تحتوي مياه الصرف الصناعي الناتجة أثناء عمليات الإنتاج على ملوثات مختلفة، بما في ذلك المواد الصلبة العالقة والمواد العضوية واللون والزيوت والشحوم والأملاح وغيرها من الملوثات.

لا يمكن تفريغها مباشرة أو إعادة استخدامها دون العلاج المناسب. يعتمد نظام معالجة المياه الصناعية الكامل بشكل أساسي على مزيج من الترشيح الفيزيائي، والمعالجة الكيميائية، والتحلل البيولوجي، وعمليات التنقية المتقدمة لتحقيق تنقية مياه الصرف الصحي، والتفريغ المتوافق، وإعادة استخدام المياه. 

ومن بين هذه العمليات، تلعب المواد الكيميائية لمعالجة المياه دورًا حاسمًا في تحسين كفاءة المعالجة وتحسين جودة المياه.

التصنيف ومبادئ العمل للمواد الكيميائية الأساسية لمعالجة المياه

تتنوع أنواع المواد الكيميائية لمعالجة المياه الصناعية. تم تصميم مواد كيميائية مختلفة لمعالجة مشكلات محددة تتعلق بجودة المياه ولعب أدوارها في حل المشكلات مثل تلوث المياه وتلف المعدات. وهي مواد أساسية في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي.

مواد التخثر والمواد الندفية (المواد الكيميائية الأساسية للمعالجة المسبقة لمياه الصرف الصحي)

عادة ما تحمل الجسيمات الدقيقة المعلقة والمواد الغروية في الماء شحنات، مما يسمح لها بالبقاء معلقة وتمنع الترسيب الطبيعي. هذه الجسيمات هي الأسباب الرئيسية لتعكر المياه واللون الزائد.

يمكن للمواد الكيميائية شائعة الاستخدام مثل كلوريد البولي ألومنيوم، والبولي أكريلاميد، وبولي دادماك أن تزعزع استقرار الجسيمات الغروية من خلال ثلاث آليات رئيسية: تحييد الشحنة، وجسر الامتزاز، وترسيب التلبد.

تتيح هذه المواد الكيميائية للشوائب الصغيرة أن تتجمع في كتل أكبر، والتي يمكن بعد ذلك فصلها بسرعة من خلال الترسيب. وهي تستخدم بشكل رئيسي لإزالة المواد الصلبة العالقة، واللون، والمواد العضوية الجزئية، والمعادن الثقيلة من مياه الصرف الصحي. 

كما يتم تطبيقها على نطاق واسع في عمليات نزح الحمأة، مما يقلل بشكل كبير من تعكر مياه الصرف الصحي ويقلل الحمل للمعالجة المتقدمة اللاحقة.

المواد الكيميائية الوظيفية المتخصصة (المعالجة المستهدفة لقضايا جودة المياه المعقدة)

بالنسبة لأنواع مياه الصرف الصحي الخاصة مثل المياه المنتجة من حقول النفط، ومياه الصرف الصحي للمنسوجات عالية الألوان، ومياه الصرف الصناعي عالية الملوحة، فإن المواد الكيميائية المتخصصة بما في ذلك مزيلات الاستحلاب العكسية وعوامل إزالة اللون توفر حلولاً مستهدفة.

يمكن لأجهزة إزالة الاستحلاب أن تكسر مستحلبات الزيت والماء وتسريع عملية فصل الزيت الخام والشحوم عن مياه الصرف الصحي. يمكن لعوامل إزالة اللون المتخصصة أن تحلل المركبات المسببة للألوان في الماء، مما يقلل بشكل فعال من لون مياه الصرف الصحي ويلبي متطلبات المعالجة لمختلف تطبيقات مياه الصرف الصناعي المعقدة.

عملية معالجة المياه الصناعية السائدة

لا تعتمد معالجة مياه الصرف الصناعي على طريقة معالجة كيميائية واحدة. وبدلاً من ذلك، فإنها تعتمد نظام معالجة خطوة بخطوة يجمع بين تقنيات المعالجة المختلفة لتحسين جودة المياه تدريجيًا مع تحقيق التوازن بين أداء المعالجة وتكاليف التشغيل.

الخطوة 1: المعالجة المسبقة

من خلال خزانات المعادلة، يتم استقرار جودة مياه الصرف الصحي ومعدل التدفق. تتم إزالة الجسيمات الكبيرة والرواسب والمواد العائمة والزيوت لمنع انسداد المعدات النهائية وضمان ظروف التدفق المستقرة.

الخطوة الثانية: المعالجة الفيزيائية والكيميائية

تتم إضافة مواد التخثر والمندفات خلال هذه المرحلة. من خلال عمليات مثل التخثر والتلبد والترسيب والتعويم، تتم إزالة معظم المواد الصلبة العالقة والألوان والملوثات الجسيمية.

وتعد هذه إحدى مراحل المعالجة الأولية الرئيسية، مما يقلل بشكل كبير من العبء على عمليات المعالجة اللاحقة.

الخطوة 3: العلاج البيولوجي

تستخدم المعالجة البيولوجية الكائنات الحية الدقيقة لتحلل الملوثات العضوية القابلة للذوبان في مياه الصرف الصحي، مما يقلل المؤشرات الرئيسية مثل COD ونيتروجين الأمونيا، ويزيد من تحسين جودة المياه.

الخطوة 4: المعالجة المتقدمة وإعادة استخدام المياه

بالنسبة لمياه الصرف الصحي بعد المعالجة البيولوجية، يتم تطبيق التقنيات المتقدمة مثل أكسدة الأوزون، والترشيح الفائق، والتناضح العكسي لإزالة المركبات العضوية المتبقية والأملاح.

ويمكن إعادة استخدام المياه النظيفة المعالجة في التطبيقات الصناعية مثل غسل المعدات وتدوير مياه التبريد، مما يتيح إعادة تدوير المياه وتقليل تكاليف استهلاك المياه الصناعية بشكل كبير.

اتجاهات التطوير الرئيسية في تكنولوجيا معالجة المياه الحديثة

مع اللوائح البيئية الأكثر صرامة وزيادة الطلب على توفير الطاقة وخفض التكاليف، انتقلت صناعة معالجة المياه إلى ما هو أبعد من الامتثال البسيط لتصريف مياه الصرف الصحي وتتطور نحو ثلاثة اتجاهات رئيسية: المعالجة الدقيقة، واستعادة الموارد، والحلول الخضراء منخفضة الكربون.

غالبًا ما تكون المواد الكيميائية التقليدية ذات المكون الواحد ذات قدرة محدودة على التكيف، وتتطلب جرعات أعلى، وتولد المزيد من الحمأة. وفي المقابل، يمكن تصميم تركيبات مركبة مخصصة جديدة وفقًا لخصائص مختلفة لمياه الصرف الصحي، مما يحقق كفاءة معالجة أعلى، واستهلاك أقل للطاقة، وتقليل التلوث الثانوي.

وفي الوقت نفسه، أصبحت المواد الكيميائية القابلة للتحلل الحيوي الصديقة للبيئة، وأنظمة الجرعات الذكية، وتقنيات تفريغ السوائل الصفرية (ZLD) شائعة بشكل متزايد. وتمثل هذه الابتكارات الاتجاه المستقبلي لمعالجة المياه الصناعية، مما يساعد الصناعات على تحقيق الامتثال البيئي والإنتاج الموفر للطاقة.