1. المعالجة الكيميائية
الطريقة الكيميائية هي استخدام التفاعلات الكيميائية لإزالة المواد العضوية والشوائب غير العضوية في الماء. هناك بشكل أساسي طريقة التخثر الكيميائي ، طريقة الأكسدة الكيميائية ، طريقة الأكسدة الكهروكيميائية ، إلخ. الهدف الرئيسي للتخثر الكيميائي هو المواد العالقة الصغيرة والمواد الغروانية في الماء. عن طريق إضافة عوامل كيميائية لإنتاج التخثر والتلبد ، يتم زعزعة استقرار المادة الغروانية لتكوين الترسيب وإزالتها. لا يمكن لطريقة التخثر فقط إزالة الجسيمات العالقة الدقيقة بحجم جسيم يتراوح من 1 إلى 10 مم ، ولكن أيضًا إزالة الصفاء والكائنات الحية الدقيقة والمواد العضوية. تتأثر الطريقة بشكل كبير بقيمة الأس الهيدروجيني ودرجة حرارة الماء ونوعية المياه وكميتها ، كما أن معدل إزالة بعض المواد العضوية وغير العضوية القابلة للذوبان منخفضة. عادة ما تكون الأكسدة الكيميائية طريقة لإزالة الملوثات العضوية في مياه الصرف الكيميائية بواسطة عامل مؤكسد. يمكن لمياه الصرف من خلال مادة REDOX الكيميائية ، تحويل مياه الصرف الموجودة في المواد السامة العضوية وغير العضوية إلى مواد غير سامة أو أقل سمية ، وذلك لتحقيق الغرض من تنقية مياه الصرف الصحي. يشيع استخدام أكسدة الهواء وأكسدة الكلور والأوزون. بسبب قدرتها الضعيفة على الأكسدة ، تستخدم أكسدة الهواء بشكل أساسي في معالجة مياه الصرف الصحي التي تحتوي على مواد مختزلة قوية. Cl هو مؤكسد شائع الاستخدام ، يستخدم بشكل أساسي في معالجة مياه الصرف العضوية التي تحتوي على الفينول والسيانيد ، ويستخدم الأوزون في معالجة مياه الصرف الصحي بقدرة أكسدة قوية ولا تلوث ثانوي. طريقة أكسدة الأوزون ، طريقة أكسدة الكلور ، تأثير معالجة المياه جيد ، لكن استهلاك الطاقة العالي ، التكلفة العالية ، غير مناسب لمعالجة المياه الكبيرة والتركيز المنخفض نسبيًا لمياه الصرف الصحي الكيميائية ؛ توجد طريقة الأكسدة الكهروكيميائية في الخلية الإلكتروليتية ، حيث تتم إزالة الملوثات العضوية الموجودة في مياه الصرف على القطب بسبب تفاعل REDOX ، والملوثات الموجودة في مياه الصرف في القطب الموجب للخلية الإلكتروليتية تفقد الإلكترونات وتتأكسد ، Cl- ، OH- في الماء يمكن أيضًا تصريفه عند الأنود لإنتاج Cl2 والأكسجين ، مما يؤدي إلى أكسدة الملوثات بشكل غير مباشر ويدمرها. في الواقع ، من أجل تقوية أكسدة الأنود وتقليل المقاومة الداخلية للخلية الإلكتروليتية ، غالبًا ما يتم إضافة بعض كلوريد الصوديوم إلى خلية التحليل الكهربائي لمياه الصرف من أجل ما يسمى بالكلور الكهربائي. بعد إضافة كلوريد الصوديوم ، يمكن توليد الكلور والهيبوكلوريت في الأنود ، والذي له أيضًا تأثير أكسدة قوي على المواد غير العضوية والمواد العضوية في الماء. في السنوات الأخيرة ، تم اكتشاف بعض مواد الإلكترود الجديدة في الأكسدة الكهربائية والقطع الكهربائي ، وتم تحقيق بعض الإنجازات ، ولكن لا تزال هناك بعض المشاكل مثل ارتفاع استهلاك الطاقة والتكلفة العالية والآثار الجانبية.
