wastewater course

الصناعية المخلفات إدارةالسائلة

ENS 424

المادة أستاذ

. بركات. أبوالفتوح محمد د أ

المرجع: أحمد السروى- معالجة مياه الصرف الصناعي- دار الكتب العلمية

2

مقدمة:وبشكل تطورت في السنوات القليلة الماضية•

متسارع تقنيات وأساليب جديدة في معالجة مياه الصرف الصناعي فاق ما شهدته معالجات مياه

الصرف الصحي.

إن تركيب وتركيز مياه الصرف الصناعي تختلف من •صناعة إلى صناعة ومن منشأة إلى أخرى ضمن

الصناعة الواحدة ومن وقت إلى آخر ضمن المصنع الواحد.

ي يوفن لقد كان هذا االختالف تحدياG لمهندسي•Gوتكنولوجيات نوعية معالجة المياه ليعتمدوا طرقا

واعتماد هذه الطرق لمعالجة مياه الصرف الصناعي،.كجزء من اإلدارة البيئية

ن معالجة مياه الصرف الصناعي ال يمكن فصلها عن إ•إدارة التلوث الصناعي أو إدارة النفايات الصناعية

INDUSTRIAL WASTE MANAGEMENT وعلى عكس.معالجة مياه الصرف الصحي، فإن العامل في

الصناعة يمكنه أن يمارس درجة من التحكم بكمية ونوعية ماء الصرف الصحي باختيار المواد األولية و

.Gجيدا Gطرق التصنيع اختيارا


3

1 -: ومصادره المياه تلوث

يعتبر تلوث المياه من أهم المشكالت المستعصية التي تعاني منها دول العالم بال استثناء، ولقد

أنه WHO) (ذكرت منظمة الصحة العالمية يموت طفل كل ثمان ثوان بسبب بمياه ملوثة، ويموت حوالي خمسة ماليين شخص سنوياG من

أمراض لها عالقة بالمياه )أمراض منقولة(.

أصبح من الثابت أن التلوث الكيميائي مسؤول مباشرة عن بعض األمراض المزمنة

)التأثير على المدى البعيد( مثل القصور الكلوي والتليف الكبدي، بينما التلوث البكتريولوجي والفيروسي يؤدي إلى اإلسهاالت والنزالت

المعوية والتيفوئيد والكوليرا والبلهارسيا وااللتهاب الكبدي الوبائي.


4

ان مياه الصرف الصناعي تحوي مجموعة من المخلفات والنفايات الصناعية ذات

المختلفة والطبيعة المصادرالمتباينة،وبعضها يحوي المعادن الثقيلة

والنفايات الخطرة التي يمكن أن تتراكم في المياه الجوفية وتظهر نتائجها على

االنسان والحيوان والنبات، وبعضها اآلخر يحوي األصبغة ومخلفات الدباغات التي

تحوي نفاياتها على النترات والزريخ والرصاص والكادميوم والبور والكروم والمذيبات العضوية والمواد البترولية

وملوثات فينولية ذات تأثير سام ومسرطن اذا تجاوز تركيزها الحدود

المسموح به.


5

؟ المياه تلوث هو ما

هو أي تغير فيزيائي أو بيولوجي أو كيميائي في نوعية المياه، يؤثر سلباG على الكائنات الحية، أو

يجعل المياه غير صالحة لالستخدامات المطلوبة.

وتعرف الملوثات بحسب برنامج األمم المتحدة للبيئة بأنها أي مادة فيزيائية أو كيميائية أو

عضوية أو إشعاعية موجودة في مياه الصرف وتشكل وتعمل على تدني نوعية هذه المياه،

خطورة تمنع االستفادة منها.التحوالت التي تطرأ على المياه :التغير الفيزيائي

في اللون والطعم والرائحة والنا قلية الكهربائية والقساوة ودرجة الحرارة وبقية

الخواص الفيزيائية. : يتناول طبيعة وتعداد البكتريا التغير البيولوجي

والطفيليات والفطريات والفيروسات التي .يمكن أن تتواجد فيها

: التبدل من حيث التكوين وطبيعة التغير الكيميائيوتراكيز المعادن والشوارد واألمالح والرقم

والقلوية وغيرها من (PH)الهدروجيني الخواص الكيميائية واإلشعاعية.


6

: المياه تلوث مصادر

المصادر التي يمكن أن تسبب تلوثاG في تتعددالمياه والمجاري المائية، وتجعلها غير صالحة للشرب والري واالستخدامات األخرى وتسبب

أضراراG بالحياة البيئية. وتختلف مصادر الفضالت السائلة باختالف أوجه استخدام

المياه، وتتنوع بتنوع النشاط الزراعي والصناعي والتجاري، واستعمال المياه في

المنازل للغسيل والنظافة الشخصية وغيرها من أوجه االستهالك.

ويمكن تقسيم مصادر هذا التلوث إلى :نقطية . ومنتشرة. بركات. أبوالفتوح محمد د أ

7

.a نقطي مصدر من :، مثلتلوثمياه الجريان السطحي المطرية والسيلية - (Surface water).مياه الصرف الصحي والفضالت المنزلية -

.المصروفة من المجرورمياه الصرف الصناعية والمنشآت الخدمية -

والتجارية) ورش – كراجات – منشآت صناعية – مشافي – فنادق – أماكن سياحية ... (.

.b المنتشر أو النقطي غير ، مثل:التلوثمياه الجريان السطحي الناتج عن الزراعة -

أو التصريف )األراضي الزراعية-تربية الحيوان(.الزراعي

مياه التسرب واالنصباب الناتجة عن تسرب مياه - .البحر إلى جيوب ومخزون المياه الجوفية

ويضاف إلى هذه المصادر التلوث الناتج عن )التصريف الحفر الفنية و التلوثات الحرارية

وما تلقى في تلك المياه من فضالت الحراري(.وبقايا ونفايات


8

2 -: الصناعي الصرف بمياه التلوث

2-1-: الصناعي الصرف مياه معالجة أهمية

تyعالج مياه الصرف الصناعي لألغراض األساسية التالية :

أوال- حماية البيئة من التلوث المتوقع حدوثه نتيجة صرف هذه المياه، بما قد تحتويه من سموم

وجراثيم ومواد غير متحللة ذات تأثير تراكمي، وما قد يتخلف عنها من مخاطر صحية وبيئية،

وتلويث مصادر المياه السطحية والجوفية .واألوساط اإلحيائية فيها

ثانيا- الحفاظ على سالمة المعالجة البيولوجية في .محطات معالجة مياه الصرف الصحي

ثالثا-توفير استخدام المياه النقية لالستهالك العام، وحفظ موارد المياه النقية واستخدام

المياه المعالجة في الزراعة وري األراضي.


