المياه الصناعية: من أين أتت ، التركيب ، الأنواع ، المعالجات - بيئة - 2024

و المياه الصناعية هي تلك المستخدمة في الأنشطة الصناعية والتجارية، ومن ثم التخلص منها كنفايات أو الخردة. كنفايات يطلق عليها مياه الصرف الصناعي أو مياه الصرف الصحي.

تُستخدم المياه الصناعية لأغراض مختلفة ، مثل المواد الخام والمذيبات ومصدر الطاقة ونظافة المناطق والأدوات والموظفين. تأتي من مصادر طبيعية أو من إعادة تدوير مياه الصرف الصناعي. باعتبارها مياه الصرف الصناعي ، فإن مصادرها متنوعة للغاية ، اعتمادًا على كل من الصناعات التي نشأت فيها.

المياه في الصناعة الكهرومائية. المصدر: vadimpl

يختلف تكوين مياه الصرف الصناعي اعتمادًا على نوع الصناعة على وجه الخصوص ، حتى داخل نفس الفرع الصناعي مع مجموعة كبيرة ومتنوعة من المواد الكيميائية.

يمكن أن تحتوي مياه الصرف الصناعي على معادن ثقيلة وملونات ودهون وزيوت ومنظفات وأحماض وعقاقير. يمكن أن تشمل أيضًا مشتقات حيوانية ونباتية ذات طبيعة مختلفة.

تختلف أنواع مياه الصرف الصناعي باختلاف منشأ الصناعة والاستخدام المعطى لها والمواد الخام المستخدمة. يمكن أيضًا تصنيفها وفقًا للنوع السائد من المواد المذابة فيها. تختلف المعالجات المطبقة لتنقية مياه الصرف الصناعي باختلاف نوع الملوثات الموجودة.

من أين تأتي المياه الصناعية؟

تتلقى الصناعة المياه من الشبكة العامة أو الآبار أو الأنهار أو مياه البحر أو المياه المعاد تدويرها من العمليات الصناعية نفسها. عند استخدامها في عمليات مختلفة مثل مرافق الغسيل ، تستخدم كمذيب وإنتاج الطاقة والتقطير والترشيح والنظافة الشخصية ، يتم إنتاج مياه الصرف الصحي.

صناعة الورق والكرتون

وهي من الصناعات التي تستهلك أكبر قدر من المياه في عملياتها وفي نفس الوقت تولد كمية كبيرة من مياه الصرف الصناعي. تستهلك هذه الصناعة 27٪ من المياه الصناعية للصناعة بأكملها.

يتم استهلاك من 5 إلى 10٪ فقط من المياه المستخدمة ، وهي ضرورية لمعالجة الباقي كمياه عادمة صناعية.

صناعة المنسوجات

المياه في صناعة النسيج. المصدر: إنريك

لديها استهلاك مرتفع للمياه وجيل كبير من مياه الصرف الصناعي ولكل كيلوغرام من المنسوجات ، يلزم حوالي 200 لتر من الماء. من ناحية أخرى ، تصل مياه الصرف الصناعي إلى مستويات عالية من التلوث ، بسبب استخدام مواد كيميائية مختلفة.

الصناعة الكيماوية

تستهلك كميات كبيرة من المياه وتنتج كميات كبيرة من مياه الصرف الصناعي. تلوث هذه المياه مرتفع والملوثات المذابة شديدة السمية في معظم الحالات.

الأعمال الزراعية

تستهلك حوالي 17٪ من المياه الصناعية ، على الرغم من أنه في بعض المجالات مثل صناعات المشروبات يتم دمج معظمها في المنتج النهائي. داخل هذا الفرع ، تختلف مياه الصرف الصناعي بشكل كبير اعتمادًا على الصناعة المحددة. من بين أمور أخرى ، صناعات اللحوم والألبان والمشروبات والتعليب والسكر.

صناعة الادوية

تتسبب مياه الصرف الصناعي الناتجة عن صناعة الأدوية في حدوث مشكلات تلوث خطيرة. هذا صحيح بشكل خاص في بلدان مثل الهند والصين ، حيث توجد ضوابط قليلة على التصريفات الصناعية.

