المعالجة الأولية للمياه
المعالجة الأولية للمياه:
قبل دخول المياه إلى الاستخدام أو إلى أغشية التناضح العكسى Revers Osmosis أو اختصاراً RO، يجب أن
تتم معالجتها لإزالة بعض المكونات التى يمكن أن تجعل المياه غير صالحة للاستهلاك، أو تتسبب فى تلف الأغشية
و عملية المعالجة و التحلية بالكامل.
و تتمثل تلك المكونات التى يجب معالجتها قبل دخول المياه إلى أغشية التناضح العكسى أو إلى الاستهلاك فيما يلى:
البكتيريا Bacteria:
يجب معالجة البكتيريا قبل دخول المياه لأغشية ال RO حيث تتكاثر على سطح الغشاء و تتسبب فى انسداده.
و تتم تلك المعالجة بإحدى الطريقتين الاّتيتين:
حقن الكلور Chlorine injection
حيث يتم حقن الكلور بواسطة مضخة حقن تسحب محلول الكلور من الخزان المخصص و تقوم بحقنه
فى بداية خط المياه الداخل الى المحطة و تنتقل المياه المكلورة إلى خزان التغذية لتحقيق وقت تفاعل الكلور.
و يساعد حقن الكلور أيضا فى ترسيب بعض المكونات الأخرى كالحديد.
الأشعة فوق البنفسجية Ultra Violet أو اختصاراً UV
جهاز الأشعة فوق البنفسجية عبارة عن اسطوانة من الاستانلس ستيل لها فتحتى دخول و خروج للمياه
و بداخل هذه الاسطوانة لمبة تصدر الأشعة فوق البنفسجية و التى فى تدمير ال DNA الخاص بالبكتيريا
فيصبح وجودها و العدم سواء. و تكون لمبة ال UV بداخل جراب زجاجى يحفظها بعيدا عن الماء
و لا يحجب الأشعة عن الوصول للماء.
تأتى أجهزة الأشعة فوق البنفسجية بأحجام طبقا لكمية المياه المطلوب معالجتها و يتم احتساب قدرتها على
المعالجة بالجالون فى الدقيقة GPM.
يجب إزالة الرواسب و العكارة من المياه قبل دخولها إلى جهاز ال UV حتى تصل الأشعة إلى المياه و تؤدى
عملها بالشكل الصحيح .. و تتم ازالة الرواسب و العكارة باستخدام المرشحات مثل فلاتر الرمل و فلاتر
المالتيميديا و شمعات السيدمنت.
المواد الصلبة العالقة TSS
المواد الصلبة العالقة و الغير ذائبة فى الماء هى جسيمات صغير تطفو فى الماء مثل الطمى و الأتربة
و أجزاء من الطحالب و بعض المواد العضوية و الصدأ و يشار إليها ب TSS و هى اختصار Total
Suspended Solids .
يجب ألا تزيد نسبة ال TSS فى مياه تغذية ال RO عن 1 ملجم/لتر.
العكارة Turbidity
طبقا لموسوعة ويكيبيديا فإن العكارة هى وجود سحابة أو شوائب داخل أي مائع ويكون السبب فيها
جزيئات صغيرة (اجسام معلقة في الماء مثلا) وغالبا لا ترى بالعين المجردة، وهي شيء شبيه بالدخان
في الهواء. و تعد عملية قياس العكارة عملية أساسية في اختبار جودة المياه.
وغالباً ما ترتبط المواد الصلبة العالقة بالعكارة. وحدة قياس العكارة هى N.T.U.
يجب ألا تحتوى مياه التغذية (الداخلة) لأنظمة التناضح العكسى إلا على نسبة 0.5 N.T.U
و لا تزيد عن 1 N.T.U
كثافة الطمى silt density index إختصاراً SDI
يقدر مؤشر كثافة الطمي (SDI) كمية المواد الصلبة العالقة والغرويات داخل الماء و التى إذا زادت عن
النسبة المقبولة تجعل مياه الشرب غير صالحة و تتسبب فى فشل أنظمة المعالجة بالتناضح العكسى RO.