9

يجب أن تخضع مياه الصرف الصناعي الناتجة عن عمل المنشآت الصناعية إلى معالجة منفصلة ونوعية وصوالG إلى مياه ذات مواصفات قياسية محددة، بحيث ال

تصب هذه المياه في شبكات الصرف الصحي ومن ثم محطة المعالجة إال ضمن

الشروط التالية:

أن ال تؤذي شبكة الصرف ) ال تؤدي إلى -نسدادات أو تشكل الخمائر – ال تحوي إ

corrosifمواد بترولية أو كبريتاتية أو آكلة ).

أن ال تؤثر على عمل محطة الصرف -.الصحي ) ال تحوي مواد سامة أو معادن (

أن ال تسبب في زيادة تحميل محطة -المعالجة.

أن ال يكون لها أي تأثير سلبي على -.الحياة النباتية للمتلقي


مياه فى الملوثات أهمالصناعى الصرف

. بركات. أبوالفتوح محمد د 10أ

أهميتهاالملوثات

المواد العالقة عند مياهتسبب زيادة ترسيبات الحمأة وتكوين ظروف ال هوائية فى ال

صرفها.

ؤدى إلى نمو كائنات مائية غير مرغوب فيها ت و النيتروجين والفوسفات مثلالمواد المغذية

الملوثات ذات

األهمية القصوى وهى مركبات عضوية وغير عضوية مسرطنة أو ذات سميه عالية

المواد العضوية

صعبة التحلل

وهى مواد لها القدرة على مقاومة طرق المعالجة التقليدية مثل المنظفات

الصناعية والفينول والمبيدات الزراعية.

المعادن الثقيلة غالباG ما يتم صرف المعادن الثقيلة إلى المياه عن طريق األنشطة التجارية

.Gوالصناعية وفى حالة إعادة استخدام المياه يجب إزالتها تماما

األمالح الغير

عضوية الذائبة

مثل أمالح الكالسيوم والصوديوم والكبريتات فى مياه الصرف كنتيجة طبيعية

الستخدامات المياه

11

3- : السائلة الصناعية المخلفات إدارة

وضع الدراسات األولية - االدارة البيئية التحاليل المخبرية. للملوثات-

الدراسات- 3-1 األولية : وضع

:-تصنيف المخلفات السائلة 3-1-1يعتمد هذا التصنيف على مكونات نظام الصرف

طرحها فيه، و مدى ما يتوفر فيه الصحي المرادمن نظم المعالجة الحديثة أو وجود وحدات

كيميائية-فيزيائية مستقلة تعمل معالجة نوعية المياه وإضافة بعض المركبات PHعلى ضبط

هذه . الكيميائية إلزالة بعض المواد الالعضوية عند تحديد التراكيز ظتهااإلجراءات يجب مالح

المقبولة من المواد الالعضوية المسموح بطرحها في أقنية الصرف .


12

إن تصنيف المخلفات كخطوة أولى في الدراسة األولية البيئية يساعد في :

.a حصر الملوثات المتوقع مواجهتها في المنشأة.،وهو الخطوة األهم في االدارة البيئية

.b .اختيار نوع عمليات المعالجة الالزمة

يمكن تصنيف المحلفات الصناعية عموما من حيث حالتها الفيزيائية إلى مخلفات صلبة –

تصنف ومن وجهة نظر بيئية سائلة –غازية،إلى:

تحتاج إلى أية معالجة مكانية وإنما مخلفات ال •تجمع وترحل بعد فرزها بحسب

ليتم (...طبيعتها)ورق- بالستيك- زجاجالتخلص منها من قبل الجهات المعنية بأمور

.النظافةمخلفات ملوثة تحتاج إلى معالجة قبل •

تصريفها ،وهي تتوزع ضمن فئتين بالنسبة للمواد السائلة:


13

: بيئيا- المتالئمة المخلفات أوال

إتالفها بطرق هي المواد التي يمكن إزالتها أومعالجة المياه العادمة والصرف الصحي

التقليدية نظرا للتشابه في طبيعة المواد وأسلوب المعالجة ،ومعظم الصناعات الغذائية

وعدد من الصناعات العضوية من هذا النوع، وإن كان هناك اختالف واسع في التركيز.

تتضمن المعالجة األولية عادة تصفية خشنة وترسيب ، وتتبعها معالجة بالحمأة المنشطة والفالتر البطيئة )المعالجة الثانوية (ويمكن أن

تتضمن أيضاG عمليات بيولوجية هوائية أخرى تالف الجزء األعظم من و إأكسدة تهدف إلى

المواد العضوية. يقاس نجاح المعالجة ويعبر . (. TOC) أو (COD أو )(BODعنها عادة بقيم ) بركات. أبوالفتوح محمد د أ

14

يمكن للمواد القابلة للتحلل البيولوجيBIODEGRADBLE أن تزال بالطريقة نفسها

شريطة عدم اإلضرار بالشروط الالزمة لعملية التحلل ) مثل وجود سموم أو قيم متطرفة

ودرجة حرارة..الخ(.PHمن

ال تعتبر عملية التعقيم مطلوبة عادة في معالجة النفايات السائلة ولكن وجود هذه النفايات

في الصرف الصحي ال يتعارض عادة مع عملية الكلورة.

هناك بعض الكيمياويات المرجعة مثل السلفيدات والسلفيتات ومركبات الحديدي التي تزيد من

كمية الكلور الالزمة، ويجب إزالتها قبل أن تصل النفايات إلى مرحلة الكلورة التي عادة

.ما تكون المرحلة األخيرة


15

: بيئيا- المتالئمة غير المخلفات ثانيا

يحتوي كثير من المخلفات السائلة على ملوثات ال تتالءم مع طرق المعالجة السابقة لكونها تؤثر

كأن تحتوي ،على آليات عمل المعالجة الحيويةعلى مواد سامة تحد أو تتلف الكائنات الحية التي

تقوم بالعملية البيولوجية مثل:السيانيدات-المعادن الثقيلة-الحموض- الزيوت والشحوم

لبترولية. وهي عندما تكون بتراكيز صغيرة ال تؤثر وال تتأثر

بعملية المعالجة وإنما تمر من خالل المحطة دون تغيير ما عدا أنها تخضع الى درجة ما من التمديد.