2. المعالجة الفيزيائية
تشمل الطرق الفيزيائية الشائعة لمياه الصرف الكيميائية الترشيح وترسيب الجاذبية وتعويم الغاز. طريقة الترشيح هي اعتراض الشوائب في الماء بطبقة حبيبية حبيبية ، بشكل أساسي لتقليل المادة العالقة في الماء ، في معالجة الترشيح لمياه الصرف الصحي الكيميائية ، مرشح الإطار الشائع الاستخدام والمرشح الصغير الذي يسهل اختراقه ، الأنبوب الصغير الذي يسهل اختراقه مصنوع من البولي إيثيلين ، يمكن تعديل حجم الفتحة ، وتبادل أكثر ملاءمة ؛ طريقة ترسيب الجاذبية هي عملية فصل السائل عن الصلب باستخدام قابلية الجسيمات العالقة في الماء والترسيب الطبيعي تحت تأثير مجال الجاذبية. تعويم الهواء هو طريقة لنقل الجسيمات العالقة إلى سطح الماء عن طريق توليد فقاعات صغيرة وامتصاصها. هذه الطرق الفيزيائية الثلاث بسيطة في العملية ومريحة في الإدارة ، لكنها غير مناسبة لإزالة مكونات مياه الصرف القابلة للذوبان ولها قيود كبيرة.
3. تكنولوجيا الأكسدة الضوئية
تستخدم الأكسدة التحفيزية الضوئية الأكسدة الضوئية للجمع بين O2 و H2O2 ومؤكسدات أخرى مع الإشعاع البصري. الضوء المستخدم عبارة عن ضوء فوق بنفسجي بشكل أساسي ، بما في ذلك uv-H2O2 و uv-O2 وغيرها من العمليات ، والتي يمكن استخدامها لمعالجة CHCl3 و CCl وثنائي الفينيل متعدد الكلور ومواد حرارية أخرى في مياه الصرف الصحي. بالإضافة إلى ذلك ، في نظام Feton مع الضوء فوق البنفسجي ، هناك تأثير تآزري بين الأشعة فوق البنفسجية وأيون الحديد ، مما يسرع بشكل كبير من معدل تحلل H2O2 لإنتاج جذور الهيدروكسيل ، ويعزز إزالة أكسدة المادة العضوية.
ما يسمى بالتفاعل الكيميائي الضوئي هو تفاعل كيميائي لا يمكن تنفيذه إلا تحت تأثير الضوء. في هذا التفاعل ، يتم تحفيز الجزيئات التي تمتص الطاقة الضوئية إلى حالة طاقة أعلى ، ثم تخضع الجزيئات المثارة كهربائيًا لتفاعلات كيميائية. تأتي طاقة التنشيط للتفاعل الكيميائي الضوئي من طاقة الفوتون. في استخدام الطاقة الشمسية ، يعد التحويل الكهروضوئي والتحويل الكيميائي الضوئي دائمًا مجالات نشطة في أبحاث الكيمياء الضوئية. في أوائل الثمانينيات من القرن الماضي ، بدأت دراسة تطبيق الكيمياء الضوئية في حماية البيئة ، ومن بينها التحلل الكيميائي الضوئي للتحكم في التلوث الذي حظي باهتمام خاص ، بما في ذلك التحلل الكيميائي الضوئي بدون محفز ومحفز. الأول يستخدم الأوزون وبيروكسيد الهيدروجين كمواد مؤكسدة لتحلل الملوثات تحت الأشعة فوق البنفسجية. يمكن تقسيم الأخير ، المعروف أيضًا باسم التحلل التحفيزي ، إلى نوعين: متجانسة وغير متجانسة. يستخدم التحلل الضوئي المتجانس بشكل أساسي Fe2 plus أو Fe3 plus و H2O2 كوسائط ، ويحلل الملوثات من خلال تفاعل Fenton بمساعدة الصورة ، والذي يمكن أن يستخدم الضوء المرئي مباشرة. التحلل التحفيزي غير المتجانس هو إضافة كمية معينة من مادة أشباه الموصلات الحساسة للضوء في نظام التلوث ، جنبًا إلى جنب مع طاقة معينة من الإشعاع في نفس الوقت ، مما يجعل أشباه الموصلات الحساسة للضوء تحت إشعاع الإثارة الضوئية تنتج زوجًا من الثقوب الإلكترونية ، مثل الأكسجين المذاب ، جزيئات الماء على الامتزاز في أشباه الموصلات والفتحة الإلكترونية ، تنتج الجذور الحرة المؤكسدة القوية ، مثل OH ثم ، من خلال دمج الهيدروكسيل والاستبدال ونقل الإلكترون بين الملوثات ، يتم تمعدن جميع الملوثات أو كلها تقريبًا ، وأخيراً ثاني أكسيد الكربون ، H2O وأيونات أخرى مثل NO 3- ،
4. تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية
تقنية الموجات فوق الصوتية ، من خلال التحكم في تردد الموجات فوق الصوتية والغاز المشبع ، وتدهور وفصل المواد العضوية.
