تُعدّ معالجة المياه جزءًا أساسيًا من حماية البيئة والصحة العامة، وتهدف إلى ضمان جودة مياه آمنة وتلبية احتياجات مختلف التطبيقات. ومن بين طرق معالجة المياه العديدة،كلوريد البولي ألومنيوميتم اختيار (PAC) على نطاق واسع لخصائصه الفريدة وتأثيره التخثر الفعال.
تأثير التخثر الفعال: يتمتع PAC بأداء تخثر ممتاز ويمكنه إزالة الشوائب بشكل فعال مثل المواد الصلبة العالقة والغرويات والمواد العضوية غير القابلة للذوبان في الماء وتحسين جودة المياه.
تتضمن آلية عمل بولي كلوريد الألومنيوم (PAC) كمُخثر بشكل أساسي ضغط الطبقة الكهربائية المزدوجة، وتحييد الشحنة، واحتجاز الشبكة. يعني ضغط الطبقة الكهربائية المزدوجة أنه بعد إضافة PAC إلى الماء، تُشكل أيونات الألومنيوم وأيونات الكلوريد طبقة امتزاز على سطح الجسيمات الغروانية، مما يؤدي إلى ضغط الطبقة الكهربائية المزدوجة على سطح الجسيمات الغروانية، مما يتسبب في زعزعة استقرارها وتكثيفها؛ أما جسر الامتزاز فهو: تجذب الكاتيونات الموجودة في جزيئات PAC بعضها البعض والشحنات السالبة على سطح الجسيمات الغروانية، مُشكلةً بنية "جسر" لربط الجسيمات الغروانية المتعددة؛ ويكون تأثير الشبكة من خلال تأثير الامتزاز والجسر لجزيئات PAC والجسيمات الغروانية، مما يُشكل شبكة للجسيمات الغروانية. عالقة في شبكة من جزيئات التخثر.
استخدامات معالجة المياه باستخدام كلوريد البولي ألومنيوم
مقارنةً بالمركّبات غير العضوية، فقد حسّن بشكل ملحوظ من تأثير إزالة لون الأصباغ. آلية عمله هي أن PAC يُحفّز جزيئات الصبغة على تكوين تكتلات دقيقة من خلال ضغط أو تحييد الطبقة الكهربائية المزدوجة.
عند استخدام PAM مع PAC، تستطيع جزيئات البوليمر العضوي الأنيوني الاستفادة من تأثير الربط لسلاسلها الجزيئية الطويلة لتوليد تكتلات أكثر سمكًا، وذلك بمساعدة عامل زعزعة الاستقرار. تُحسّن هذه العملية من تأثير الترسيب، وتُسهّل إزالة أيونات المعادن الثقيلة. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن للعدد الكبير من مجموعات الأميد الموجودة في السلاسل الجانبية لجزيئات بولي أكريلاميد الأنيوني تكوين روابط أيونية مع -SON في جزيئات الصبغة. يُقلل تكوين هذه الرابطة الكيميائية من ذوبان المادة العضوية المُتكتلة في الماء، مما يُعزز سرعة تكوين وترسيب التكتلات. تُصعّب آلية الارتباط العميقة هذه على أيونات المعادن الثقيلة الهروب، مما يُحسّن كفاءة وفعالية المعالجة.
فيما يتعلق بإزالة الفوسفور، لا يمكن تجاهل فعالية بولي كلوريد الألومنيوم. فعند إضافته إلى مياه الصرف الصحي المحتوية على الفوسفور، يتحلل مائيًا لتوليد أيونات معدنية ثلاثية التكافؤ من الألومنيوم. يرتبط هذا الأيون بالفوسفات الذائب في مياه الصرف الصحي، محولًا إياه إلى رواسب فوسفاتية غير قابلة للذوبان. تُزيل عملية التحويل هذه أيونات الفوسفات بفعالية من مياه الصرف الصحي، وتُقلل من التأثير السلبي للفوسفور على المسطحات المائية.
بالإضافة إلى التفاعل المباشر مع الفوسفات، يلعب تأثير التخثر لكلوريد بولي ألومنيوم دورًا رئيسيًا في عملية إزالة الفوسفور. إذ يُمكنه تحقيق الامتزاز والتوصيل الجسري عن طريق ضغط طبقة الشحنة على سطح أيونات الفوسفات. تُؤدي هذه العملية إلى تخثر الفوسفات والملوثات العضوية الأخرى في مياه الصرف الصحي بسرعة إلى كتل، مُشكّلةً تكتلات يسهل ترسيبها.
والأهم من ذلك، بالنسبة للمواد الصلبة العالقة الحبيبية الدقيقة الناتجة عن إضافة عامل إزالة الفوسفور، يستخدم PAC آليته الفريدة لالتقاط الشبكة وتأثيره القوي في تحييد الشحنات لتعزيز النمو التدريجي وزيادة سماكة هذه المواد الصلبة العالقة، ثم تتكاثف وتتجمع وتتكتل لتكوين جزيئات أكبر. تستقر هذه الجزيئات بعد ذلك في الطبقة السفلية، ومن خلال فصل المواد الصلبة عن السائلة، يمكن تصريف السائل العلوي، مما يحقق إزالة فعالة للفوسفور. تضمن هذه السلسلة من العمليات الفيزيائية والكيميائية المعقدة كفاءة واستقرار معالجة مياه الصرف الصحي، مما يوفر ضمانًا قويًا لحماية البيئة وإعادة استخدام موارد المياه.
وقت النشر: ١٠ يوليو ٢٠٢٤