وحدة القياس هى عدد SDI.
يجب ألا تزيد نسبة كثافة الطمى عن 3 و بحد أقصى 5.
يستخدم البعض فلتر الرمل لإزالة المواد الصلبة العالقة و العكارة و الطمى، و لكن الأفضل بالتجربة
استخدام فلتر المالتيميديا Multimedia Filter و الذى يحتوى على فحم الانثراسيت ثم الرمل ثم
الحصى.
يقوم فلتر المالتيميديا بإزالة الرواسب و العوالق من المياه بكفاءة حتى 20 ميكرون، و يكون متبوعاً
بشمعة بولى بروبلين 5 ميكرون. و يمكن استخدام شمعة بولى بروبلين 1 ميكرون إذا كان الماء سيمر
بعدها على جهاز ال UV.
الكلور و المواد العضوية:
رغم أن الكلور يستخدم على نطاق واسع فى تطهير المياه من البكتيريا و الفيروسات و الديدان و مسببات
الأمراض، و أيضا يعمل على أكسدة بعض المواد الأخرى، إلا أن منظمة الصحة العالمية قد أوضحت فى إرشاداتها
و توصياتها بخصوص مياه الشرب أن نسبة الكلور المتبقى فى المياه بعد المعالجة يجب أن يبقى فى حدود من
0.2 مللجم/لتر و لا يزيد عن 0.5 مللجم/لتر .. و يرجع ذلك إلى ما ثبت من ارتباط وجود الكلور فى مياه الشرب
بنسب زائدة بعدد من الأمراض لعل من بينها الفشل الكلوى.
أما المود العضوية فهى المواد التى تتكون بسبب تحلل بقايا الكائنات الحية فى الماء كالبكتيريا و الطحالب
و النباتات، أيضا قد تصل المواد العضوية للمياه من مصادر طبيعية كالتربة أو من مصادر بشرية كوصول النفايات
الزراعية و الصناعية و المنزلية لمصادر المياه كالأنهار.
ثؤثر المواد العضوية فى خصائص الماء كاللون و الطعم و الرائحة، و لكن التأثير الأخطر يكون فى المركبات الثانوية
التى تنتج من تفاعل المواد العضوية مع مواد تعقيم المياه كالكلور.
بناءا على ما سبق فييجب أن تكون هناك وسيلة لإزالة الكلور و المواد العضوية من مياه الشرب. و تتمثل تلك الوسيلة
فى فلتر الكربون النشط Activated Carbon، و طبقاً لموسوعة ويكيبيديا:
الترشيح بالكربون هو وسيلة للتصفية حيث تستخدم قطعة من الكربون النشط لإزالة الملوثات والشوائب،
وذلك باستخدام الامتصاص الكيميائي. كل قطعة من الكربون هي مصممة لتوفير جزء كبير من مساحة السطح،
من أجل السماح لأكبر قدر ممكن من الملوثات للتعرض لوسائل التصفية.رطل واحد (454g) من الكربون المنشط
يحتوي على مساحة 100 فدان تقريبا (1 كم ² / كغ). هذا الكربون ينشط بشحنة موجبة وهو مصمم ليجذب ملوثات
الماء المشحونة بالسالب. تستخدم تصفية الكربون عادةً لتنقية المياه، ولكنها تستخدم أيضاً لتنقية الهواء.
فلاتر الكربون هي الأكثر فعالية في إزالة الكلور، و الرواسب، والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs) من المياه.
ولكنها ليست فعالة في إزالة المعادن، الأملاح، والمركبات غير العضوية الذائبة.
