المعالجات الأولية للمياه الصناعية

<!--<!--

المحاضرة الاولي

المعالجة الأولية للمياه

إعداد أ.د/ محمد فكري شعبان

بسم الله الرحمن الرحيم

((وجعلنا من الماء كل شئ حي )) صدق الله العظيم <!--<!--

مقدمة

يمثل الماء سائل الحياة الوحيد اللازم ستمرار حياة الانسان والحيوان والنبات وذلك لما يتوفر فيه من الصفات العظيمة والتي لا توجد في غيره من السوائل .

ويمثل الماء 70:66% من وزن جسم الانسان فهو بالضرورة المكون الرئيسي في جسم الانسان.

واذا نظرنا الي تواجد الماء علي سطح الارض لوجدنا انه يمثل 71% من مساحة الكرة الارضية

وتعود أفضلية الماء الي اكتسابه العديد من الصفات المميزة والتي لا تتوفر في غيره من السوائل مثل انه شفاف لا لون ولا طعم ولا رائحة له هذا بالاضافة لكونه من أفضل المذيبات العضوية ويعد ارخصها علي الطلاق.

ويدخل الماء في العديد من الصناعات لما له من خواص يندر أن تتواجد في سائل آخر مثل استخدامه في أغراض التبادل الحراري (التبريد والتسخين) فعندما تحتاج العملية الصناعية الي تبريد نجد ان الماء خير وسيلة لنقل الحرارة مثل استخدامه في المكثفات Condensers والمبادلات الحراريةHeat exchangers ومبردات التجميدRefrigeration ومعدات تكييف الهواء Conditioning وأبراج التبريد Cooling towers .

كما يستخدم الماء لغرض السيطرة علي درجة حرارة التفاعل في العمليات الطاردة للحرارة . Exothermic reactions كما أنه يعتبر المكون الرئيسي في العديد من الصناعات مثل الصناعات الغذائية وصناعات المنظفات وعميات الصباغة والتجهيز للأقمشة , ولا يتسع المجال لذكر كافة الصناعات التي يدخل فيها الماء.

مصادر الماء

ان المصدر الرئيسي للماء هو الامطار التي تتكون نتيجة تبخير مياه البحار والمحيطات وتتكثف علي هيئة امطار تنساب علي هيئة قنوات وانهار او تتوغل تحت سطح الارض مكونا المياه الجوفية.

وعملية تكوين الامطار نتيجة بخر مياه الامطار تخضع لعملية ميكانيكية دقيقة تعرف بالدورة الهيدرولوجية(Hydrological Cycle).

<!--<!--

أجزاء دورة الماء

قامت دائرة المساحة الجيولوجية الأمريكية بتحديد 15 جزءاً من دورة الماء على النحو التالي:

المياه المخزنة في المحيطات: يسقط ماء المطر على الأراضي المرتفعة والجبال. وبفعل الجاذبية الأرضية يسيل الماء إلى أسفل التلال، وأثناء جريانه إلى المستويات المنخفضة يقوم بتعرية وجرف التربة والصخور، وهكذا. وبهذا الأسلوب تتآكل الجبال بعد آلاف السنين. ويشق ماء المطر أثناء جريانه على الأرض قنوات صغيرة لاتلبث أن تتجمع في قنوات أكبر فأكبر وتفرغ ماءها في جدول يجري إلى البحر. ويحمل الماء مواد التعرية إلى البحر.
التبخر: تأتي رطوبة الهواء عادة من عمليات التبخر، حيث تُبخر حرارة الشمس الماء من على سطح الأرض والبحيرات والأنهار وبشكل خاص من المحيطات. ويأتي نحو 85% من بخار الماء الموجود في الهواء من المحيطات، كما أن النباتات تزيد من رطوبة الهواء. وتمتص النباتات الماء من الأرض بوساطة جذورها، ثم تطلق الأوراق الماء على هيئة بخار في عملية تسمى النَّتْح. وعلى سبيل المثال تطلق شجرة البتولا حوالي 260 لترًا من الماء يوميًا. أما نبات الذرة فيطلق 37,000 لتر ماء يوميًا من كل مساحة هكتار مزروعة بالذرة انظر: التبخر؛ الورقة.
المياه الموجودة في الغلاف الجوي: من وقت لآخر يصعد كل الماء الذي على الأرض إلى الغلاف الجوي على هيئة بخار ماء. ويشكل هذا بدوره الأمطار التي تسقط على الأرض. ولكن الغلاف الجوي يحتوي عادة على واحد في الألف من 1% من كمية الماء على الأرض.
التكثف.
التساقط: يحمل الهواء المتحرك الدائر حول الأرض بخار الماء. ويبرد هذا الهواء المشبع ببخار الماء حيثما دفعه الهواء الأبرد إلى أعلى أو بتأثير الجبال والتلال. وإذا برد هذا الهواء يتكثف بخار الماء فيه إلى قطرات من الماء السائل على هيئة سُحُب، وتسقط القطرات منها على هيئة مطر فوق الأرض. أما إذا برد بخار الماء إلى حد مناسب فإنه يتكثف إلى بلورات من الجليد وتسقط على الأرض على هيئة ثلج.

