من إنشاء أنظمة الترشيح المعقدة. لذلك ، ابتكر الشخص طريقة أبسط لإزالة الحديد.

يتم سكب الماء بعد البئر أو البئر في خزان كبير مفتوح حيث يتم تخزينه لفترة معينة. في عملية التفاعل الطبيعي مع الأكسجين ، يتحول Fe² إلى Fe³ ويترسب. بعد هذا الإجراء ، ينخفض ​​تركيز الحديد في الماء عدة مرات.

نصيحة. لزيادة كثافة العملية ، يمكن توصيل ضاغط بالخزان ، ويتم اختيار قوته حسب حجم الماء.

وبطبيعة الحال ، فإن هذه الطريقة ليست بنفس السرعة والفعالية مثل وحدات التصفية الحديثة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب تنظيف الخزان بشكل دوري من الرواسب. ومع ذلك ، في حالة عدم وجود خيارات أخرى ، فهي مناسبة تمامًا ، على سبيل المثال ، للبيوت الصيفية أو المناطق الريفية.

يمكن أن يساعد البرميل العادي في تنظيف الحديد من مياه الآبار.

غالبًا ما لا يكون الطعم المعدني هو المشكلة الوحيدة في جودة مياه الآبار. في هذه الحالة ، من أجل تنفيذ تدابير العلاج ، من الأفضل دعوة المتخصصين الذين سيقومون بإجراء التحليلات المناسبة واختيار الأكثر طريقة فعالةالترشيح.

تعتمد طرق تنقية المياه ومدى فعاليتها بشكل مباشر على التحديد الصحيح لأنواع الملوثات المحددة. من أجل معرفة المزيد عن أنواع المواد الغريبة وتركيزها ، يتم إجراء التحليلات البكتريولوجية والكيميائية.

في جميع الحالات تقريبًا ، يتم الكشف عن وجود عدة أنواع من الملوثات في وقت واحد ، وبعد ذلك يتم الكشف عن مجموعة مختلفة طرق معالجة المياه، سلسلة من المرشحات المتسلسلة. ما هي المرشحات الأفضل للاستخدام وفي أي الحالات - سنتحدث عن هذا في هذه المقالة.

• تطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية

طرق معالجة التلوث والمياه

الماء هو أساس كل الكائنات الحية. بدونها ، لا توجد إمكانية للبقاء سواء بالنسبة للفرد كوحدة منفصلة أو للبشرية بشكل عام. بعد كل شيء ، لا يكفي بالنسبة لنا ببساطة الحفاظ على النشاط الحيوي للجسم ، فالبشرية تستخدم المياه العذبة بكميات كبيرة من أجل احتواء زراعةوتوفير الاحتياجات المنزلية المختلفة. أكثر من 70٪ من سطح كوكبنا مغطى بالمياه. يمثل حوالي 1/4400 من وزن الأرض بأكملها ، لكن الماء العذب لا يمثل سوى 3 ٪ من الحجم الإجمالي. وحوالي 70٪ من المياه العذبة موجودة الآن في محميات جليدية ، وهذا يعقد استخدامها بشكل خطير. لذلك ، فإن استخدام الطرق المختلفة لتنقية المياه هو إجراء ضروري تلجأ إليه البشرية.

بطبيعة الحال ، فإن كمية المياه العذبة المتوفرة الآن هي ببساطة هائلة وقد تبدو وكأنها لا تنضب. ومع ذلك ، هناك بالفعل مشاكل خطيرة مرتبطة بنقص مياه الشرب في العالم ، وهناك الأسباب التالية لذلك:

• أولاً ، مع نمو سكان الأرض ، تتطور القطاعات الصناعية والاقتصادية المستهلكة للمياه بسرعة ، مما يعني أن استهلاك المياه العذبة آخذ في الازدياد.
• ثانياً ، الاحتياطيات المتوفرة اليوم تتناقص تدريجياً بسبب جميع أنواع التلوث التي ترتبط بعامل النشاط البشري.

عندما نتحدث عن الشكل المادي للتلوث ، من المفهوم أن أنواع الشوائب غير القابلة للذوبان أو الطويلة الذوبان تدخل المسطحات المائية - الرمل والطين وجميع أنواع القمامة. عادة ما يتم الحديث عن التلوث الحراري عندما يكون هناك شيء معين طاقة حرارية، مما يؤثر سلبًا بيئة. يمكن أن يؤدي تسخين الخزان الإضافي إلى تغييرات خطيرة في العمليات البيولوجية التي تحدث هناك ، وهذا بدوره سيؤدي إلى موت جماعي للأسماك وغيرها من الأحياء المائية. أو ، على العكس من ذلك ، قد يبدأ النمو السريع للبروتوزوا ، مما قد يعقد بشكل خطير العملية الإضافية الكاملة لتنقية المياه. ومع ذلك ، من المهم ملاحظة أن النوع الحراري للتلوث يمكن أن يكون له أيضًا تأثير إيجابي ، لذا فإن معنى عبارة "التلوث الحراري" نسبي جدًا ، ويتم دراسة تأثيره على البيئة وتقييمه بشكل منفصل لكل حالة محددة.

أدت كتلة جميع أنواع الملوثات إلى ظهور طرق لا تقل تنوعًا لتنقية المياه. سنقسمهم إلى عدة مجموعات ، بناءً على مبادئ العمل. إذن ، الشكل الأكثر عمومية لتصنيف طرق تنقية المياه من الشوائب:

• طريقة فيزيائية
• المواد الكيميائية؛
• الفيزيائية والكيميائية
• بيولوجي.

تتضمن كل هذه المجموعات العديد من الاختلافات في أداء العملية وتصميم الأجهزة الخاصة بها. بالإضافة إلى ذلك ، من المهم مراعاة أن طرق تنقية المياه يتم تطبيقها عادةً بطريقة معقدة وتتطلب مجموعات معينة من أجل تحقيق النتيجة الأكثر فعالية. تحدد طبيعة التلوث مهمة التنظيف المعقدة. كقاعدة عامة ، المكون غير الضروري هو عدد من المواد المختلفة التي تتطلب معالجة مختلفة. تحدث تلك الأنظمة التي تعتمد على طريقة معينة لتنقية المياه عندما يكون هناك تلوث من مادة أو أكثر يمكن فصلها باستخدام طريقة واحدة. على سبيل المثال ، هذا هو عدد المرات التي يقومون فيها بتنظيف مياه الصرف الناتجة عن الإنتاج ، حيث يكون عدد الملوثات وتكوينها معروفين في البداية وغير متجانسين.