عسر الماء أو قساوة الماء Hardness:
طبقا لموسوعة ويكيبيديا فإن الماء العسر هو الماء الذي يحتوي على محتوى معدني عالي (على النقيض من
«المياء اليسر»). يتم تشكيل المياه العسر عندما يتم ترشيح المياه من خلال رواسب الحجر الجيري والطباشير
التي تتكون أساسا من الكالسيوم وكربونات المغنيسيوم.
شرب هذا الماء قد يكون له فوائد صحية معتدلة، ولكن يمكن أن تطرح مشاكل خطيرة في إعدادات الصناعية،
حيث يتم رصد صلابة المياه لتجنب حدوث أعطال مكلفة في المراجل، أبراج التبريد والمعدات الأخرى التي تتعامل
مع المياه. في الاستخدام المنزلي، نري المياء العسر عندما نري عدم تشكيل رغوة الصابون عندما يتم تحريك
الصابون في الماء، وتكوين رواسب بيضاء في غلايات وسخانات المياه. تليين المياه يستخدم عادة لتقليل الآثار
الضارة عن صلابة المياه.
وفى موقع https://www.healthvermont.gov/ نجد معلومات اكثر عن عسر الماء نكتفى منها هنا بالجدول
الاّتى الذى يوضح درجة عسر الماء بناءاً على تركيزات كربونات الكالسيوم و هى كما يلى:
أقل من 75 مجم / لتر - تعتبر لينة بشكل عام
76 إلى 150 مجم / لتر - معتدل الصلابة
151 إلى 300 مجم / لتر - صعب
أكثر من 300 مجم / - شديد الصلابة
(https://www.healthvermont.gov/environment/drinking-
water/hardness-drinking-water)
حيث أن أغشية التناضح العكسى هى الجزء الأهم و الأغلى ثمناً فى منظومة التناضح العكسى فيجب حماية
تلك الأغشية من تكون القشور التى يسببها عسر الماء على سطحها و هو ما يؤدى إلى إنسدادها و تلفها
أو على الأقل يقلل من كفاءة عملها، و لمعالجة عسر الماء نستخدم إحدى الطريقتين الاّتيتين:
فلتر تليين الماء Softener
فلتر السوفتنر عبارة فيزل يحتوى على راتنجات التبادل الأيونى و التى يطلق عليها ريزن. و تكون تلك
الراتجات مشحونة أيونات الصوديوم ، و عندما يمر الماء العسر على تلك الراتنجات تحدث عملية التبادل
الأيونى حيث يتخلى الماء عن أيونات الكالسيوم و الماغنسيوم و يستبدلها بالصوديوم من الريزن.
و لكن كيف تتم إعادة شحن الريزن بالصوديوم؟
يتصل الفيزل المحتوى على الريزن بخزان صغير يحتوى على ماء مضاف إليه أقراص الملح فيتكون
كلوريد الصوديوم فيتم سحب المحلول الملحى ليعاد به شحن الريزن بالصوديوم.
حقن مضاد تكلس AntiScalant Dosing
فى نظام التناضح العكسى يتم ضخ الماء إلى الغشاء قيتكون على جانبيه محلول ملحى عالى التركيز و مع
الوقت تتشكل على جانبى الغشاء بلورات ملحية تقلل من كفاءة عمل الغشاء و مع الوقت تتسبب فى
انسداده، لذلك يتم حقن مضاد التكلس و هو مادة كيميائية تتم إضافتها إلى الماء فى خزان بنسبة من 2 إلى
5 ملجم لكل لتر من الماء الموجود بالخزان، ثم يتم سحب هذا المحلول من الخزان و حقنه فى خط الماء
الداخل إلى غشاء ال RO بواسطة مضخة حقن فيتم منع تكون القشور و البلورات الملحية على الغشاء
مما يعمل على تباعد الفترات التى يحتاج فيها الغشاء إلى التنظيف و يؤدى إلى إطالة عمره الافتراضى.