باإلضافة إلى الملوثات السابقة هناك مواد يحظر المواد كلياG دخولها إلى شبكة الصرف الصحي :

القابلة لالشتعال واالنفجار –والنفايات األكالة – المواد الصلبة أو اللزجة التي قد تسبب االنسدادات.


16

: -االدارة البيئية للملوثات 3-1-2

وتهدف إلى: -وضع اإلجراءات الكفيلة بالحد من التلوث من المصدر.

- تكوين قاعدة بيانات حاسوبية DATABASE لتطوير للمخلفات الصناعية السائلة

يعمل على: برنامج إدارة متكامل لها.منه مراقبة معدل استهالك المياه والحد1.المخلفات السائلة معدل تدفق )تولد( مراقبة2.

.والعمل ما أمكن على تخفيضها الملوثةاجراء مسوحات ميدانية )على خطوط 3.

االنتاج(لمراقبة استهالك المياه الداخلة وتولد المياه الناتجة في كل عملية صناعية مفصلية

.وخالل دورة انتاجية كاملةمراقبة مردود عملية المعالجة من خالل متابعة 4.

نتائج التحليل المخبري، والعمل على إيجاد .نظم معالجة بديلة

االستفادة من تجارب منشآت صناعية مشابهة 5..في الحصول على قيم للمقارنة


17

- التحاليل المخبرية:3-1-3

بغض النظر عن طبيعة المنتج الصناعي،كلما كبرت كمية المخلفات السائلة زادت الحاجة

إلى وجود مخبر كيميائي مختص يقوم، إضافة إلى مهامه األخرى ،بما يلي:

جراء تحليل للمياه قبل وبعد المعالجة باتباع إ1.

طرق تحليل وقياس معيارية وموثوقة أو معتمدة ،منها: اختبارات الترقيد إلزالة

الوسط PHالمعلقات الصلبة- تحديد منحني لتعديل الماء الملوث- تحري المعادن الثقيلة

في المياه الملوثة-اختبارات على التحلل .-وغيرهاBOD-COD-TSSالبيولوجي-

قطف عينات من المياه في خطوط االنتاج 2..لتحري الملوثات فيها

متابعة اجراء هذه التحاليل في مختبرات 3..كيميائية أخر ى إذا لم تتوفر األجهزة الالزمة


للملوثات الفيزيائية الخواص: - الكلية الصلبة المواد أ

درجة • عند التبخير عند تبقى التى المواد كل هىمن م.º 105إلى 103حرارة

فى • كبيرة بكميات العالقة الصلبة المواد تتواجدصرف مثل صناعات لعدة الصناعى الصرف

يتم حيث الورقية والصناعات المعلبات صناعاتوحدة فى وترسيبها خاصة بمصافي حجزهاتزال. التى الصلبة المواد وتسمى المعالجة

بالحمأة الغسيل مياه عن وتفصل بالترسيبتصفى أو تجفيف أحواض إلى ذلك بعد تضخ حيث

. منها الماء إلزالة . بركات. أبوالفتوح محمد د 18أ

19

تعاريف: :أ– معدل التدفق

يعطى متوسط التدفق اليومي بالعالقة:Qm = ∑V /365 m3 / d

يمثل حجم مياه الصرف الصناعي ∑Vحيث الكلية في عام واحد .

TS (TOTAL SUSPENDEDب– المواد الصلبة الكلية SOLID):

وهي تتكون من مجموع المواد الصلبة المنحلة (DS ( والمعلقة ) SS) في مياه الصرف

الصناعي والتي يمكن إزالتها عن طريق 45الترشيح المخبري باستخدام ورقة ترشيح

Gميكرومتر، ويعبر عنها بالميلغرام/ليتر ، علمابأن هذه المواد قد تكون مواد صلبة متطايرة

(TVS ( ومواد صلبة ثابتة ، )TFS . )قيمة المواد الصلبة الكلية المتبقية بعد TSتمثل

DS درجة م ، بينما 103 – 105التبخر بالدرجة قيمة المواد الصلبة المنحلة بعد التطاير بدرجة

مئوية .50 ± 550حرارة وتحدد قيمة المواد الصلبة القابلة للترسيب

دقيقة .60باستخدام قمع ) إمهوف (


للملوثات الفيزيائية الخواصالحرارة- درجة ب

عملية • فى المؤثرة المؤشرات أهم منالتفاعالت على لتأثيرها وذلك المعالجة

وسرعتها الكيميائيةعن • الدافئة المياه فى Gذوبانا أقل األكسجين

درجة ارتفاع عند فإنه ولذلك الباردة المياهمعدل يزداد الصيف أشهر فى المياه حرارة

فى النخفاض Gمصاحبا البيوكيميائية التفاعالتالمياه فى المتواجدة األكسجين كمية

لتركيز حاد نفاذ إلى يؤدى قد مما السطحية. المياه فى الذائب األكسجين


للملوثات الفيزيائية الخواص

الروائح- • جاللون- • دالعكارة- • هـ

الماء خالل الضوء لمرور مقياس هى العكارةالمياه جودة مدى لقياس كاختيار ويستخدم . العالقة الرغوية للمواد بالنسبة المنصرفة


للملوثات الكيميائية الخواصالعضوية

العضوية 1. المواد

والدهون 2. والشحوم الزيوت

الصناعية 3. المنظفات

الفينوالت4.