• طريقة الأوزون للمياه لإمدادات المياه العامة: تفاصيل

ما هي طرق معالجة مياه الصرف الصحي القابلة للتطبيق في حالة معينة

يوجد نظام محاسبة خاص يتم فيه إدخال البيانات وقبل ذلك يتم أخذ عينات متكررة لتحليل المياه العائدة للمخلفات. المعايير الصحيةتحديد القواعد والتركيزات المسموح بها (MPC SanPin 4630-88 "المعايير المسموح بها لتلوث مياه الصرف الصحي") ، نفس القواعد تحكم COD و BOD.

تجعل طرق معالجة مياه الصرف الصحي اليوم من الممكن جعل تكوينها وفقًا للمعيار المسموح به. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام تقنيات خاصة لهذا الغرض ، والتي تم تصميمها لمعالجة بعض المواد الموجودة في النفايات السائلة.

تعتمد طرق معالجة مياه الصرف الصحي على أنواع هذه المياه. وفقًا للمعايير الموجودة في GOST ، يمكن تصنيف مياه الصرف الصحي إلى:

• أُسرَة. وتعتبر هذه المخلفات خطيرة للغاية ، حيث أنها تحتوي على مواد عضوية ، وهي أرض خصبة ممتازة لجميع أنواع البكتيريا المسببة للأمراض. لهذا السبب ، يجب تطهير جميع مياه الصرف المنزلية التي تحتوي على ملوثات عضوية.
• نفايات الإنتاج. هذه هي النفايات التي يتم تفريغها من قبل المصانع أو غيرها من المرافق التي تتضمن تقنية عملية الإنتاج استخدام المياه.
• مطر أو طبيعي.تتشكل من هطول الأمطار في الغلاف الجوي. تنتمي هذه المياه أيضًا إلى المخزون ، حيث يحدث التصريف من خلال مجاري العواصف.

لمعالجة مياه الصرف الصحي ، التي تنتمي إلى النوع المنزلي ، يتم استخدام مرافق معقدة. تشمل العناصر المكونة لها:

• خزانات الترسيبحيث يتم فصل الجسيمات المعلقة. العناصر ذات الجاذبية النوعية الأكبر ، والعناصر الأخف من السائل ترتفع إلى طبقات السطح.
• مصائد الرمل. إنها تعمل مثل المرشحات التي تجمع أنواعًا مختلفة من الشوائب التي لا يمكن إذابتها. نحن نتحدث عن الرمل والزجاج المكسور والخبث وما إلى ذلك.
• المشابك. يلتقطون حطامًا كبيرًا مثل الخرق والأكياس البلاستيكية والعشب وأغصان الأشجار وما إلى ذلك.

في معالجة المياه المنزلية ، غالبًا ما تستخدم خزانات الصرف الصحي ، والتي هي في الأساس أحواض صغيرة. لتحسين فعاليتها ، يتم استخدام المستحضرات البيولوجية الخاصة - المطهرات. تحتوي هذه المستحضرات على جميع أنواع الكائنات الحية الدقيقة التي تساهم في تحلل المواد العضوية التي ترسبت.

• التكاليف غير المسجلة وفقدان المياه: منهجية لتحديد ومكافحة

تستخدم مضخة لتنظيف الحمأة من الحمأة. يكفي تطبيق طريقة تنقية المياه هذه مرة كل بضع سنوات.

يختلف خزان الطائرات قليلاً عن الحوض من حيث مبدأ التشغيل ، والذي يظهر بوضوح في الرسم البياني أدناه:

التعيينات التطبيقية:

• أ - خزان التهوية
• ب - حوض لخليط غني بالأكسجين لتنظيف الحمأة والصرف الصحي ؛
• ج - الأنابيب التي تزود مياه الصرف الصحي المنزلية (عند توصيل المجاري) ؛
• د - يدخل خليط من الطمي ومياه الصرف ؛
• ه - يتم تصريف السائل المنقى هنا ؛
• و - الأنابيب ، ضخ الحمأة الزائدة ؛
• ز - عودة الحمأة.

جوهر العمل:

• يتم خلط النفايات السائلة المأخوذة "ج" مع الحمأة المنشطة في خزان التهوية "أ" ؛
• يتم تهوية الخليط الناتج بشكل مكثف ، وبعد ذلك تحدث عملية الأكسدة البيولوجية ، ثم تتحلل المادة العضوية بسرعة ؛
• يتم تزويد الخزان "B" بالماء بالحمأة المخصب بالأكسجين "d" ؛
• يتم ضخ الماء بعد التنظيف "e" أثناء ملئه ؛
• يتم تغذية الحجم المطلوب من الحمأة مرة أخرى من خلال المخارج "g" ، ويتم تفريغ فائضها في نفس الوقت من خلال الأنبوب الفرعي "f".

تعتبر الطريقة الموصوفة لمعالجة مياه الصرف الصحي فعالة للغاية إذا تم حساب كل شيء بشكل صحيح وملاحظة التفاصيل الدقيقة للعملية التكنولوجية.

تقوم خزانات الهواء بتنقية المياه من المواد العضوية ، بينما تتم إزالة الفلور والنيتروجين ومركباتهما منه. العيب الوحيد لهذه الطريقة في تنقية المياه هو المحتوى الحرج في النفايات السائلة للمركبات الضارة بالكائنات الحية الدقيقة.

تعتبر الحمأة المجففة من خزان التهوية ، وكذلك الحمأة من خزان الصرف الصحي ، سمادًا ممتازًا لمياه الصرف المنزلية.

من أجل معالجة النفايات الصناعية ، يتم استخدام مرافق مماثلة من حيث المبدأ لترسيب الخزانات ، على سبيل المثال ، مصائد الزيتمثبتة في المصافي. يتمثل الاختلاف الرئيسي في طرق معالجة مياه الصرف الصحي في طريقة إزالة الملوثات.

مقشدة- هذا هيكل يسمح لك بزيادة سرعة عملية فصل أجزاء الضوء عن مياه الصرف. للقيام بذلك ، يخضع خزان الترسيب لإجراء تهوية.

يمكن إزالة المواد الصلبة العالقة الموجودة في مياه الصرف باستخدام هيدروسيكلون. من حيث المبدأ ، فإن عملها هو استخدام قوة الطرد المركزي ، والتي تحدث أثناء الحركة السريعة للمياه في جسم أسطواني.