الحديد و المنجنيز Iron and Manganese:
فى دليل جودة مياه الشرب الصادر عن منظمة الصحة العالمية أن أقصى حد مسموح به لنسبة وجود الحديد
فى الماء هو 0.3 ملجم/لتر، و بالنسبة للمنجنيز فالحد الأقصى 0.05 ملجم/لتر.
غالباً لا تحتوى المياه العذبة على نسب عالية من الحديد و المنجنيز، و لكن يمكن أن تتلوث تلك المياه بالحديد
من وصلات السباكة التى تكون من الحديد أو الزهر.
و لكن مشكلة وجود الحديد و المنجنيز فى المياه غالبا تكون فى المياه الجوفية، و فى غياب الأوكسجين فى باطن
الأرض يكون الحديد و المنجنيز فى صورة ذائبة فى الماء و هنا يكون رمز الحديد ⁺Fe² و المنجنيز ⁺Mn²،
فإذا ما تعرضت المياه للأوكسجين أو لعامل مؤكسد اّخر تحول الحديد و المنجنيز إلى الصورة الصلبة غير ذائبة
فيصبح الحديد ⁺Fe³ و المنجنيز ⁺Mn⁴ ، و بذلك تسهل إزالتهما من الماء بالمرشحات و الفلاتر.
ربما لا يكون تحديد حد أقصى لنسبة الحديد و المنجنيز فى إمدادات المياه بالنظر إلى تأثيرات صحية بقدر ما هو
تأثيرات سلبية تتمثل فى الطعم المعدنى السىء و إنسداد وصلات السباكة و تلطخ الملابس و الأوانى بالألوان
مابين الأصفر و البنى و كذلك تلف الأجهزة المنزلية كالسخانات الكهربائية و الغسالات .. و بالنسبة لمحطات
و وحدات معالجة و تنقية المياه:
يؤدى وجود الحديد و المنجنيز بصورتيهما الذائبة و الصلبة إلى تلوث و إنسداد المرشحات و الفلاتر، و يتمثل
الضرر الأكبر فى تقليل كفاءة أغشية التناضح العكسى ( الممبرينات ) انتهاءاً بانسدادها و تلفها. و لذلك نجد
المعايير القياسية لمياه تغذية التناضح العكسى توضح أن نسبة 1 ملجم/لتر للحديد و 0.05 ملجم/لتر للمنجنيز
هى حد أقصى يمكن للأغشية إزالته و أما ما زاد عن تلك النسبة فيجب معالجته و إزالته قبل دخول المياه لأنظمة
ال RO.
و لكن ما هى طرق إزالة الحديد و المنجنيز من المياه؟
هناك عدة طرق معروفة لإزالة الحديد و المنجنيز لعل أكثرها شهرة و تداولاً ما يلى:
الكلور.
الأوزون.
فلتر البيرم( برمنجانات البوتاسيوم).
حقن الكلور / إزالة الكلور Chlorine Dosing / Removing Chlorine
سبق أن تناولنا تطهير المياه من البكتيريا و الجراثيم بواسطة حقن الكلور، و بنفس الطريقة يتم استخدام
الكلور فى صورة هيبوكلوريت الكالسيوم و هيبوكلوريت الصوديوم لإكسدة الحديد و المنجنيز و تحويلهما
إلى الصورة الصلبة حتى يمكن إزالتهما بسهولة بواسطة فلتر المالتيميديا متبوعا بشمعة سيدمنت 5
ميكرون، و عادة يكون تركيز الكلور فى خزان الكلور 0.5 ملجم/لتر.
بعد حقن الكلور يجب أن ينتقل الماء المكلور إلى خزان لتحقيق وقت التفاعل سواء فى استخدام الكلور
لإبادة الجراثيم و البكتيريا أو لأكسدة الحديد و المنجنيز حيث يحتاج الحديد إلى حوالى 20 دقيقة للتأكسد
بينما يحتاج المنجنيز إلى حوالى نصف ساعة.