المتطايرة 5. العضوية المركبات

الزراعية 6. الكيماويات و المبيدات

23 . بركات. أبوالفتوح محمد د أ

العضوية- 1 المواد

. الكربوهيدراتية و البروتينية المواد مثل-: إلى تقسم و

بيولوجيا • للتحلل قابلة موادبيولوجيا • للتحلل قابلة غير مواداإلطالق • على للتحلل قابلة غير مواد


والدهون- 2 والشحوم الزيوتالبكتيريا • بفعل التحلل صعبة عضوية مواد هىطريق • عن السطح على طافية الصرف إلى تصل

الجراشات و الورشتعوق • حيث البيولوجية المعالجة قبل إزالتها يجب

المياه و الهواء بين األكسجين تبادل عمليةأو • بالطفو الحرة الزيوت و الشحوم إزالة يتم

( بالجاذبية ( الزيوت فصل جهاز بإستخدام الكشطنظام • بإستخدام المستحلبة الزيوت إزالة يتم

التكسير ( عملية بعد الذائب بالهواء التعويم( للزيوت الكيميائى


الصناعية- 3 المنظفاتالسطحى • للتوتر خافضة ) Surface tension (موادالذوبان • صعبة كبيرة عضوية المياه جزيئات فى

CH3-(CH)n-COO-

الصرف • معالجة عمليات تعوق رغوة تسبب•-: نوعين إلى تنقسم

:( و - ( أكسدتها يسهل ثابتة غير ميسرة منظفاتبالبكتيريا إزالتها

:( تحللها - ( و أكسدتها يصعب ثابتة عسرة منظفاتبالبكتيريا


الفينوالت- 4بمجموعة • متصلة بنزين حلقة من تتكون

Ph-OHهيدروكسيل

• - البتروكيماويات صناعات من تنتجالمبيدات- الكوك

بالمعالجة • باألكسدة إزالتها يتمالمؤكسدة بالمواد كيميائيا أو البيولوجية


العضوية- 5 المركباتالمتطايرة

من • أقل غليان نقطة لها عضوية مركبات100◦ م

دقيقة • حية كائنات أو طاقة إلى تماما تتحلل• - - الميثان غاز الفورميك الخليك حمض مثل

•: العالقة العضوية الموادعند-- بالحرق تتطاير مواد ◦ ( 550هى بعد م

عند ◦ )100تجفبفها م


الكيماويات- 6 و المبيداتالزراعية

التحلل • صعبة موادللمياه • ملوثة و الحية للكائنات سامةاألرض • من الصرف مياه إلى تتسرب

من كمخلفات تتراكم أو الزراعيةالمبيدات إنتاج مصانع


العضوي المحتوى


تتضمن قياسات المحتوى العضوي ما يلي:

- األكسجين الحيوى الممتص1BOD (Biological Oxygen Demand)

األكسجين الكيميائي المستهلك - 2COD (Chemical Oxygen Demand):

وهو متطلب )احتياج( األكسجين الكيميائي

3 -TOC: ويقيس الكربونالعضوي الكلي

4 -Th O D االحتياج النظري من : األكسجين .

الممتص- 1 الحيوى األكسجين Biological Oxygen Demand (BOD5)

• ( أي ( الحيوي، األكســجين احتياج متطلب هوالبيولوجي للتثبيت .الالزم

بأكسدة • لتقوم البكتيريا لنمو توفيره يلزمالعضوية المواد

احتاجت • كلما أكبر التلوث شدة كانت كلمالتفكيكها األكسجين من أكبر كمية إلى . البكتريا

اختبار • بقياس BOD5بواسطة التلوث شدة تقاسالبكتريا قبل من المستهلك األكسجين كمية

الدقيقة( الحية ) o/mالكائنات أكسدة) ( لتثبيتخالل / حرارة/ 5الملوثات ودرجة درجة 20 أيام

. ليتر / بالملغ عنها ويعبر مئوية، . بركات. أبوالفتو محمد د أ

31

قياس األكسجين طريقةالممتص الحيوى

الممتص-- الحيوى لألكسجين أيام الخمسة إختبار)BOD5(

باألكسجين + • مشبع بماء الصرف لمياه تخفيفات عمل يتمخاصة زجاجات فى بكتيريا

فقط + • بكتيريا بالماء معبأة تحكم زجاجة يحضرلمدة • حضانة فى الزجاجات عند 5توضع ◦20أيام م

)BOD5(= / لتر= مجماألكسجين) - تركيز التحكم زجاحة فى األكسجين تركيز

بعد األخرى الزجاجات فى ( 5المتبقى معامل xأيام التخفيف


نتائج )BOD5(إستخدام

للتثبيت • الالزمة األكسجين كمية تحديدالموجودة العضوية للمادة البيولوجي

. الصرف بمياهمياه • معالجة محطات قدرة تحديد

الصرف.•. المعالجة عمليات بعض كفاءة قياسالقانونية • الحدود مع التوافق مدى تحديد

. الصناعي للصرف . بركات. أبوالفتوح محمد د 33أ

قصورإختبارات أسباب)BOD5(

•. النشطة البادئة البكتيريا تركيز ارتفاعمع • التعامل عند المبدئية للمعالجة الحاجة

تأثيرات خفض كذلك السامة المخلفاتالكائنات.

للتحلل • القابلة العضوية المواد قياس يتم. الطريقة بهذه فقط بيولوجيا

المواد • استهالك بعد لالختبار صالحية يوجد ال. المياه فى الذائبة العضوية

المدة (• .5طول ( النتائج على للحصول أيام . بركات. أبوالفتوح محمد د 34أ

)BOD5( الصناعية للمخلفات

يلزم BODلقياس-- الصناعية المخلفات فىاألتى:-

لضبط • معادلة pH عملية

أثر • لتخفيف المقطرة بالمياه تخفيفالسامة المواد

الدقيقة • الكائنات من كميات إضافةالبيولوجية التفاعالت يمكن ) لتنشيط

المعالجة الصحى الصرف مياه من عليها الحصول) تطهيرها قبل


الكيميائي- 2 األكسجينCODالمستهلك

• ( األكسجين ( احتياج متطلب وهواألكسجين كمية ويقيس ، الكيميائي

العضوية المواد ألكسدة الالزمةالموجودة Gكيميائيا لألكسدة القابلةبملغ / عنها ويعبر الصرف مياه في

المواد .ليتر كامل االختبار يتضمنوبذلك أكسدتها، يمكن التي العضوية

قيمة قيمة BOD تكون من .CODأصغر


الكيميائي األكسجينCODالمستهلك

اختبار • الصرف CODيستخدم مياه فى العضوية المواد لقياسالبيولوجية للحياة سامة مركبات على تحتوي التى الصناعي

خالل • من الصرف مياه فى المختزلة المركبات بأكسدة ويتمدرجة فى والكروميك الكبريتيك حمضي من خليط مع تفاعل