من أجل إزالة المواد الصلبة العالقة المشتتة بدقة ، تركيبات التصفية ،حيث يمكن استخدام الرمل الخشن أو القماش المنسوج أو الشبكي كمرشح.

من المهم أيضًا أن نقول عن طريقة تنقية المياه مثل التطهيرهي معالجة مياه الصرف الصحي قبل تصريفها. يتم تنفيذ هذا الإجراء في خزانات مماثلة لخزانات الترسيب. لمعالجة مياه الصرف المنزلية ، يتم استخدام الكلور أو كلوريد الحجر الجيري.

الآن سنلقي نظرة على الطرق الرئيسية لتنقية المياه بمزيد من التفصيل.

• إزالة الغازات المذابة في معالجة المياه الجوفية

الطرق الفيزيائية الأساسية لمعالجة المياه

الطرق الفيزيائية لتنقية المياه هي تلك التي تعتمد على التلاعبات المستخدمة للتأثير جسديًا على الماء أو الملوثات الموجودة فيه. لتنظيف كتلة مائية كبيرة ، تُستخدم هذه الطرق بشكل أساسي لإزالة الشوائب الصلبة الكبيرة نسبيًا. تصبح طريقة التنقية الفيزيائية للمياه ذات الحجم الكبير مرحلة أولية من التنقية الخشنة ، والتي تم تصميمها لتقليل الحمل في مراحل أخرى من التنقية الدقيقة. في الوقت نفسه ، هناك العديد من الطرق الفيزيائية لتنقية المياه التي يمكنها تنقية المياه بعمق ، ولكن إنتاجيتها منخفضة جدًا بشكل عام.

الطرق الفيزيائية الرئيسية لتنقية المياه هي:

• إجراء إجهاد
• تسوية
• الترشيح (بما في ذلك الطرد المركزي) ؛
• عملية العلاج بالأشعة فوق البنفسجية.

اجهادهي تقنية لتمرير المياه المراد تنقيتها من خلال شبكات و أنواع مختلفةالمناخل التي لا تزال عالقة فيها الملوثات الكبيرة. يمكن أن تُعزى هذه التقنية إلى نوع تقريبي من التنظيف ، والذي غالبًا ما يصبح مرحلة أولية. تُستخدم هذه المرحلة من طريقة معالجة المياه الفيزيائية لإزالة الملوثات التي يمكن فصلها بسهولة ، مما يقلل من الحمل على محطة المعالجة ويساهم في زيادة كفاءة وإطالة عمر تلك المحطات التي تعمل في مرحلة المعالجة الدقيقة اللاحقة. يحدث هذا بسبب حقيقة أن التركيبات التي تتعرض فيها العناصر الميكانيكية الكبيرة غالبًا ما تفشل ، وأن التصفية تقضي على هذه المشكلة.

التمسكالماء - يعني فصل بعض الحطام الميكانيكي عن كتلة الماء بسبب تأثير الجاذبية ، التي تسحب الجسيمات الثقيلة إلى القاع ، مما يتسبب في تكوين الرواسب. غالبًا ما تعمل هذه المرحلة من الطريقة الفيزيائية لتنقية المياه في مرحلة التحضير ، حيث يتم فصل أنواع التلوث الأكبر ، ويمكن أن تكون بمثابة مرحلة وسيطة. يتم الإجراء في خزانات ترسيب خاصة - هذه الخزانات مجهزة بأجهزة خاصة ، حيث يمكن حساب مدة وجود الماء بناءً على شروط الترسيب الكامل للجسيمات غير المرغوب فيها.

الترشيح.هذا هو اسم مرور كتلة الماء عبر مادة المرشح ، حيث تحبس الطبقة المسامية جزيئات ذات قطر معين. يشبه مبدأ الترشيح إجراء الترشيح ، هنا فقط يمكنك إجراء التنظيف الخشن والدقيق. تسمح لك المرشحات بإزالة الطمي والرمل والقشور وجميع أنواع الشوائب الصلبة التي يبلغ قطرها بضعة ميكرونات فقط. بالإضافة إلى ذلك ، باستخدام طريقة تنقية المياه هذه ، من الممكن تحسين خصائصها الحسية. الترشيح واسع الانتشار ، سواء في محطات معالجة المياه واسعة النطاق أو في الفلاتر المنزلية اليومية ذات الإنتاجية المنخفضة.

التطهير بالأشعة فوق البنفسجيةهي في الأساس ليست طريقة لتنقية المياه ، ولكنها طريقة تحضير ، عندما يتم معالجة المياه النقية بالفعل بالأشعة فوق البنفسجية (لهذا الغرض ، يتم استخدام مجموعة من موجات الضوء من 200 إلى 400 نانومتر). تحدث عملية التطهير بسبب تلف التركيب الجزيئي للحمض النووي والحمض النووي الريبي بسبب التفاعلات الكيميائية الضوئية. هذه الطريقة جيدة لأن العملية مستقلة تمامًا عن تكوين الماء وتبقى كما هي بعد العلاج بالأشعة فوق البنفسجية. في هذه الحالة ، من الضروري مراعاة وجود شوائب صلبة في الماء ، والتي يمكن أن تكون بمثابة شاشة واقية من الأشعة.

الطرق الكيميائية لمعالجة المياه

تعتمد طرق معالجة المياه هذه على التفاعل الكيميائي لكاشف مع مادة ملوثة ، ونتيجة لذلك ، تتحلل المواد غير المرغوب فيها إلى عناصر غير خطرة أو تترسب على شكل راسب غير قابل للذوبان قابل للفصل وتتحلل إلى مكونات غير خطرة.

هناك عدة طرق تنظيف تختلف اختلافًا جذريًا في نوع التفاعل الكيميائي:

• تحييد.
• أكسدة؛
• التعافي.

تحييد- العملية التي يتم نتيجة لها تسوية التوازن الحمضي القاعدي. يحدث بسبب تفاعل القلويات والأحماض ، وبعد ذلك تتشكل الأملاح والماء المقابل. يتم تنفيذ هذه الطريقة الكيميائية لتنقية المياه عن طريق خلط المياه النقية ببيئة قلوية وحمضية. كما أنها تحيد الملوثات في الماء عند إضافة الكواشف التي تخلق بيئة مع تفاعل معين. من أجل تحييد النفايات السائلة الحمضية ، يتم استخدام ماء الأمونيا (NH 4 OH) وهيدروكسيد الصوديوم والبوتاسيوم (NaOH و KOH) ورماد الصودا (Na 2 CO 3) وحليب الجير (Ca (OH) 2) و غالبًا ما يكون t مناسبًا. في حالة القلوية المفرطة لمياه الصرف ، يتم استخدام محاليل مختلفة من الأحماض ، بالإضافة إلى الغازات الحمضية التي تحتوي على أكاسيد: CO 2 ، SO 2 ، NO 2 ، إلخ. في هذه الحالة ، كقاعدة عامة ، العادم يتم استخدام الغازات التي يتم تمريرها عبر المياه القلوية ، وفي الوقت نفسه ، يتم تنقية مركبات الغاز نفسها من الجسيمات الصلبة.

