المواد المكتلة لقطاع المياه العادمة الصناعية

ما هي المادة المكتلة في معالجة مياه الصرف الصناعي؟

المادة المكتلة بوليمر عالي الوزن الجزيئي قابل للذوبان في الماء — عادة من أساس البولي أكريلاميد — يجمع الجسيمات الدقيقة العالقة في الصرف الصناعي في ندف كبيرة سريعة الترسيب أو سريعة الطفو. تُجرَّع بعد أن يكون المخثر قد زعزع استقرار الغرويات، وهي ما يحوّل تيار صرف عكرًا بطيء الترسيب إلى ماء رائق وحمأة متراصة يمكن تكثيفها ونزع مائها.

تعمل المواد المكتلة بالجسر: تمتزّ كل سلسلة بوليمرية طويلة على جسيمات كثيرة في آن واحد وتربطها في تجمّع ثقيل بما يكفي ليترسب في المروّق، أو خفيف بما يكفي — ملتصقًا بفقاعات الهواء — ليطفو في خلية التعويم بالهواء المذاب (DAF). يحدد الوزن الجزيئي قوة الجسر، وتحدد الشحنة الأيونية أي المواد الصلبة تمسك بها السلسلة.

أنيونية أم كاتيونية أم غير أيونية — أي مادة مكتلة يحتاجها الصرف؟

يناسب البولي أكريلاميد الأنيوني المواد الصلبة غير العضوية — ندف هيدروكسيدات المعادن بعد التخثير، والدقائق المعدنية، والسيراميك، وغسيل الصلب والرمل — حيث يجسر الكالسيوم الذائب البوليمر السالب إلى الجسيم. وتناسب الدرجات الكاتيونية المواد الصلبة العضوية والحيوية: صرف الأغذية والألبان، وحمأة النسيج والورق، والمياه الزيتية، وقبل كل شيء نزع ماء الحمأة الحيوية والكيميائية، حيث يرتبط البوليمر الموجب مباشرة بالأسطح سالبة الشحنة. وتملأ الدرجات غير الأيونية الفجوة عند pH المنخفض أو الملوحة العالية حيث تفقد البوليمرات المشحونة فعاليتها.

ثم تُضبط كثافة الشحنة والوزن الجزيئي داخل كل عائلة — ولأن تيارَي صرف من الصناعة نفسها نادرًا ما يتصرفان بالطريقة نفسها، يبقى اختبار الجرة على التيار الحقيقي الطريقة الموثوقة الوحيدة لاختيار الدرجة والجرعة.

المخثر أولًا ثم المادة المكتلة: سلسلة المعالجة الفيزيائية الكيميائية

تُزعزع الغرويات التي لا تترسب أبدًا أولًا بمخثر غير عضوي — كلوريد الحديديك أو كلوريد البولي ألومنيوم — يعادل شحنة سطحها ويرسّب في الطريق الفوسفور والمعادن الثقيلة هيدروكسيدات. وتُجرَّع المادة المكتلة لاحقًا عند مدخل المروّق أو خلية التعويم لتنمية الندف الدقيقة المزعزعة إلى ما يستطيع حوض الترسيب التقاطه. أسقط المخثر فلن تجد المادة المكتلة ما تجسره؛ وأسقط المادة المكتلة فتبقى الندف أصغر وأهشّ من اللازم.

يُحضَّر البوليمر محلول عمل مخففًا — جزءًا من المئة عادة — لأن المسحوق أو المستحلب المركّز لا يتشتت في التيار، ويُضاف حيث يكون الخلط لطيفًا بما يكفي حتى لا يمزق الندف. ثم تُعاد الكيمياء الكاتيونية نفسها في نهاية الخط لتهيئة الحمأة لمكابس الأحزمة وأجهزة الطرد المركزي ومكابس الترشيح.

ما تعنيه حدود الصرف لاختيار الكيماويات

تُكتب تصاريح الصرف الصناعي بالمواد الصلبة العالقة وCOD وBOD والزيوت والشحوم والفوسفور والمعادن — وكلها ما يُفترض أن تخفضه مرحلة التخثير والتكتيل قبل المعالجة الحيوية أو الصرف. في مصر تتبع الحدود القانون 48 لسنة 1982 ولائحته التنفيذية للصرف على المجاري المائية والقانون 93 لسنة 1962 للصرف على شبكة الصرف العامة؛ وفي الاتحاد الأوروبي تحدد استنتاجات أفضل التقنيات المتاحة لمعالجة مياه الصرف المشتركة بموجب توجيه الانبعاثات الصناعية نطاقات متوسط سنوي بين 5 و35 ملجم/لتر مواد صلبة عالقة كلية وبين 30 و125 ملجم/لتر COD للصرف المباشر من المواقع الكيميائية. تلك الأرقام تقرر مقدار الترويق الذي يجب أن تحققه الكيمياء، ومن ثم أي زوج مخثر–مادة مكتلة وأي جرعة ينبغي أن يستهدفها اختبار الجرة.