ما هي المواد الكيميائية الشائعة الاستخدام لإزالة الفوسفور في معالجة مياه الصرف الصحي؟

في عملية إزالة الفوسفور الكيميائية لـ معالجة مياه الصرف الصحيتعتمد هذه العملية بشكل أساسي على إضافة مواد كيميائية إلى مياه الصرف الصحي للتفاعل مع الفوسفور (وخاصةً الفوسفات) وتكوين رواسب فوسفاتية غير قابلة للذوبان. بعد ذلك، يُزال الفوسفور من الماء عن طريق فصل المواد الصلبة عن السائلة. تُصنف المواد الكيميائية الشائعة الاستخدام إلى نوعين رئيسيين: أملاح المعادن وأملاح الكالسيوم، كما هو موضح أدناه:

Ⅰ. أدوية الأملاح المعدنية

هذا النوع من المواد الكيميائية هو الأكثر استخدامًا في معالجة مياه الصرف الصحي، ويتميز بسرعة تفاعل عالية وتأثير مستقر.

الأملاح الملحية

الأنواع الشائعة الاستخدام: كبريتات الحديدوز (الزاج الأخضر)، كلوريد الحديديك، كبريتات الحديديك المتعددة (نظام الدفع المسبق), كلوريد البولي فيريك (PFC).

آلية العمل: تتحد أيونات الحديد (Fe²⁺ أو Fe³⁺) مع أيونات الفوسفات (PO₄³⁻) في مياه الصرف الصحي لتكوين راسب فوسفات الحديد. في الوقت نفسه، يُظهر غرواني هيدروكسيد الحديد الناتج عن تحلل أملاح الحديد خصائص امتزاز، مما يُمكّنه من التقاط جزء من الفوسفور والمواد الصلبة العالقة في مياه الصرف الصحي.

الخصائص: إن كفاءة التخثر لأملاح الحديديك المتعددة تفوق كفاءة أملاح الحديد التقليدية، مع أداء ممتاز في ترسيب الحمأة؛ كبريتات الحديدوز فعالة من حيث التكلفة ولكنها تتطلب الأكسدة إلى Fe³⁺ لتحقيق إزالة مثالية للفوسفور، مما يستلزم في كثير من الأحيان التهوية.

أملاح الألومنيوم

الأنواع الشائعة الاستخدام: كبريتات الألومنيوم، الشب، كلوريد البولي ألومنيوم (PAC)، كبريتات البولي ألومنيوم (PAS).

آلية العمل: تتفاعل أيونات الألومنيوم (Al³⁺) مع PO₄³⁻ لتكوين راسب فوسفات الألومنيوم؛ ويمكن أيضًا لغرواني هيدروكسيد الألومنيوم المتحلل مائيًا أن يمتص الفوسفور والشوائب.

الخصائص: كفاءة عالية في إزالة الفوسفور، قابلة للتكيف مع نطاق واسع من الرقم الهيدروجيني (5.5 ~ 7.5)؛ إن تآكل كلوريد البولي ألومنيوم أقل من تآكل كلوريد الألومنيوم العادي، مما يتطلب جرعة أقل ويؤدي إلى إنتاج حمأة أقل نسبيًا.

ثانياً: الأدوية التي تحتوي على أملاح الكالسيوم

هذا النوع من المواد الكيميائية يزيل الفوسفور بشكل أساسي عن طريق تكوين رواسب فوسفات الكالسيوم، مع زيادة قلوية مياه الصرف الصحي أيضًا، مما يجعله شائع الاستخدام في معالجة مياه الصرف الصحي القلوية.

الأنواع الشائعة الاستخدام: الجير (هيدروكسيد الكالسيوم)، كلوريد الكالسيوم.

آلية العمل: تتفاعل أيونات الكالسيوم (Ca²⁺) مع أيونات الفوسفات (PO₄³⁻) في بيئة قلوية (pH>10) لتكوين راسب هيدروكسي فوسفات الكالسيوم Ca₅(PO₄)OH.

الخصائص: الجير مادة رخيصة الثمن، ويمكنه معادلة حموضة مياه الصرف الصحي، مع إزالة الفوسفور وبعض المعادن الثقيلة. مع ذلك، يتطلب استخدامه كمية كبيرة، مما قد يؤدي إلى ارتفاع درجة حموضة المياه المعالجة، الأمر الذي قد يستدعي تعديل درجة الحموضة لاحقًا، كما أنه يُنتج كمية كبيرة من الحمأة.

ثالثًا: كواشف إزالة الفوسفور المساعدة

في بعض الحالات، تُستخدم مواد مُرَسِّبة مثل بولي أكريلاميد (PAM) مع مواد أخرى لتعزيز كفاءة الترسيب. لا يتفاعل بولي أكريلاميد نفسه مع الفوسفور، ولكنه قادر على امتصاص جزيئات رواسب الفوسفات الرابطة، مما يزيد من حجم الندف، ويسرع من سرعة ترسبها، ويحسن كفاءة فصل المواد الصلبة عن السائلة.