أكسدةو التعافيتُستخدم لتنقية المياه من جميع أنواع الملوثات ، ولكن النسبة العملية في استخدامها تتحول بشكل كبير لصالح العمليات المؤكسدة. بفضلهم ، يتم تحييد المواد السامة المختلفة وتلك التي يصعب استخلاصها بطريقة أخرى. يمكن تحقيق تفاعل مؤكسد عن طريق تحويل الملوثات السامة إلى أشكال أقل سمية أو غير سامة. بالإضافة إلى ذلك ، بسبب استخدام عوامل مؤكسدة قوية ، تموت الكائنات الحية الدقيقة بسبب أكسدة هيكلها الخلوي. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام عوامل مؤكسدة تحتوي على الكلور. هذه هي الكلور في شكل غازي (CL 2) ومركباته المختلفة مثل ثاني أكسيد الكلور (CLO 2) ، هيبوكلوريد البوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم (KCLO ؛ NaCLO ؛ Ca (CLO) 2). يُنصح أيضًا باستخدام بيروكسيد الهيدروجين (H 2 O 2) ، برمنجنات البوتاسيوم (KMnO 4) ، الأوزون (O 3) ، الأكسجين الجوي (O 2) ، ثنائي كرومات البوتاسيوم (K 2 Cr 2 O 7) لهذه الطريقة من الماء تنقية ، إلخ.

يسمى إجراء معالجة المياه بالمركبات المحتوية على الكلور بالكلور. تم تطوير طريقة التطهير وتنقية المياه هذه بشكل جيد وتستخدم في كثير من الأحيان. للكلور تأثير طويل الأمد في تأثيراته المضادة للبكتيريا ، وهذا مهم بشكل خاص عند حدوث إمدادات المياه مع خطوط الأنابيب البالية ، والتي يحدث فيها تلوث ثانوي للكتل المائية في كثير من الأحيان. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الكواشف التي يتم بها كلور الماء رخيصة نسبيًا. لكن للكلور أيضًا عددًا من العيوب المهمة ، وهي تشجع على البحث عن بديل. أولاً ، الكلور سام. ثانيًا ، يحدث أن المنتجات الثانوية التي تتشكل أثناء المعالجة بالكلور يمكن أن تكون أيضًا شديدة السمية. من الضروري مراعاة شروط الجرعات للتنظيف بالكلور.

الآن تنتشر طريقة معالجة المياه بالأوزون ، ما يسمى بالأوزون ، حيث تكون الكفاءة أعلى بعدة مرات من المعالجة بالكلور ، وبعد ذلك لا تتشكل أي مركبات خطرة. الشيء الوحيد الذي يمنع انتشار استخدام طريقة الأوزون هو الصعوبات الاقتصادية والتقنية في الحصول عليها بكميات كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر الأوزون مادة متفجرة ، ويلزم وجود لوائح سلامة صارمة في منطقة محطة المعالجة.

• جودة المياه التي يتم توفيرها للمستهلكين في MKD ، والتوجيهات لحل المشاكل الناشئة

الطرق الفيزيائية والكيميائية لمعالجة المياه

تستخدم الطرق الفيزيائية والكيميائية لتنقية المياه من أجل إزالة مجموعة متنوعة من المواد. هنا يمكننا التحدث عن الغازات المذابة ، والجسيمات السائلة أو الصلبة الدقيقة ، وأيونات المعادن الثقيلة والمواد المختلفة في شكل مذاب. يتم استخدام هذه الأساليب أثناء التنظيف الأولي ، وكذلك في المراحل اللاحقة بالفعل في مرحلة أعمق.

هذه الأساليب متنوعة للغاية ، وسنتحدث عن تلك الأكثر استخدامًا:

• طريقة التعويم
• امتصاص.
• اِستِخلاص؛
• التبادل الأيوني
• الكهربي.
• التناضح العكسي؛
• الطرق الحرارية.

التعويم، إذا تحدثنا عنها كجزء من تنقية المياه ، فهذا هو فصل الجزيئات الكارهة للماء بسبب مرور عدد كبير من فقاعات الغاز ، عادة الهواء ، عبر الماء. خلال طريقة تنقية المياه هذه ، تلتصق الجزيئات الملوثة بسطح الفقاعة ، وبعد ذلك ترتفع معها وتتحول إلى رغوة ، يسهل إزالتها. عندما يتم الحصول على الجسيم المفصول حجم أكبرمن الفقاعات ، وهذا يؤدي إلى تكوين معقد التعويم. غالبًا ما يتم الجمع بين التعويم مع استخدام الكواشف الكيميائية ، والتي ، على سبيل المثال ، يتم امتصاصها على جزيئات الملوثات ، مما يؤدي إلى انخفاض قدرتها على الترطيب وهو نوع من التخثر ، مما يؤدي إلى زيادة الجسيمات المنفصلة. يستخدم التعويم بشكل أساسي لتنقية المياه من المنتجات النفطية والزيوت ، وبهذه الطريقة يمكن إزالة الأشكال الصلبة من الشوائب التي لا يمكن فصلها بطرق أخرى.

هنالك أنواع مختلفةهذه العملية. إذن ، هناك أنواع التعويم التالية:

• رغوي؛
• الضغط؛
• ميكانيكي:
• هوائي؛
• كهربائي؛
• المواد الكيميائية.

دعنا نتحدث عن مبادئ عمل طرق تنقية المياه هذه. غالبًا ما يتم استخدام طريقة التعويم الهوائي ، حيث يتم تكوين تدفق تصاعدي للفقاعات بسبب تركيب مهويات خاصة في قاع الخزان ، والتي يتم تقديمها على شكل أنابيب أو ألواح مثقبة. يمر الهواء المضغوط عبر الثقوب ، حيث يتم تقسيمه إلى فقاعات تطفو. عند استخدام التعويم بالضغط ، يتم خلط تيار الماء المراد تنقيته بتيار مائي آخر مفرط التشبع بالغاز وتحت ضغط. ثم يتم تغذية الكل معًا في خزان التعويم ، وبسبب الانخفاض المفاجئ في الضغط ، يتم إطلاق الغاز المذاب في الماء في فقاعات صغيرة ويرتفع إلى السطح. عندما يتعلق الأمر بالتعويم الكهربائي ، تظهر الفقاعات على السطح تحت تأثير التيار الكهربائي ، وتتواجد الأقطاب الكهربائية في الماء نفسه.