يوفر تأثير التجويف للطاقة بالموجات فوق الصوتية بيئة فيزيائية وكيميائية فريدة من نوعها لتدهور المواد العضوية الضارة في الماء ، مما يؤدي إلى تحقيق معالجة مياه الصرف بالموجات فوق الصوتية. الطاقة الناتجة عن انهيار فقاعة التجويف بالموجات فوق الصوتية عالية بما يكفي لكسر الروابط الكيميائية. في محلول مائي ، تنهار فقاعات التجويف لإنتاج مجموعات الهيدروكسيل والهيدروجين ، والتي تتفاعل مع المواد العضوية في الأكسدة. تفتح البيئة الفيزيائية والكيميائية الفريدة للتجويف مسارًا جديدًا للتفاعل الكيميائي ، وتزيد بسرعة من سرعة التفاعل الكيميائي ، ولديها قدرة تحلل قوية للمواد العضوية. بعد الموجات فوق الصوتية المستمرة ، يمكن أن تتحلل المواد العضوية الضارة إلى مواد غير سامة أو منخفضة السمية مثل الأيونات غير العضوية أو الماء أو ثاني أكسيد الكربون أو الأحماض العضوية.
5. الفصل المغناطيسي
طريقة الفصل المغناطيسي هي إضافة بذرة مغناطيسية ومخثر إلى مياه الصرف الصحي الكيميائية ، باستخدام المغناطيس المتبقي للبذور المغناطيسية ، تحت تأثير التخثر في نفس الوقت ، بحيث تجذب الجسيمات بعضها البعض وتتحد ، وتسريع فصل المادة المعلقة ، و ثم استخدم الفاصل المغناطيسي لإزالة الملوثات العضوية ، وقد تم تطبيق تقنية الفصل المغناطيسي الأجنبية عالية التدرج من المختبر.
يتم تطبيق تقنية الفصل المغناطيسي لمعالجة مياه الصرف الصحي بثلاث طرق: الفصل المغناطيسي المباشر ، والفصل المغناطيسي غير المباشر والفصل الميكروبي المغناطيسي. يستخدم استخدام التكنولوجيا المغناطيسية لمعالجة مياه الصرف الصحي بشكل أساسي قابلية تجلط الملوثات والقدرة المضافة للملوثات. يشير التماسك إلى الملوثات ذات المغناطيسية الحديدية أو المغناطيسية ، والتي تتكثف في جزيئات ذات قطر سطح متزايد تحت تأثير المجال المغناطيسي ثم تزيلها. تعني إضافة البذور أن الخواص المغناطيسية للملوثات شبه المغناطيسية أو غير المغناطيسية الضعيفة يتم تعزيزها عن طريق إضافة البذور المغناطيسية لتسهيل إزالة الفصل المغناطيسي. أو مع إضافة الكائنات الحية الدقيقة لامتصاص الأيونات المغنطيسية في مياه الصرف الصحي ، ثم استخدام الفصل المغناطيسي لإزالة الملوثات الأيونية البارامغناطيسية.
يعد الفصل المغناطيسي عالي التدرج أحد طرق معالجة مياه الصرف الصحي الفيزيائية. طريقة لفصل الملوثات الحبيبية أو استخراج المواد المفيدة من مياه الصرف باستخدام القوى المغناطيسية الناتجة عن المجال المغناطيسي المستحث للمصفوفة الممغنطة في مجال مغناطيسي ومجال مغناطيسي عالي التدرج. يمكن تقسيم الفواصل المغناطيسية إلى فئتين: فواصل مغناطيسية دائمة وفواصل كهرومغناطيسية ، ولكل فئة فواصل متقطعة ومستمرة. تستخدم تقنية الفصل المغناطيسي عالية التدرج لمعالجة المواد المغناطيسية في مياه الصرف الصحي. تتميز بمزايا العملية البسيطة والمعدات المدمجة والكفاءة العالية والسرعة والتكلفة المنخفضة.