عالية حرارة•COD خالل تعيينه ب 3يمكن بالمقارنة فقط BOD ساعات

لتقديره يلزم أيام 5والذىقيمة COD قيمة • من أعلى الصرف المركبات BODلمياه ألن

يتأكسد أن يمكن فقط والبعض كيميائيا تتأكسد أن يمكنبيولوجيا


إضافة BODإحسب مثال: مل 15عندإلى مجارى مقطرة 300مياه مياه مل

من الذائب األكسجين تحول 2إلى 8إذابعد/ لتر . 5مجم أيام

الحل:••BOD - ) = األولى الذائب األكسجين

بعد الذائب ) 5األكسجين معامل X أيام التخفيف

= التخفيف 20= 300/15معامل

•BOD = 6 X 20= 120/ لتر مجم . بركات. أبوالفتوح محمد د 38أ

العضوية غير الملوثات خصائصالصرف مياه فى

الهيدروجينى • )pH(الأس

(Alkalinity )القـاعدية •N2النيتروجين •

P الفسفور •

S الـكبريت •

مثل ) • عضوية الغير السامة كتيونات المركبات( السيانيد و واألمونيوم البوتاسيوم

الثقيلة • Cu, Pb, Zn, Cr, Hg, Ni, Feالمعادن . بركات. أبوالفتوح محمد د 39أ

الهيدروجينى: الملوثات خصائص الأس)pH(

أحد • يعتبر الهيدروجينى األيون تركيز إن . ويعتبر الصرف لمياه الهامة المؤشرات

معظم لتواجد المناسب التركيز مدى . إن وحرجا جدا صغيرا البيولوجية الحياة

الهيدروجينى األس ذات الصرف مياهمعالجتها الصعب من المدى عن الخارج

يتم لم إذا وبالتالى البيولوجية، بالطريقةعكسيا )pH(ضبط سيؤثر فإنه الصرف قبل.)pH(على الطبيعية المياه فى


: الملوثات القـاعدية خصائص(Alkalinity)

عناصر • وجود من القاعدية تنتجوالبيكاربونات والكربونات الهيدروكسيدات

والصوديوم والماغنسيوم الكالسيوم مثل. واألمونيا والبوتاسيوم

الصرف • مياه فى القاعدية وجود يساعدفى التغيرات مواجهة عن pH على الناتجة

. األحماض إضافةالصرف • مياه فى القاعدية تركيز يشكل

المعالجة على التأثير حيث من أهميةمن للتخلص البيولوجية والمعالجة الكيميائية

)N&P (المغذيات . بركات. أبوالفتوح محمد د 41أ

: الملوثات N2النيتروجين خصائص

سلسلة • فى هام كحجر النيتروجين ألهمية نظراالصرف مياه قابلية لتقييم تستخدم بياناته فإن البروتين،

. البيولوجية للمعالجةإضافته • من يجعل كاف بشكل النيتروجين وجود عدم إن

. للمعالجة قابلة الصرف مياه لجعل ضرورةيعتبر • الصرف مياه فى النيتروجين إزالة أو اختزال

المياه فى الطحالب نمو فى للتحكم ملحة ضرورةالمستقبلة.

مثل - • المركبات من العديد على الكلى النيتروجين يشملواليوريا والنيتريت والنترات األمونيوم وأيون األمونيا

( واألمينات ( األمينية األحماض العضوي .والنيتروجين

• . بركات. أبوالفتوح محمد د 42أ

: الملوثات P الفسفورخصائص

لنمو • ضروري الفوسفور يعتبرالكائنات من وغيرها الطحالب

العضوي الفسفور ويكون البيولوجيةالصرف لمياه المكونات أهم أحد

والحمأة .الصناعي

•: لالستهالك الالزمة النسب O : N : P = 100: 5:1


: الملوثات Sالـكبريت خصائص

ظروف • تحت حيويا الكبريتات اختزال يتمأن يمكن بدوره والذى الكبريتيد، إلى الهوائية

األيدروجين كبريتيد ليكون بالهيدروجين يرتبطبمياه المحيط الهواء فى الغاز هذا يتصاعد حيثسطح فوق الشبكات فى يتجمع وكذلك الصرف

. بالمواسير المياهأن • المتراكم األيدروجين كبريتيد لغاز يمكن

إلى ويتحول الشبكات داخل حيويا يتأكسدمواسير تآكل يسبب والذى كبريتيك حامض

. المعدات وكذلك الحديد . بركات. أبوالفتوح محمد د 44أ

السامة: الملوثات خصائص المركباتعضوية الغير

باإلضافة • والكروم والفضة والحديد الرصاص يعتبر , لذلك الدقيقة الكائنات على سامة مواد البورون إلى

المعالجة محطات تصميم عند االعتبار فى أخذها يجبالبيولوجية.

هذه • وجود بسبب المعالجة محطات من الكثير تعانىالدقيقة الكائنات قتل تسبب حيث المياه فى األيونات

. المعالجة توقف وبالتالى• , بينما جدأ سامة تعتبر والكرومات السيانيد أيونات

سامة تعتبر فإنها واألمونيوم البوتاسيوم كتيونات. 4000عند / لتر ملجم


للملوثات البيولوجية الخواص

البكتيريا • من معين نوع عنها ينتج الصناعات بعضينتج اآلخر والبعض اآللية المجازر مثل الممرضة

النشا مصانع مثل وفطريات طفيليات عنهوالخميرة.

الصرف • مياه على البيولوجية االختبارات تحددبواسطة عدمه من الممرضة البكتيريا وجود

. المؤشرة الكائنات من معين نوع اختبارلتقييم • ملحة حاجة البيولوجية المعلومات تمثل

إلى منها التخلص قبل الصرف لمياه المعالجة نوعالبيئة.