• ASKUV: حول فوائد نظام قياس المياه الآلي

الامتصاصيعتمد على امتصاص بعض العناصر غير الضرورية على سطح المادة الماصة (الامتزاز) أو في حجمها (الامتصاص). فيما يتعلق بتنقية المياه ، يتم استخدام الامتزاز ، والذي يمكن أن يكون فيزيائيًا وكيميائيًا. تختلف هذه الأنواع من الامتزاز في كيفية الاحتفاظ بالملوثات بالضبط: باستخدام قوة تفاعل الجزيئات (الامتزاز الفيزيائي) أو تكوين روابط كيميائية (وهذا ما يسمى بالامتصاص الكيميائي ، بمعنى آخر ، الامتزاز الكيميائي). يمكن أن تكون طرق تنقية المياه من هذا النوع فعالة للغاية وتزيل أصغر تركيزات الملوثات بمعدلات تدفق عالية ، وهذا يعطيها حق الأولوية كطريقة لإتمام المعالجة. يزيل الامتصاص المبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب وجميع أنواع الفينولات والمواد الخافضة للتوتر السطحي وما إلى ذلك.

المواد الماصة هي ، على سبيل المثال ، الكربون المنشط ، وهلام السيليكا ، وهلام الألومنيوم ، والزيوليت. يصبح هيكل هذه المواد مساميًا ، وهذا يزيد بشكل كبير من حجم ومساحة المادة الماصة لكل وحدة حجم ، مما يجعل العملية عالية الكفاءة. يمكن تنفيذ مثل هذه الطريقة الحديثة لتنقية المياه عن طريق خلط الماء المراد تنقيته والمواد الماصة ، أو بترشيح الماء من خلال مادة الامتصاص. اعتمادًا على المادة المستخدمة كمواد ماصة ، وعلى نوع التلوث الذي يجب إزالته ، ستكون التنقية إما متجددة (يُعاد استخدام الممتزات بعد إجراءات التجديد) أو مدمرة (لا يمكن تجديد المادة الماصة ، لذلك يجب التخلص منها ).

طريق اِستِخلاصتقليل استخدام المستخلصات. إذا أخذنا في الاعتبار المصطلح فيما يتعلق بطريقة تنقية المياه ، فإن المستخلص هو سائل غير قابل للامتزاج أو سيئ الامتزاج بالماء ، ومع ذلك ، فإنه يذوب جيدًا الملوثات في الماء. يحدث هذا على النحو التالي: يتم خلط الماء النقي والمستخلص من أجل تطوير سطح كبير لمراحل التلامس ، ثم يتم إعادة توزيع الملوثات الذائبة ، ويمر الجزء الرئيسي منها إلى المستخلص. محمل بالملوثات ويشار إليه الآن باسم مستخلص ، بينما يشار إلى المياه النقية باسم رافينات. بعد التنقية ، يتم التخلص من المستخلص أو تجديده ، حسب ظروف هذه العملية. هذه الطريقة الفيزيائية والكيميائية لتنقية المياه تزيل بشكل أساسي المركبات العضوية - الفينولات والأحماض. عندما يكون للمادة التي يتم تسليمها بعض القيمة ، فقد لا يتم التخلص منها في نهاية العملية ، ولكن استخدامها لأغراض أخرى. يساهم هذا في استخدام طريقة استخراج معالجة المياه في المؤسسات ، لاستخراج واستخدام المزيد ، أو العودة إلى إنتاج عدد من تلك المواد التي ضاعت في مياه الصرف الصحي.

التبادل الأيونيغالبًا ما تستخدم في عملية معالجة المياه ، من أجل تليين المياه ، أي لإزالة الأملاح الصلبة. جوهر العملية هو أن هناك تبادلًا لأيونات الماء مع مادة خاصة تسمى المبادل الأيوني. وهي مقسمة إلى مبادلات الكاتيون ومبادلات الأنيون ، والتي تتوافق مع نوع تلك الأيونات التي تدخل في التبادل. في العلوم الكيميائية ، يعتبر المبادل الأيوني مادة تحتوي على عدد كبير من الجزيئات ، والتي تشتمل على إطار (مصفوفة) مع عدد كبير من المجموعات الوظيفية القادرة على التبادل الأيوني. هناك أيونات طبيعية ، على سبيل المثال ، الفحم المسلفن والزيوليت ، المستخدمة في المراحل الأولى من تطوير الطريقة الأيونية لتنقية المياه. تستخدم الراتنجات الاصطناعية للتبادل الأيوني الآن على نطاق واسع ، وهي تتفوق بشكل كبير على المبادلات الأيونية الطبيعية. اليوم ، تستخدم طريقة تنقية المياه باستخدام التبادل الأيوني على نطاق واسع للأغراض الصناعية والمنزلية. لا يتم استخدام أجهزة الترشيح للتنقية الأيونية عمليًا للمياه شديدة التلوث ، وتستمر موارد المرشح لفترة طويلة ، وبعد ذلك يتم التخلص من هذه المرشحات. ومع ذلك ، من الجدير معرفة أنه لا يزال من الممكن تجديد راتنجات المبادلات الأيونية بشكل عام باستخدام حلول ذات محتوى عالٍ من أيونات H + أو OH.