يجب أن تتم إزالة الكلور من المياه بواسطة فلتر الكربون النشط حيث يجب ألا تزيد نسبة الكلور فى مياه
تغذية نظم التناضح العكسى عن 0.1 ملجم/لتر.
الأوزون Ozone
الاوزون غاز عديم اللون له رائحة نفاذة، و هو عبارة عن ثلاث ذرات أوكسجين و له الصيغة الكيميائية
O³. الأوزون أقوى بمرات من الكلور فى مجال تطهير الماء و أكسدة الحديد و المنجنيز و الكبريت.
يتم إنتاج الأوزون من مولدات تكون جزء من محطة معالجة المياه حيث يتم حقن الأوزون فى مخرج
المياه من مضخة التغذية و يتجه الماء بعد ذلك إلى الخزان الإبتدائى و من ثم إلى فلاتر المالتيميديا
و الكربون و وحدة التناضح العكسى.
سلبيات معالجة المياه بالأوزون:
المعالجة بالأوزون أشد تعقيدا من المعالجة بالكلور و تحتاج إلى متخصص لتحديد النسبة
الصحيحة من الأوزون المطلوبة لمعالجة أكثر كفاءة.
المعالجة بالأوزون غالباً أكثر تكلفة من طرق المعالجة الأخرى.
الأوزون شديد التفاعل و التاّكل لذلك يتطلب مواد مقاومة للتاّكل مثل الستانلس ستيل و البولى
بروبلين.
لابد من متابعة أجهزة توليد الأوزون للتأكد من عدم وجود تسرب قد يؤدى إلى التسمم و ربما
الانفجار.
فلتر البيرم Birm Filter
مادة البيرم عبارة عن احجار مطلية بأكسيد المنجنيز، يستخدم البيرم كوسيط لأكسدة الحديد و المنجنيز
فى المياه التى تحتوى على نسب تصل إلى 15% من الحديد وفق شروط سنذكرها فيما يلى.
يتدفق الماء إلى مرشح أو فلتر البيرم و بسبب وجود الأوكسجين المذاب فى الماء يتفاعل الحديد الذائب
Fe² مع مادة البيرم ليتحول إلى حديد غير قابل للذوبان Fe³، بعد ذلك يتم التخلص من هذا الحديد الصلب
عن طريق الغسيل العكسى للفلتر. لا يحتاج فلتر البيرم لإضافة أية كيماويات، و مع الإلتزام بشروط
التشغيل و الصيانة لا يتم تغيير البيرم قبل 4 سنوات و أكثر.
شروط يجب توافرها للحصول على الكفاءة الأمثل لفلتر البيرم:
يجب أن تكون درجة حموضة المياه ال PH عن نسبة من 6.8 إلى 9.
يجب ألا تزيد نسبة المواد العضوية عن نسبة من 4 إلى 5 جزء فى المليون.
نسبة الأوكسجين الذائب فى الماء يجب ألا تقل عن 15% من نسبة الحديد و المنجنيز فى الماء.
يجب إزالة كبريتيد الهيدروجين ( رائحة البيض الفاسد ) من الماء.
يجب إزالة الكلور من الماء قبل فلتر البيرم باستخدام فلتر الكربون المنشط حيث يثبط الكلور من
فعالية البيرم، لذلك يشترط ألى تزيد نسبة الكلور عن 0.5 جزء فى المليون ( 0.5 ملجم/لتر)
فى حالة وجود المنجنيز يجب ألا تزيد حموضة الماء عن 8.5 حيث تتسبب درجة الحموضة
الأعلى فى تكوين الحديد الغروانى الذى من الصعب إزالته.
مع خالص تمنياتنا الطيبة لكل عملاينا الكرام.
نور لنظم معالجة و تنقية المياه
محد محفوظ
01010713412 - 01552238408
تعليقات
إرسال تعليق