القياسية المؤشرات بعضمياه لخصائص المحددة

المختلفة الصناعى الصرف


الحية الكائنات خصائصالصرف مياه فى الدقيقة

الصناعى الصناعات • بعض صرف مياه فى تتواحد

مع الصناعى الصرف تجمع فى أو الغذائيةالمعالجة قبل الصحى

الميكروسكوبية • األختبارات إجراء يجبو الموجودة الحية الكائنات أنواع لمعرفة

البيولوجية المعالجة إمكانية لتحديد كميتهاالعناصر • بعض إسترجاع فى أهمية لها

التى الصناعى الصرف مياه من الهامة. البكتيريا أنواع بعض مع تتراكم


الدقيقة الحية الكائنات أنواعبعض صرف مياه فى

الصناعات Bacteriaالبكتيريا •

Fungi الفطريات•الروتيفيرا • و Protozoa andالبروتوزا

Rotifers

Algaeالطحالب •

مثل ( • الحياة فى األرقى األشكالالديدان)


Bacteriaالبكتيريا

تتكاثر • الخلية وحيدة دقيقة كائنات هىالجنسى التكاثر أو الثنائي باالنقسام

الفعال • لدورها الدقيقة الكائنات أهم منمن ولكونها العضوية المواد أكسدة فى

المياه فى الممرضة الكائنات أكثرإلى • الشكل حيث من : 3تنقسم أنواع

- حلزونية- إسطوانية كرويةمن • حجمها ميكرون 10إلى 0.1يتراوح


Fungi الفطريات

باالنكثار • تتكاثر الخاليا متعددة كائنات هى( التفرع ( أو األنقسام الالجنسى أو الجنسى

األكسجين • وجود فى تنمو و تنشطالمواد • من قليلة لكميات تحتاج

النيتروجينيةالبيئية • الظروف على التغلب يمكنها

فى التغير مثل pHالصعبة

•pH هو لها 5.6المثالى


الروتيفيرا و البروتوزا

على • القدرة لها ميكروسكوبية أولية كائناتالحركة

وجود • فى تنمو و تنشط و التغذية ذاتية غيراألكسجين

من ( • البكتيريا من أكبر )100إلى 10حجمها ميكرون لها • والغذاء للطاقة كمصدر البكتيريا تستهلك قدتخفيض • خالل من التنقية عملية فى مهم دور لها

عليها تتغذى حيث الضارة الممرضة البكتيؤيا عدد


Algaeالطحالب التغذية • ذاتية الخاليا متعددة أو وحيدة كائنات

تقوم حيث الشمس ضؤ على غذائها فى تعتمدالضوئى البناء بعملية

تنتج • حيث البيولوجية المعالجة فى هام دور لهاعملية خالل من األكسدة بحيرات فى األكسجين

الضوئى البناءحيث • الطحالب و البكتيريا بين تعاونية عالقة يوجد

و الطحالب أكسجين بإستهالك البكتيريا تقومالكربون أكسيد ثانى من بإألستفادة األخرى تقوم

البحيرات داخل الموجود


الحياة فى األرقى األشكال - - بعض( الحشرات يرقات الديدان

القشريات)و • الحجم فى األكبر الدقيقة الكائنات هى

رؤيتها يمكن و تركيبها فى تعقيدا األكثرالمجردة بالعين

تحويل • و الغذاء تمثيل على بقدرتها تتميزمعقدة مركبات إلى البسيطة العضوية المواد

تكسيرها أو تحليلها الكائنات لبقية اليمكنوتتغذى • الذائب األكسحين وفرة فى تعيش

البكتيريا علىالمغذية (• المواد بتدوير )N & Pتقوم


الدقيقة الحية الكائنات دورفى

الصرف مياه معالجةالصناعى إلى • الصناعية المخلفات بعض تحويل يمكنها

تحويل ( مثل المائية بالبيئة ضارة غير موادالبترول تكرير من الناتجة الفينول مركبات

. البكتيريا من أنواع بواسطةبكتيريا • و Thiobacillusتختزل الكبريت

. أكاسيده الوقود إحتراق عن الناتجةو • إلتهام يمكنها البكتيريا من أنواع هناك

العناصر ذرات و البترولية الملوثات تحلل. بالمياه الثقيلة


فى البكتيريا إستخدام طرقالملوثات معالجة

الهوائية • البكتيريا طريقةبالملوثات الموجودة البكتيريا تنشيط على تعتمد

. الغذائية بالمواد وإمدادها لها تهوية وعملالالهوائية • البكتيريا طريقة

من معينة بكمية التلوث مكان حقن على تعتمدعمل و بالمعمل إختبارعا بعد المتخصصة البكتيريا

.) فاعلية ) أكثر إضافتها قبل لها تنمية و تنشيه


57

المخلفات معالجة في المستخدمة التقنيات: السائلة الصناعية

الخطوة األهم في حل مشكلة التلوث هي القضاء على التلوث من مصدره، أي منع تشكل

Gمن معالجتها.إذا لم يكن ممكنا Gالمخلفات بدال Gمنع التلوث كامال فمن الضروري اقتصاديا

وبيئياG تقليص حجمه وشدته إلى الحدود الدنيا داخل المنشأة بإجراء تعديالت على العمليات

التصنيعية- تحسين إدارة المواد األولية -استرداد المواد- تجميع النفايات....

يجب قبل كل شيء اعتبار الماء مادة خام وأن الماء الملوث ناتج ثانوي لعملية التصنيع.

تتنوع تقنيات معالجة التلوث تنوعاG كبيراG، و تتضمن كل العمليات المتبعة في معالجة

الصرف الصحي باإلضافة إلى التقنيات الخاصة بكل صناعة .

يعتمد اختيار تقنية أو أسلوب المعالجة على نوع التلوث المراد إزالته وعلى درجة اإلزالة. وهناك

عوامل أخرى يجب أخذها بعين االعتبار مثل كمية النفايات )الماء ( المراد معالجتها، وتراكيز الملوثات في الماء ، والمناخ...


58

يمكن تصنيف التقانات المستخدمة في المعالجة كما يلي:

لألطوار :- 4-1 الفيزيائي الفصل

وهي أبسط تقنيات المعالجة وأكثرها فائدة وخصوصاG في فصل الطور الصلب عن

السائل،وكذلك فصل األطوار غير المائية-مثل الزيت- عن الطور

المائي،بينما فصل الغاز عن السائل ليس له أهمية في بعض أنواع التلوث.