توجد في هذه المياه الصناعية عقاقير ، مثل المضادات الحيوية ، والتي بمجرد وجودها في البيئة يمكن أن تولد مقاومة في سلالات البكتيريا المسببة للأمراض.

التعدين ومعالجة المعادن

يتم استهلاك كميات كبيرة من الماء ، حيث يتم استخدامه كحافز هيدروليكي لتفكيك الصخور بحثًا عن المعادن. بعد ذلك ، في صناعة معالجة المعادن ، يتم استخدام المياه بشكل أساسي كمبرد.

المحطات الحرارية والنووية

في هذه الصناعات المولدة للطاقة ، يتم استخدام المياه كمبرد ، وتنتج كميات كبيرة من مياه الصرف الصناعي. هذه المياه ملوثة للغاية ويمكن أن تحتوي على معادن ثقيلة وحتى عناصر مشعة.

تكوين

مياه الصرف الصناعي. المصدر: نايجل وايلي

إن تكوين مياه الصرف الصناعي متغير للغاية ، حيث يعتمد على العمليات الصناعية التي تنتجها. بشكل عام ، تحتوي على نسبة منخفضة نسبيًا من المواد العضوية ، وتعتبر المعادن الثقيلة من الملوثات الرئيسية في مياه الصرف الصناعي.

معادن ثقيلة

الملوثات الرئيسية في هذه المجموعة هي الرصاص والزئبق والكادميوم والزرنيخ. المعادن الثقيلة هي نفايات في صناعات مختلفة ، وخاصة معالجة المعادن والنفط والمواد الكيميائية.

في حالات محددة مثل الزئبق ، تعتبر المياه العادمة الصناعية من محطات توليد الكهرباء الحرارية القائمة على الفحم مصدرًا مهمًا.

الهيدروكربونات

يتم دمجها في مياه الصرف الصناعي من خلال الصناعات المختلفة ، وخاصة النفط والبتروكيماويات.

الفينولات

وهي ذات صلة خاصة بمياه الصرف الصناعي الناتجة عن صناعة دباغة الجلود.

السطحي

هذه هي الصابون والمنظفات وتوجد في العديد من أنواع مياه الصرف الصناعي. وذلك لأنها تُستخدم على نطاق واسع في تنظيف الأماكن والأدوات ، وكذلك في معالجة المواد الخام. إنها ملوثة بشكل خاص بسبب تأثيرها السلبي على أغشية الخلايا.

الملونات

تُستخدم مجموعة متنوعة من الملونات في مختلف الفروع الصناعية ، على سبيل المثال في صناعات الورق والنسيج والأغذية والصناعات الكيماوية.

الألياف والسليلوز

في مياه الصرف الصناعي الناتجة عن صناعات الورق والنسيج ، يكون وجود مكونات نباتية مثل الألياف والسليلوز أمرًا مهمًا.

مواد عضوية

مياه الصرف الصناعي الناتجة عن صناعة تجهيز الأغذية غنية بشكل خاص بالمواد العضوية ، من أصل نباتي وحيواني. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تضم مجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة ، بعضها مسببات الأمراض للحيوانات أو النباتات أو البشر.

مواد كيميائية مختلفة

تستخدم الصناعة مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية في العمليات الصناعية ، إما كمواد خام أو كوسيط لتفاعلات مختلفة. يتم استخدام العديد من هذه العناصر والمركبات الكيميائية كنفايات ملوثة في المياه الصناعية.

المخدرات

أحد الفروع الصناعية الكبيرة هو المستحضرات الصيدلانية ، التي تستخدم مواد كيميائية عضوية وغير عضوية مختلفة. مع هذه المركبات الطبية يتم صنعها ، والتي تنتهي آثارها في كثير من الحالات في مياه الصرف الصناعي.

لقد أصبحت الأدوية ملوثات ناشئة ذات أهمية كبيرة في الصحة العامة. تم الكشف عن كميات مناسبة من المضادات الحيوية والمسكنات والأدوية الأخرى في بعض المسطحات المائية.

أنواع المياه الصناعية

يمكن تصنيف المياه الصناعية من وجهات نظر مختلفة ، إما من خلال استخدامها من قبل الصناعة أو حسب القطاع الصناعي. في كل حالة ، سوف تختلف خصائص مياه الصرف الصناعي الناتجة.