تسقط حوالي 75% من الأمطار فوق المحيطات وبعض ما تبقى من المطر يتبخر فورًا من على سطح الأرض، وأسطح المنازل ومن البرك الصغيرة في الشوارع. كما ينساب بعضه الآخرعلى هيئة جداول ومن ثم على هيئة أنهار تصب في البحر. ويتسرب ما تبقى من ماء المطر في داخل الأرض ويصبح جزءًا من الماء الجوفي. ويتحرك الماء الجوفي ببطء شديد خلال الصخور تحت سطح الأرض وقد يصل إلى ماء الأنهار ويعود ثانية إلى البحر. وتحرك الماء الجوفي واتصاله بماء الأنهار يجعل هذه الأنهار مستمرة في الجريان أثناء فترات ندرة الأمطار أو انعدامها. انظر: الجليد؛ الطقس؛ المياه الجوفية.

توزيع المياه علي الارض

حجم المياه المختزنة في خزانات دورة الماء[1]
الخزان	حجم الماء (610كم3)	النسبة من الإجمالي
المحيطات	1370	97.25
القمم والجبال الجليدية	29	2.05
ماء الأرض	9.5	0.68
البحيرات	0.125	0.01
رطوبة التربة	0.065	0.005
الغلاف الجوي	0.013	0.001
الجداول والأنهار	0.0017	0.0001
المحيط الحيوي	0.0006	0.00004

<!--<!--

المعالجات الأولية للمياه في الصناعة

ان المياه المستخدمة في الصناعة لابد وكما قلنا ان تتوفر فيها العديد من الخواص الفيزيقية مثل خلوها من اللون والطعم والرائحة . لكن في كثير من الاحيان تصل الينا المياه مختلطة ببعض العناصر اما من البيئة التي تنتج منها المياه كالمياه الجوفية والتي تكون غالبا محملة بنسب عالية من الاملاح ككربونات الكالسيوم والماغنسيوم او ارتفاع نسبة الكلوريدات بها والذي بسببهم لايمكن ادخال تلك المياه في العمليات الصناعية.

لذا توجب عمل تطهير للمياه ونزع تلك الاملاح الغير مرغوب فيها مثل:

<!--الترشيح عبر المرشحات الرملية.

<!--الترشيح عبر المرشحات الكربونية.

<!--التخلص من الحديد بواسطة مرشحات الرمل الاخضر.

أولا- الترشبح عبر المرشحات الرملية

تعتبرعمليات الترشيح من اخطوات ااساسية لمعالجة المياه لمعظم الاستخدامات الصناعية. والهدف الاساسي من الترشيح هو ازالة المواد العالقة من التربة والشوائب. وغالبا مايستخدم الرمل حيث يتميز برخص سعره ولكونة مادة مسامية قادرة علي حجز المواد اغروية العالقة.

أنواع المرشحات الرملية:

وتنقسم المرشحات الي نوعين رئيسيين:

<!--المرشح الرملي البطئ (Slow sand filter).

<!--المرشح الرملي السريع )Rapid sand filter).

والاخير ينقسم بدوره الي نوعين:-

أ)ـــ مرشحات بالجاذبية الأرضية (Gravity rapid sand filter).

ب)- مرشحات بالضغط (Pressure rapid sand filter).

وفي جميع هذة الأنواع تمر المياه من أعلي الي أسفل خلال طبقة من الرمل مخلفة وراءها المواد العالقة ثم في طبقة من الزلط شبكة من المواسير المثقبة او المفتوحة الوصلات الي خارج المرشح.

أ)-المرشحات البطيئة

ويتكون من حوض جدرانه وقاعه من مادة صماء إما من خرسانة مسلحة او طوب ومسقطه الأفقي إما مربع أو مستطيل كما بالشكل.

ويغطي القاع شبكة من القنوات أو المواسير المفتوحة الوصلات لتصريف المياه من الحوض وتعلو هذة الشبكة طبقات من الزلط يأخذ حجم حبيباتها في الصغر من أسفل الي أعلي ثم تعلو ذلك طبقة من الرمل الحرش قطره 1.5 الي 2 ملليمتر بإرتفاع من 5 الي 10 سم ثم طبقة من الرمل الناعم بإرتفاع من 90 الي 120 سم بقطر فعال من 0.9 الي 30 ملليمتر.