يعتبر فصل المواد الصلبة هي الخطوة الرئيسية في كل أنظمة معالجة

التلوث،ويخضع نظام المعالجة فيها إلى عمل قوى ذات خواص فيزيائية مثل طرق : الخلط والطفو و الترسيب و

الترشيح وغيرها


59

- الفصل بالترسيب والترقيد للمواد الصلبة :4-1-1يمكن لهذه العملية أن تتم على مرحلتين:

-الحوض )الخزان( األول: ذو زمن احتفاظ قصير .إلزالة المخلفات الثقيلة سريعة الترسب

-الحوض الثاني) الوحدة الرئيسية(: تزال فيه المواد الصلبة بطيئة الترقيد إذ يبلغ زمن االنحفاظ

هنا أكثر من ساعتين. تطفو القطرات الزيتية على السطح و تترسب

المواد الصلبة األثقل في القاع.كال الطبقتين،يجب إزالتها بآلية مناسبة تعمل إما بشكل مستمر أو

متقطع.لتحسين فعالية الترقيد تضاف عوامل تخثير كيميائية أو بزيادة زمن الترقيد،ولكن الخيار األخير يتطلب

أحواضاG كبيرة باإلضافة إلى أنه قد ينشأ عنه مشكلة تحول الحمأة إلى ال هوائية .

يهدف الترسيب في المراحل النهائية إلى إزالة المواد الصلبة المتبقية التي استطاعت العبور من أحواض الترقيد األولية،واألهم من ذلك أنها تزيل

المواد الصلبة الجديدة المتشكلة بالتفاعالت الكيميائية والبيولوجية.


60

يمكن إضافة أحواض جديدة في مختلف مراحل الترسيب إذا كانت كمية المواد الصلبة كبيرة، أو

يمكن االستغناء عن الترقيد األولي إذا كانت نسبة المواد الصلبة منخفضة كما هو الحال في معامل

األلبان وتعليب اللحوم وغيرها.

تخضع عملية إزالة الزيت بالترسيب إلى المبادئ السابقة نفسها باستخدام تجهيزات مماثلة ، ولكن

هناك أجهزة فصل صممت من قبل معهد البترول ( الستخدامها مع المياه ذات APIاألميركي )

المحتوى الكبير من الزيوت كتلك التي نواجهها في مصافي البترول. ال يمكن إزالة الزيوت

المنحلة والمستحلبة بالترقيد –مثلها مثل المواد الصلبة المنحلة – وإنما تحتاج إلى معالجة كيميائية

مسبقة. . بركات. أبوالفتوح محمد د أ

61

:FLOTATION -الفصل بالطفو أو التعويم4-1-2

تعتمد تقنيات الترسيب على الفرق في الوزن النوعي بين المواد الصلبة ) أو الزيتية( والماء

لذلك كلما كان هذا الفرق صغيراG تنخفض كفاءة الترسيب وتتطلب زمناG أطول.

يمكن حل هذه المشكلة باستخدام تقنية التعويم حيث يعمد إلى ضخ هواء مضغوط في الماء وعند إزالة الضغط عن الماء يتحرر الهواء من المحلول

بتشكيله فقاعات على السطوح حامال معه جزيئات المواد الصلبة.

أكثر الصناعات استخداماG لتقنية التعويم المصافي البترولية والمعامل الكيميائية حيث يعمد إلى معالجة الماء الملوث بالزيوت بهذه الطريقة.


62

: SCREENINGالتصفية - 4-1-3

وهي تقنية أبسط من الترقيد لكنها معدة لفصل الدقائق ذات الحجوم الكبيرة فقط. تستخدم

المصافي الخشنة – كالحواجز ذات القضبان – عند مداخل وحدات المعالجة، وهي ذات فتحات

انش تقريباG ويمكن االستغناء 12كبيرة من مرتبة عنها عندما ال توجد مواد صلبة بهذا الحجم.

تستخدم المصافي الناعمة إلزالة الجزئيات األكبر مما يخفف العبء عن أحواض MESH 40من

الترقيد ،ذلك أن وجود الجزئيات الخشنة يعيق إزالة المواد الصلبة الناعمة في وحدات

الترسيب.


63

:FILTRATION- الفلترة 4-1-4

إن الجزئيات الصلبة الناعمة التي ال يمكن إزالتها بالمصافي يمكن فصلها بالفلترة،وأساس وسط

الفلترة يكافئ المصافي الناعمة ،وهو يتألف من القماش أو الورق أو طبقة من المواد الصلبة

نفسها متوضعة على وسط الفلترة.

نادرا ما تستخدم الفلترة مع الماء الملوث الخام ألنها تحتاج في هذه الحالة إلى عمليات تنظيف

متكررة، وإنما تستخدم في عمليات التصفية النهائية خصوصاG عندما ال يسمح ضيق المكان

بذلك.


64

4-2: والحيوية- البيولوجية المعالجة

ويتم فيها إزالة الملوثات العضوية الغروية والذائبة القابلة للتفسخ بالتفكك والتحلل الحيوي

واألنشطة البيولوجية، وتحويلها إلى مواد أخرى ثابتة وهي إما غازات ) تجد مسارها إلى الغالف الجوي ( أو خاليا حية ) يمكن إزالتها بالترسيب (

أو مواد صلبة عالقة من جراء عمليات التخثر وبفضل األنزيمات التي تنتجها الكائنات الحية

الدقيقة )ويمكن إزالتها بالترسيب(، وأمثلة هذه الطرق :الحمأة النشطة واألقراص البيولوجية

.وبرك موازنة الحمأة لقد طورت المعالجة البيولوجية أصالG من أجل

تصلح في كثير من هاالصرف الصحي ولكناألحيان لمعالجة المياه الملوثة الناتجة عن الصناعات العضوية مثل الصناعات الغذائية )التعليب- الحليب- اللحوم( وصناعة الورق،

والدباغة والصناعات النسيجية وغيرها. يمكن للمعالجة البيولوجية أن تكون هوائيةG أو ال

هوائية بحسب البكتريا الحيوية،وكل نوع له سالالته الخاصة من المتعضيات الدقيقة و ذو

مواصفات تختلف عن النوع اآلخر بالرغم من أن الهدف في كلتا الحالتين هو تحويل المكونات العضوية في الماء الملوث إلى غازات ومواد

صلبة سهلة الفصل وماء.



البيولوجية المعالجة مفهومالمنحلة العضوية المواد

التهوية حوض( مفاعل(

+CO2 +جديدة m/o+H2O...+

O2 تهوية

m/o+

السيطرة تحت بيئة

طبيعية غير تصبح أعلى بمعدالتالتفاعالت بعض

الطبيعية البيئة في كماولكن

الترسيب أحواض للفصل في تحتاج

تلوث عضويمواد منحلة

m/o جديدةمعلقة مواد

النتائج

إ

66

:Chemical Treatment- المعالجة الكيميائية 4-3

لعبت المعالجة الكيميائية دوراG ثانوياG في الصرف الصحي في إضافة بعض مساعدات التخثير. في

ظهرت المعالجة الفيزيا- كيميائية 1970عام المستقلة كمنافس للمعالجة البيولوجية ولو أن

كثيراG من الهيئات ال تزال تصنفها كمعالجات تجريبية.