غسيل كهربائيهي طريقة فيزيائية كيميائية معقدة لتنقية المياه ، والتي تجمع بين عمليات الغشاء والعمليات الكهربائية. يزيلون الأيونات المختلفة ويخففون الماء من الأملاح. إذا تحدثنا عن الاختلاف مع عمليات الغشاء التقليدية ، فسيتم استخدام أغشية خاصة انتقائية للأيونات هنا ، والتي تمر الأيونات فقط بعلامة معينة. يتم إجراء الغسيل الكهربي في جهاز خاص يسمى المحلل الكهربائي. يتم تمثيله من خلال سلسلة من الغرف المفصولة بأغشية التبادل الكاتيوني والأنيوني المتناوب. يتم توفير المياه لهذه الغرف لتنقيتها. في الغرف على طول الحواف توجد أقطاب كهربائية ذات أ التيار المباشر. ينشأ مجال كهربائي ، وتحت تأثيره ، تتحرك الأيونات نحو الأقطاب الكهربائية وفقًا لشحنتها حتى تلتقي بغشاء انتقائي للأيونات بنفس الشحنة. نتيجة لذلك ، توجد في بعض الغرف عملية تدفق مستمر للأيونات (غرف تحلية المياه) ، وفي الوقت نفسه ، تتراكم الأيونات في غرف أخرى (غرف التركيز). بعد فصل تدفقات الغرف المختلفة ، نحصل على حلين: مرهق ومركّز. المزايا التي لا جدال فيها لهذه الطريقة في تنقية المياه ليست فقط التنقية من الأيونات ، ولكن أيضًا الحصول على مركز للمواد المنفصلة التي يمكن إرجاعها إلى الإنتاج. لهذا السبب ، فإن طريقة الغسيل الكهربي مطلوبة بشكل خاص في المصانع الكيميائية ، حيث تُفقد بعض المواد القيمة مع النفايات السائلة ، وهذه الطريقة أرخص بسبب إنتاج مادة مركزة.

نظام التناضح العكسييشار إليها باسم عمليات الغشاء ، حيث يتم التنقية عند ضغط أعلى من الضغط الاسموزي. يسمى التناضحي بزيادة الضغط الهيدروستاتيكي. يتم تطبيقه على المحلول ، والذي يتم فصله بواسطة قسم شبه منفذ (غشاء) من المذيب النقي ، ويتم إيقاف انتشار المذيب النقي من خلال هذا الغشاء إلى المحلول. إذا قمت بإنشاء ضغط عمل أعلى من الضغط التناضحي ، فسيبدأ المذيب في التدفق مرة أخرى من محلول الماء ، وسيزداد تركيز المذاب. هذه هي الطريقة التي يتم بها فصل الغازات المذابة في الماء والأملاح (بما في ذلك العسر) والفيروسات والبكتيريا والجزيئات الغروانية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام نظام التناضح العكسي بنجاح للحصول على المياه العذبة من مياه البحر. يتم استخدام تنقية المياه عن طريق التناضح العكسي في الحياة اليومية وفي مياه الصرف الصحي.

الطرق الحراريةتنقية المياه ، كما يوحي الاسم ، هي تأثير درجات الحرارة المنخفضة أو العالية عليها. على سبيل المثال ، يمكن أن يطلق على التبخر عملية كثيفة الاستهلاك للطاقة ، ولكن عند القيام بذلك يمكننا الحصول على مياه بأعلى درجة من النقاء ومحلول عالي التركيز مع ملوثات غير قابلة للتبخير. في الوقت نفسه ، يساعد التجميد أيضًا في تركيز الشوائب ، حيث يتبلور الماء النقي فقط أولاً ، ثم يتبلور باقي كتلته ، حيث يتم إذابة الملوثات. عن طريق التبخر ، وكذلك عن طريق التجميد ، يمكن إجراء التبلور - يتم فصل الشوائب إلى بلورات مترسبة من محلول مركز. هناك أيضًا طريقة حرارية شديدة لتنقية المياه مثل الأكسدة الحرارية ، عندما يتم رش الماء المراد تنقيته وتعريضه لمنتجات احتراق الوقود ذات درجة الحرارة العالية. تستخدم هذه الطريقة لتحييد الملوثات شديدة السمية أو غير القابلة للتحلل بشكل سيئ.

• معالجة مياه الصرف الصحي وتطهيرها: قضايا حديثة

ماذا تعني المعالجة البيولوجية للمياه؟

تعتمد طرق تنقية المياه ، والتي تسمى بيولوجية ، على استخدام الكائنات الحية الدقيقة. مع كل الأدلة على هذه الطريقة ، فهذه هي الطريقة الأكثر تقدمًا والواعدة لمعالجة مياه الصرف الصحي. من أجل تنفيذ مثل هذه العملية ، يتم استخدام أنواع مختلفة من البكتيريا ، كما أن استخدام الفطريات والطحالب السفلية والبروتوزوا وحتى بعض الفطريات متعددة الخلايا - الديدان الحمراء وديدان الدم شائع أيضًا. تتمثل إحدى ميزات طريقة تنقية المياه هذه في القدرة على اختيار كائنات حية معينة من أجل تنقية مياه الصرف الصحي على النحو الأمثل لتكوين معين. على سبيل المثال ، تعمل البكتيريا الآزوتية مثل Nitrobacter و Nitrosomonas على أكسدة المركبات المحتوية على النيتروجين ، حيث تتغذى الكائنات الحية الدقيقة عليها ، وتقوم الكائنات الحية المتراكمة للفوسفات بتنقية المياه من الفوسفور.

عندما تتراكم الكائنات الحية الدقيقة أثناء المعالجة البيولوجية ، يتم الحصول على ما يسمى الحمأة المنشطة. هذه الكتلة السائلة ذات اللون البني الداكن أو الأسود لها رائحة ترابية وتستقر في رقائق أثناء الاستقرار. لذلك ، يتم فصل الحمأة المنشطة بسهولة عند الانتهاء من التنظيف. الكائنات الحية فيه لا تعيش واحدًا تلو الآخر ، ولكن في مستعمرات تسمى zoogles. يعتمد شكل الحيوانات على تكوين المياه المعالجة وتقنية هذه الطريقة لتنقية المياه. يمكن أن تكون كروية ، شبيهة بالأشجار ، إلخ.

تنقسم جميع الكائنات الحية الدقيقة المستخدمة في طرق معالجة المياه البيولوجية إلى نوعين حسب طريقة العمل: اللاهوائية والهوائية. تحتاج الكائنات الدقيقة الهوائية إلى استهلاك الأكسجين أثناء عملية التغذية ، حيث من الضروري أكسدة المواد. لا تحتاج الكائنات الدقيقة اللاهوائية إلى الأكسجين. يعتمد جوهر تقنية العملية ومجموعة المعدات اللازمة لذلك على نوع الكائنات الحية.

يتم العلاج البيولوجي وفقًا للشروط التالية:

• في البرك البيولوجية.
• حقول الترشيح
• في المرشحات الحيوية
• في الدبابات الجوية (أوكسيتينكس) ؛
• في الهضم.