وتمتاز هذة المرشحات البطيئة بالكفاءة العالية في إزالة الشوائب من الماء , حيث تصل نسبة إزالة العكارة الي 100% وازالة البكتيريا 89- 99% وازالة اللون 20-30%.

أما عيوب تلك الطريقة فهي بطء معدل الترشيح ولا تعطي كفاءة اذا زادت العكارة في الماء عن 50 جزء/مليون.

<!--<!--

ب)-المرشحات الرملية بالضغط (Pressure Rapid Sand filter)

وهي عبارة عن اسطوانة من الصلب محكمة إما رأسية أو أفقية المحور والنوع الرأسي يتراوح قطره من نصف متر الي 3 أمتار وارتفاعه 2 -4 متر ويستعمل للتصريفات الصغيرة كما أن النوع الفقي يتراوح قطره من 2.5-3.2 متلرا ويبلغ طوله حتي 7 امتار ويستعمل للتصريفات الكبيرة.

وطريقة التشغيل هي أن تضغط المياه بعد الترسيب بواسطة طلمبات ذاتضغط عالي الي المرشحات فتمر في الرمل والزلط الي شبكة الصرف ومنها الي شبكة التوزيع رأسا دون ان تمر علي خزان المياه النقية- ويستمر هذا حتي يبلغ فاقد عمود الضغط في المرشح اقصاه ثم يتم غسله فتتفكك حبيبات الرمل عن بعضها ومن ثم بإحتكاكها مع بعضها تتخلص مما علق بها من مواد هلامية تخرج مع المياه من المرشح كما بالشكل.

<!--<!--

المرشحات الرملية السريعة (بالجاذبية الطبيعية)

ويتكون من حوض من مادة صماء من الخرسانة أو الصلب أو الطوب وفي قاع الحوض توجد شبكة من المواسير الغرض منها صرف المياه من المرشح تعلو هذة الشبكة طبقة من الزلط بارتفاع يتراوح بين 60-785 سم اما عمق المياه في المرشح فيبلغ حوالي 150 سم فوق سطح الرمل وترتفع حافة الحوض حوالي 50 سم عن سطح الماء وبذلك يتراوح العمق الكلي للمرشح من 3-3.25 مترا.

<!--<!--

ثانيا- الترشيح عبر المرشحات الكربونية

والترشيح باستخدام الفلتر الكربوني هي وسيلة فعالة لازالة الملوثات والشوائب عن طريق استخدام الكربون النشط بتقنية الامتزاز الكيميائي حيث يعطي الكربون مساحة سطح كبيرة يمكن عن طريقها عمل امتزاز للروائح والكلور الموجود بالمياه حتي ان 454 جراما من الكربون تكفي لتطهير مساحة قدرها 100 فدان تقريبا.

<!--<!--

وهذا هو الكربون المنشط عموما ذو شحنة موجبة ويهدف الى جذب ملوثات الماء سالبة الشحنة.
ان فلاتر الكربون هي الأكثر فعالية في إزالة الكلور ، والرواسب ، والمركبات العضوية المتطايرة من المياه. ومع ذلك فهي ليست فعالة في إزالة المعادن والأملاح ، والمركبات غير العضوية الذائبة.
أحجام الجسيمات النموذجية التي يمكن إزالتها عن طريق مرشحات الكربون تتراوح ما بين 0.5 إلى 50 ميكرومتر. و حجم الجسيمات يمكن استخدامها كجزء من وصف مرشح. كفاءة والفلتر الكربوني يتم تصميمه على أساس معدل التدفق بمعني انه عند جعل معدل التدفق للمياه ابطئ ما يمكن فهذا يجعل العملية اكثر كفاءة في ازالة الملوثات وذلك لان معدل مروره علي الكربون النشط سيكون اطول مايمكن.

و حاليا ،فإن فلاتر الكربون التي تستخدم في المنازل الفردية بوصفها جزء من استخدام مرشحات المياه ، وأحيانا في مرافق معالجة المياه البلدية. كما أنها تستخدم قبل أجهزة العلاج لأنظمة التناضح العكسي وكمرشحات متخصصة مصممة لإزالة الكلور وكذلك لأزالة البكتيريا والكائنات الاولية المقاومة للكلور.

Currently 0/5 Stars.
1 2 3 4 5

0 تصويتات / 477 مشاهدة

نشرت فى 5 فبراير 2013 بواسطة FalconEgypt

ريزين التبادل الايوني, المرشحات, الفلاتر الرملية والكربونية

احفظ

عدد زيارات الموقع

17,542

شركة فالكون إيجيبت -د.محمد فكري شعبان

المعالجات الأولية للمياه الصناعية