أما في الصناعة فعلى العكس تعتمد كثير منها على الطرق الكيميائية لمعالجة مياهها الملوثة،

خاصة الصناعات العضوية ولو أن معظم الصناعات تطبق المعالجة الكيميائية إلى حد ما.

يتم في هذه المعالجة تهيئة الملوثات ومن ثم إزالتها بإضافة بعض المواد والمركبات الكيميائية،

ويترتب على ذلك تفاعالت لها نواتج ثانوية ثابتة وغازات . ومثال هذه الطرق : انتشار الغازات

واالمتصاص والتعقيم و الترسيب واألكسدة . الكيميائيين . بركات. أبوالفتوح محمد د أ

67

إن اختيار نظام المعالجة الكيميائية يعتمد على:

.ونوعية الماء الملوثكمية •.لفة وتوفر الكيماويات الالزمةك•سالمة وأمان العملية وكمية ونوعية أوحال •

التلوث الناتجة.

-الحاجة إلى ضبط العمليات هنا أكبر منها في حالة أنظمة المعالجة البيولوجية:

إذا استخدمت المواد الكيميائية بكميات زائدة أو إذا لم يتح زمن تالمس مناسب فإن التفاعالت

الكيميائية لن تتم بالشكل األمثل وينتج عن ذلك تشكل ملوثات أخرى جديدة صعبة المعالجة. إن نظام المعالجة العام واختيار العمليات يجب أن

يتم على ضوء دراسة الماء الملوث وأن يكون مسبوقاG بدراسة مخبرية مستفيضة.


68

الوسط:pH- ضبط 4-3-1

جة الكيميائية األكثر انتشاراG ، ألن لوهي المعاالماء الملوث غير مسموح طرحه إلى مصادر

المياه الطبيعية أو إلى محطات المعالجة إن كان إلى قيم pHحمضياG أو قلوياG. يجب تعديل قيمة

قريبة من المعتدلة، وفي بعض األحيان بمكن ولكن المجال يكون أضيق 10-5القبول بالمجال

-6بكثير عند طرح الماء في المصادر الطبيعية )8.5.)

لتعديل المياه القلوية غالباG ما يستخدم حمض الكبريت.لتعديل المياه الحمضية تضاف ماءات

الصوديوم أو كربونات الصوديوم أو الكلس الذي يمثل الخيار األرخص. ال يمكن استخدام الكلس بالنسبة للمياه المحتوية على الكبريتات بسبب

تشكل طبقة واقية من كبريتات الكالسيوم توقف التفاعل.

في أي pHوينصح بالتحكم األتوماتيكي بقيمة خطوة تعديل أو ضبط لدرجة الحموضة.


69

-التخثير الكيميائي :4-3-2 هو شكل غير مباشر للترسيب حيث ال يتفاعل

العامل الملوث مباشرة مع المادة الكيميائية المضافة ولكنه يزال مع الراسب الحاصل.

- اإلرجاع واألكسدة الكيميائية:4-3-3األكسدة الكيميائية عملية منافسة لألكسدة

البيولوجية كتقنية معالجة، وبالرغم من كونها أكثر كلفة إال أنها أكثر فعالية لبعض الملوثات

الصناعية المقاومة. الهواء واألكسجين عوامل أكسدة ضعيفة ولكنها •

مفيدة مع المتعضيات الدقيقة.الكلور واألوزون لهما تطبيق أوسع بالنسبة •

للملوثات صعبة األكسدة مثل األمونيا والسيانيدات والمركبات الفينولية واألصبغة

وغيرها. استخدمت األكسدة الكهرليتية لمعالجة

السيانيدات وغيرها من ملوثات طالء المعادن.اإلرجاع الكيميائي ذو تطبيق في إرجاع الكروم

سداسي التكافؤ إلى الكروم ثالثي التكافؤ األسهل معالجة، باستخدام ثاني أكسيد الكبريت

وميتابيسلفيت الصوديوم.


70

-طرق أخرى:4-4من الشائع الدمج بين تقنيات المعالجة السابقة

وليس استخدامها مفردة. فمثالG المعالجة البيولوجية الهوائية تتبع –دائماG- بمعالجة )عادة

ترسيب( إلزالة المزارع البكترية. في بعض األحيان يتبع الترسيب فلترة لتأمين تيار أكثر

نقاوة.عمليات المعالجة المذكورة تستطيع مفردة أو

% من الملوثات،وعندما 90-80بالتشارك أن تزيل % على األقل( 98تتطلب اإلزالة الكاملة )

للملوثات،يتم اللجوء إلى تقنيات أكثر تطورا باستخدام العمليات المتبعة لتنقية المنتجات.

( 10( أو )5ويمكن القول أن كلفة إزالة الـ )%األخيرة من الملوثات تساوي أو تفوق كلفة

. ( %األولى.95( أو )90إزالة الـ ) بركات. أبوالفتوح محمد د أ

71

من عمليات المعالجة الحديثة نذكر عمليات:

الفلترة ذات الكفاءة العالية مثل الفلترة الرملية •السريعة و الفلترة متعددة األوساط واستخدام

وتكنولوجيا الغشاء nano filtrationالفالتر الميكروية و الحلولي

Reverse Osmos-RO )) حيث تفصل هذه األجهزة المياه الصافية عن األمالح و المواد المنحلة.

االمتصاص بالكربون الفعال إلزالة المواد •العضوية المنحلة في المياه الصناعية.

التبادل الشاردي والتناضح العكسي الذي يشهد •تطبيقات متزايدة.

هو العملية النهائية في أي معالجة لمياه التعقيمبالنسبة لكثير من المياه أما الصرف الصحي،

الصناعية فتعتبر غير ضرورية. من جهة أخرى تطبق عملية الكلورة بشكل شائع على المياه

الناتجة عن صناعات اللحوم والجلود وما يتعلق بها من صناعات..


wastewater course

Documents