في الطريقتين الأولى والثانية لتنقية المياه ، يتم استخدام أبسط الهياكل. البركة البيولوجية عبارة عن جسم مائي ، يمكن أن يكون طبيعيًا وصناعيًا ، وعادة ما يكون بنوع طبيعي من التهوية ، وحيث تعيش الكائنات الحية الدقيقة في الحمأة المنشطة. يتم تقديم جهاز التصفية على شكل قطعة من التربة (رمل ، طين ، طفيلية أو خث) ، يتم من خلالها تصفية المياه وتنقيتها بواسطة الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في التربة. في مثل هذه المرافق ، من المستحيل معالجة المياه شديدة التلوث بمعدل تدفق نشط. ومع ذلك ، فإن مرافق المعالجة البيولوجية هذه لا تحتاج عمليًا إلى تكاليف تشغيل ومراقبة مستمرة.

المرشح الحيوي عبارة عن هيكل لطريقة بيولوجية لتنقية المياه ، والتي تتم من خلال الترشيح من خلال طبقة من مادة التغذية مغطاة بطبقة من الكائنات الهوائية. تسمى هذه الطبقة أيضًا بيوفيلم. يستخدم نظام توزيع الهواء لتوفير حجم أكسجين كافٍ ، وهو أمر ضروري للكائنات الحية الدقيقة لتحلل الملوثات. قد يكون هناك أيضًا تهوية طبيعية.

Aerotank هي محطة معالجة أكثر تعقيدًا ، حيث يتم إنشاء التهوية بشكل مصطنع. في ذلك ، يتم إجراء التنقية بواسطة نفس الكائنات الحية الدقيقة الهوائية. يحدث هذا على النحو التالي: يتم خلط الماء مع الحمأة المنشطة ثم إدخالها في خزان التهوية. يحفز نظام التهوية الاصطناعية العمليات البيولوجية لتحلل الملوثات ، كما يوفر خلطًا جيدًا. عادة ما يتم استخدام الهواء من الغلاف الجوي للتهوية ، ولكن استخدام الأكسجين التقني شائع في خزانات الأكسجين ، وهذا يزيد بشكل كبير من كفاءة عملية التنقية.

عندما يتعلق الأمر بالطرق البيولوجية لمعالجة مياه الصرف باستخدام الكائنات الدقيقة اللاهوائية ، فإنها تحدث بشكل أساسي في أجهزة الهضم. يختلف هذا التنقية في أن البكتيريا لا تحتاج إلى الأكسجين ولا يوجد غاز حيوي نهائي ، وهو نفايات الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية. بالإضافة إلى ذلك ، لا يتم توفير الماء للهضم ، ولكن الرواسب المركزة المتبقية في قاع خزانات الترسيب ، والتي يجب أن تخضع لعملية التخمير. لتحفيز تخمير أكثر كثافة ، يمكن تزويد الجهاز بوظيفة تسخين إضافية. من الممكن التمييز بين نوع التخمير الوسيطي ، الذي يتم إجراؤه عند درجة حرارة 30-35 درجة مئوية ، والنوع المحب للحرارة ، الذي يتم إجراؤه عند درجة حرارة تتراوح بين 50 و 55 درجة مئوية. إجراء التحلل اللاهوائي ليس بسيطًا ويتم على عدة مراحل ، وفي المرحلة النهائية يتكون الميثان ، وهو نوع وقود صديق للبيئة.

• هل هناك ارتباط بين قياس المياه وتوفير الطاقة

ما هي طرق معالجة مياه الصرف الصحي الأخرى الموجودة

طريق توضيحيعني طريقة لإزالة الجسيمات العالقة من الماء. يتم تنفيذه عن طريق تصفية المياه من خلال خراطيش الترشيح المسامية أو من خلال مواد الترشيح. أجهزة التصفية والمرشحات وخزانات الترسيب ترسب المواد الصلبة العالقة. داخل أجهزة التصفية وخزانات الترسيب ، يتحرك الماء ببطء ، مما يتسبب في استقرار الجسيمات العالقة. من أجل تعجيل أصغر الجسيمات الغروية ، والتي يمكن أن تكون معلقة لفترة طويلة ، يضاف محلول التخثر إلى الماء. لهذه الأغراض ، يعد استخدام كبريتات الألومنيوم وكبريتات الحديدوز وكلوريد الحديديك أمرًا شائعًا. يؤدي التفاعل الكيميائي إلى تكوين رقائق ، والتي ، عند خفض التعليق ، تحبس أيضًا المواد الغروية.

تجلط الدمتسمى طريقة تنقية المياه ، حيث يتم معالجة كتلة الماء بكواشف كيميائية خاصة من أجل تخشين الجسيمات الملوثة. يشجع على استخدام طرق التوضيح وتغير اللون وإزالة الحديد. يحدث تضخم أصغر الجسيمات بسبب التصاقها تحت تأثير قوة جذب الجزيئات.

تحت تلونيشير إلى التغيير في مظهر تلك الجسيمات التي تعطي اللون للماء. يتم استخدام طرق مختلفة بناءً على السبب الجذري للون. يستخدم التخثر للتخلص من الغرويات الملونة أو المواد المذابة أو إزالتها. يُنصح أيضًا باستخدام عوامل مؤكسدة مختلفة (مشتقات الكلور والكلور نفسه ، برمنجنات البوتاسيوم ، الأوزون) والمواد الماصة (الكربون النشط ، الراتنجات الاصطناعية).

عندما يتعلق الأمر ب التطهير، يعني طريقة لمعالجة كتلة الماء بعوامل مؤكسدة و / أو الأشعة فوق البنفسجية لقتل الكائنات الحية الدقيقة. يتم تطهير المياه (يتم إزالة البكتيريا والجراثيم والميكروبات والفيروسات) في المرحلة الأخيرة من تحضير المياه للشرب ، أي أنها طريقة لتنقية مياه الشرب. في معظم الحالات ، لا يمكن استخدام المياه الجوفية والسطحية دون تطهير.

أسماء الطرق تأجيل و demanganizationيتحدثون عن أنفسهم. وهي تتكون في إزالة مركبات الحديد المنحل والمنغنيز. عادة ، يتم استخدام مواد تصفية خاصة لهذا الغرض. مهمة التخلص من الماء من الحديد معقدة ومعقدة للغاية. لحلها ، غالبًا ما تستخدم الطرق التالية:

تهوية- هذه طريقة حديثة لتنقية المياه ، حيث يقوم الأكسجين بأكسدة الماء بشوائب الحديد ، وبعد ذلك يحدث الترسيب والترشيح. يستهلك الهواء بمعدل حوالي 30 لتر / م 3. تم استخدام هذه الطريقة التقليدية لعدة عقود. ومع ذلك ، فإن أكسدة الحديد تتطلب وقتًا طويلاً وخزانات كبيرة ، لذلك يتم استخدام هذه الطريقة فقط بواسطة أنظمة البلدية الكبيرة.