- لاستخدامه

صحية

يتم استخدامها في عمليات تنظيف المواد الخام والمرافق والمعدات وفي الاحتياجات الصحية للموظفين.

نقل الحرارة أو التبريد

في هذه الحالة ، تعمل المياه الصناعية كمركبات حرارية ، إما لاستخراج الحرارة من عملية ما أو لنقلها إليها. على سبيل المثال ، استخدم كمبرد في صناعة معالجة المعادن وللطهي في صناعة الأغذية.

إنتاج البخار

يستخدم بخار الماء لتشغيل التوربينات البخارية وكذلك في عمليات التعقيم والتدفئة والتنظيف والترطيب والترطيب.

مواد خام

تستخدم المياه الصناعية مباشرة كمادة خام ، خاصة في صناعة الأغذية والمشروبات ، ومعظمها يترك النظام كجزء من المنتج.

مذيب

إن طبيعة الماء كمذيب عالمي تجعله استخدامًا مهمًا للمياه الصناعية. في العديد من العمليات في الصناعات الكيميائية والغذائية والورقية والنسيجية ، من بين أمور أخرى ، يتم استخدامه لهذا الغرض ويولد كميات كبيرة من مياه الصرف الصناعي.

مصدر الطاقة

كما تستخدم المياه لتوليد الطاقة الهيدروليكية في الصناعة الكهرومائية. يحتوي على مستويات منخفضة من التلوث الكيميائي ، ولكن التلوث الحراري مهم.

نباتات العلاج

محطة معالجة المياه الصناعية. المصدر: أنابيل

في عملية معالجة مياه الصرف الصحي ، يتم إنشاء بقايا نهائية يمكن إعادة تدويرها في نفس العملية. ومع ذلك ، فإن كمية معينة لا يمكن استعادتها كما هو الحال في معالجات الترسيب حيث يكون ما يصل إلى 75٪ من وزن الحمأة النهائية عبارة عن ماء.

- حسب الفرع الصناعي

يمكن أيضًا تصنيف المياه الصناعية على أنها فروع لصناعات مختلفة مثل البتروكيماويات والأغذية والورق والمنسوجات وتشغيل المعادن والتعدين وغيرها. في كل حالة على حدة ، يمكن تقسيم تصنيف المياه الصناعية وفقًا لتخصص المصنع الصناعي المحدد.

العلاجات

محطة معالجة المياه الصناعية. المصدر: Xavigivax

اعتمادًا على نوع الصناعة والعمليات والمواد الخام المستخدمة ، ستعتمد كمية وخصائص مياه الصرف الصناعي. يرتبط اختيار المعالجة لتنقيتها بنوع المياه العادمة ودرجة التنقية المطلوبة.

- المعلمات

قبل أي معالجة ، وبعد ذلك ، من الضروري تقييم معايير جودة معينة لمياه الصرف الصناعي. وتشمل هذه الحاجة إلى الأكسجين الكيميائي (COD) ، وإجمالي المواد الصلبة العالقة (TSS) ووجود مركبات محددة.

الطلب على الاكسجين الكيميائي

إنها المعلمة الأبرز في تقييم تلوث المياه ، عند قياس كمية المواد المؤكسدة الموجودة في الماء. يهدف بشكل خاص إلى تحديد كمية المادة العضوية الموجودة كعامل استهلاكي للأكسجين المذاب.

مجموع المواد الصلبة العالقة

هذه المعلمة مهمة جدًا في مياه الصرف الصناعي التي تم استخدامها كمذيب أو للتنظيف. يتم قياس كمية الجسيمات الصلبة غير القابلة للترسيب الموجودة في مياه الصرف الصناعي.

الكشف عن مركبات معينة

اعتمادًا على طبيعة مياه الصرف الصناعي ، يتم اختبارها لعناصر أو مركبات محددة. على سبيل المثال ، وجود المعادن الثقيلة ومركبات الهالوجين العضوي والديوكسينات وغيرها.

- إجراءات العلاج

هناك إجراءات معالجة أولية تشمل مراحل الترسيب والطفو التي تسمح بفصل جزء من الملوثات. في هذه الحالة يتعلق الأمر بتلك الجسيمات المادية التي إما أن تستقر بسبب وزنها أو تطفو بسبب كثافتها.