عملية الأكسدة التحفيزيةمع مزيد من التصفية. هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا لإزالة الحديد اليوم ، والتي تُستخدم في الأنظمة المدمجة ذات الأداء العالي. جوهر هذه الطريقة لتنقية المياه هو أن أكسدة الحديد تحدث على أسطح حبيبات وسيط مرشح خاص ، والذي له وظيفة محفز ، أي أنه يسرع تفاعل الأكسدة الكيميائي. الأكثر شيوعًا هي وسائط الترشيح المعتمدة على ثاني أكسيد المنغنيز (MnO 2). تتأكسد مركبات الحديد مع ثاني أكسيد المنغنيز فورًا وتتراكم على سطح الحبيبات. ثم يبدأ الجزء الرئيسي من الحديد المؤكسد في التصريف أثناء الغسيل العكسي. لذلك ، طبقة المحفز الحبيبي هي أيضًا وسيط ترشيح. لتحسين عمليات الأكسدة ، يتم إضافة عوامل مؤكسدة كيميائية إضافية إلى الماء.

تخفيفالماء هو استبدال كاتيونات الكالسيوم والمغنيسيوم بعدد مماثل من كاتيونات الصوديوم أو الهيدروجين. يتم تنفيذ هذه الطريقة لتنقية المياه عن طريق الترشيح من خلال راتنجات التبادل الأيوني الخاصة. الماء العسر مألوف للجميع ، فقط تذكر المقياس الموجود في الغلاية. إنه غير مناسب لصباغة الأقمشة بطلاء قابل للذوبان في الماء ، لتخمير وإنتاج الفودكا. الصابون لا رغوة جيدة في الماء العسر. الصلابة المفرطة تجعل الماء غير مناسب لتشغيل غلايات ومراجل الغاز والكهرباء. سمك المقياس 1.5 مم يقلل من انتقال الحرارة بنسبة 15٪ ، و 10 مم - بنسبة 50٪. وهذا يرفع التكاليف. طاقة كهربائيةأو الوقود ، والذي يتشكل بدوره من الاحتراق والشقوق في الأنابيب وجدران الغلايات ، ويتم إيقاف عمل أنظمة التدفئة ووحدات إمداد الماء الساخن في وقت مبكر. طريقة فعالة للغاية لتليين المياه هي استخدام الترشيح التلقائي - منعمات خاصة. تعمل على مبدأ التبادل الأيوني ، حيث يتم استبدال الأملاح الصلبة في الماء بجزيئات ناعمة لا تشكل رواسب.

• وأوضحت وزارة الاعمار انخفاض درجة حرارة الماء الساخن في الشقق

اختيار طرق معالجة المياه الحديثة حسب نوع التلوث

يصف هذا الجدول الأساليب الحديثةتنقية المياه الطبيعية:

نوع التلوث	طريقة تنقية المياه
الجسيمات الخشنة والمعلقة والغروانية	الاستقرار الأولي مع الكواشف أو بدونها (اعتمادًا على تكوين كتلة الماء ودرجة التلوث). التخثر ، أي التخثر بمساعدة التفاعلات الكيميائية (إضافة ملح الألمنيوم والحديد والجير) بحجم الجسيمات الملوثة بحيث يمكن ترسيبها وتصفيتها بسهولة أكبر. الترشيح باستخدام المواد: رمل الكوارتز ، الهيدروانثراسيت ، الكربون المنشط ، الدولوميت ، إلخ.
زيادة الحموضة (pH)	يتم ترشيح الماء في هذه الحالة من خلال كربونات الكالسيوم الحبيبية أو الدولوميت شبه المخبوز ، والذي يحتوي على المغنيسيوم.
	استخدام التهوية ، أي حقن الهواء لتسريع العمليات المؤكسدة في خط الأنابيب وعمود الماء. يمكن معالجة الماء بعامل مؤكسد قوي (الأوزون ، الكلور ، هيبوكلوريت الصوديوم ، برمنجنات البوتاسيوم). ترشيح بطبقة معدلة يزيل الحديد المؤكسد (الحمأة) والحديد الحديدية المذابة
زيادة محتوى أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم (صلابة مفرطة)	التأثير الحراري ، حيث أن الغليان يقلل فقط من صلابة (كربونات) مؤقتة. طريقة التبادل الأيوني (الكاتيون) - الراتينج الحبيبي يمتص أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم ، ويعطي الصوديوم أو الهيدروجين في المقابل. طريقة التحلل الكهربائي هي تغيير في تركيز الإلكتروليتات في محلول تحت تأثير التيار الكهربائي. طريقة التناضح العكسي ، أي مرور الماء عبر غشاء شبه منفذ
أيونات المنغنيز	يتم استخدام عوامل مؤكسدة قوية ، لأن المنجنيز غالبًا ما يشكل مركبات عضوية (وإلا ، فإن طرق إزالة المنجنيز تشبه إزالة الحديد)
وجود البكتيريا والفيروسات والكائنات الحية الدقيقة	الكلورة. يضاف الكلور وثاني أكسيد الكلور وهيبوكلوريت الصوديوم أو الكالسيوم. الأوزون ، لأن الأوزون هو عامل مؤكسد طبيعي قوي يقوم بتطهير الفيروسات وأشكال الجراثيم إلى أقصى حد (حتى تلك المقاومة للكلور). الأوزون ، على عكس الكلور ، غير سام وغير مسرطن. لا يؤدي التشعيع بالأشعة فوق البنفسجية إلى إدخال أي شوائب إضافية في الماء.
انحرافات صغيرة في الخصائص الحسية	يسمح لك الامتصاص بالكربون المنشط بالتخلص بشكل فعال للغاية من المواد العضوية غير الطبيعية مثل الفينول والكحول والأثير والكيتون والمنتجات البترولية والأمينات والمواد الخافضة للتوتر السطحي "الصلبة" والأصباغ العضوية والأملاح المعدنية والكائنات الحية الدقيقة والكلور
الكائنات الحية الدقيقة والأملاح والمركبات العضوية	طريقة التناضح العكسي ، حيث يتم فصل الماء والمواد الموجودة فيه بواسطة غشاء شبه نفاذ مع ثقوب صغيرة توفر تنظيفًا عميقًا (حتى 98٪)