بالنسبة للجسيمات غير القابلة للترسيب ، يتم استخدام التخثر والتلبد أو الترسيب الكيميائي.

تجلط الدم

لتحقيق ترسيب الجسيمات العالقة غير القابلة للترسيب ، تتم إضافة مادة تخثر إلى مياه الصرف الصناعي. هذا مركب يجذب الجسيمات المعلقة التي تشكل كتل أو جلطات يتم استخلاصها في خزان الترسيب.

العمليات الأولية الأخرى

هناك العديد من العمليات المحددة ، على سبيل المثال إزالة عسر الجير لإزالة أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم من المياه الصناعية.

العلاجات الثانوية

بمجرد تطبيق المعالجات السابقة ، تخضع المياه الصناعية لمعالجات ثانوية مختلفة. ومن بين هذه الحمأة أو الحمأة المنشطة (التحلل البيولوجي الهوائي) ، والتحلل البيولوجي اللاهوائي ، والأكسدة الكيميائية ، وغيرها.

العلاجات الثلاثية

أخيرًا ، يتم تطبيق معالجات من الدرجة الثالثة مثل الترشيح أو التبادل الأيوني أو الاستخراج لمياه الصرف الصناعي. هناك أيضًا التناضح العكسي أو الحرق أو المعالجات الكهروكيميائية.

علاجات التطهير الأخرى هي المعالجة بالأوزون أو الأشعة فوق البنفسجية أو الحرارة أو المعالجة بالكلور. بعضها محدد للغاية ، مثل التفريغ أو التجريد ، لفصل كبريتيد الهيدروجين والأمونيا والكحولات والفينولات والكبريتيدات.

المراجع

1. الأسواق المتغيرة والعاصفة البيئية (2016). مقاومة المضادات الحيوية: كيف يتسبب التلوث من مصانع الأدوية في الهند والصين في ظهور الجراثيم المقاومة للمضادات الحيوية. الترجمة الإسبانية لعلماء البيئة في العمل.
2. مؤسسة COTEC للابتكار التكنولوجي (1999). 10. مياه الصرف الصناعي. وثائق COTEC على الاحتياجات التكنولوجية.
3. Gilpavas، E.، Arbeláez-Castaño، PE، Medina-Arroyave، JD and Gómez-Atehortua، CM (2018). تكثيف معالجة المياه العادمة من صناعة النسيج عن طريق التخثر الكيميائي المقترن بعمليات فنتون باستخدام الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد. المجلة الدولية للتلوث البيئي.
4. المعهد الوطني للإحصاء (2012). مسح على البيئة في الصناعة. النتائج المتعلقة بتوليد النفايات في الصناعة عام 2010. بيانات صحفية.
5. López-Grimau، V. and Crespi-Rosell، M. (2015). إدارة النفايات السائلة من صناعة النسيج. مشروع تحسين الاقتصاديات الإقليمية والتنمية المحلية. المفكرة التكنولوجية رقم 18.
6. Mänttäri، M.، Viitikko، K. and Nyström، M. (2006). الترشيح النانوي للنفايات السائلة المعالجة بيولوجيًا من صناعة اللب والورق. مجلة علوم الغشاء.
7. Muñoz-Lucas، S. and Sánchez-García، R. (2018). الماء في صناعة المواد الغذائية. نشرة الجمعية الإسبانية للهيدرولوجيا الطبية.
8. موزاريلي ، RAA ، Weckx ، M. ، Filippini ، O. and Sigon ، F. (1989). إزالة أيونات المعادن النزرة من المياه الصناعية والنفايات السائلة النووية ومياه الشرب ، بمساعدة N-carboxymethyl chitosan المتشابك. بوليمرات الكربوهيدرات.
9. Rodríguez-Fernández-Alba، A.، Pedro Letón-García، P.، Rosal-García، R.، Dorado-Valiño، M.، Villar-Fernández، S. and Sanz-García، JM (2006). معالجة مياه الصرف الصناعي المتقدمة. تقرير مراقبة التكنولوجيا 2.
10. روميرو لوبيز ، T. de J. ، Rodríguez-Fiallo ، H. and Masó-Mosqueda ، A. (2016). توصيف مياه الصرف الناتجة عن صناعة النسيج الكوبية. الهندسة الهيدروليكية والبيئية.