أخبار عاجلة
الرئيسية / General Topics in Water Treatment / المياه سر الحياة

المياه سر الحياة

الماء هو سر الحياة على الأرض و اساس  حركة المخلوقات  فبدون الماء لا توجد حياة  ،كما قال تعالي ( هُوَ الَّذِي أَنزَلَ مِنَ السَّمَاءِ مَاءً ۖ لَّكُم مِّنْهُ شَرَابٌ وَمِنْهُ شَجَرٌ فِيهِ تُسِيمُونَ (10) ومن الجدير بالذكر أن المجتمعات البشرية  تواجه اخطارا كبيرة مع مطلع الالفية الثالثة وقد اعتاد الانسان ان يعد الطبيعة كنزا لا ينضب تعطي ما يطلب منها دون ان يؤثر في افراغ جعبتها التي تملؤها قواها الذاتية باستمرار لذلك استمر الانسان بتسخيرها بقوه ليصبح النشاط البشري اداة مدمرة لا يعرف الحدود و تغيب فيها القوانين و التشريعات  ولقد ادي الوعي بالمسؤولية عما يحدث علي سطح هذه المعمورة من تغيرات الي اهتمام الباحثين والفنيين في مجال الثروات الطبيعية و اهمها عنصر الماء لذلك بدات المسالة المائية تحتل مكانة الصدارة في كافة المحافل الدولية و العربية .

تحل مشكلة المياه في الدول العربية حيزا كبيرا من الاهتمام و ليس ذلك محصورا بتحسين نوعية مياه الشرب او مياه الري بل لدفع عجلة التقدم الاقتصادي و الصناعي نظرا لاهمية المياه في تطوير الزراعه و الصناعة علي حد سواء و تظهر اهمية المياه في الحياه البشرية باشكال مختلفة … مثل متطلبات مياه شرب نقية وتوسع مستمر في المرافق العامة المستهلكة لكمية كبيره من المياه والمسابح واماكن الترفية العامه و التسلية وغيرها .ومع زياده استهلاك المياه النقية تزداد المياه الملوثه المطروحة في المياه السطحية ( انهار– بحيرات– بحار ) و القادمة من التجمعات السكنية او الصناعية و تتميز تلك المياه  بحمولاتها العالية من الملوثات العضوية و المعدنية اضافة الي بعض المواد السامة الناتجة عن  العديد من الصناعات خصة اذا علمنا ان معظم نصانع الدول النامية تطرح مياة صرفها دون معالجة و نشير ال ان 2.6 مليار انسان في هذا العالم دون صرف صحي مناسب مما يسبب اضرار بالغة علي صحه الانسان

لذا يسعي الانسان للبحث جاهدا عن مصادر المياه المختلفه لسد احتاجاته و بخاصة في وقتنا الحالي الذي زاد فيه عدد السكان و تطور الصناعة و يتم توفير المياه الصالحة عن طريق العديد من الطرق الحديثه مثل –  تحلية و معالجة المياه او  فلترتها حسب مواصفاتها و استخدامتها مع الاخذ في الاعتبار مصادر المياه .

  • مياه مالحة Salt Water .
  • مياه جوفية Ground Water
  • مياه عذبة Fresh Water

ولذلك يجب تجنب الملوثات التي تؤثر سلبا علي الثروة المائية بعدم القاء و طرح  المخلفات الصرف الصناعي ومخلفات مياه الصرف الصحى والمبيدات الكيماوية والأسمدة الكيماوية الزراعية ومياه الصرف الزراعي والملوثات الإشعاعية ومشتقات النفط في المسطحات المائية دون معالجة.

 

 

 

مواصفات المياه حسب الغرض التي سيتم استخدامها فيها :

لقد سبق و ان ذكرنا ان الماء هو سر الحياه و هذا يعني اننا بحاجه اليه في الشرب و الاستخدامات الادميه و الصناعات المختلفة و الزراعه …الخ ،،،و ذكرنا ايضا مسببات التلوث و كيف ان لها اثار سلبية علي البيئة و صحه الانسان اذا لابد من اللجواء لمعالجة هذه المياه لتفادي هذه الامراض و الاضرار سابقه الذكر

والسؤال الذي يطرح نفسه

  • هل كل استخدام له نفس مواصفات المياه ؟؟ و مواصفة المحطة المعالجة ؟؟ الاجابة : لا ، مطلقا ، لكل استخدام له مواصفات و يطلق عليه كود و هذا الكود يخضع لمنظمه الصحة العالميه الامريكية او البريطانية او المصرية و علي القائمين في مجال معالجه المياه لابد ان يكونوا علي دراية كافية بالكود الذي تخضع اليه منشأته ( محطته ) او المحطة التي سيقوم بانشائها  و كل محطه مراحلها تخضع لمواصفات مصدر المياه التي سيتم معالجتها و المواصفات المراد الوصول لها في المياه المنتجة

ولذلك فإنه من المهم التعرض لبعض التعريفات الهامه و فائدتها في انشاء محطه او مٌيسر (Softener)

الماء القاسي أو العسر عملياً 
هو الماء الذي يحوي على نسب عالية من الكالسيوم والمغنزيوم.

و في هذه الحاله اذا كان استخدام المياه لغلاية او برج تبريد لابد من التخلص من الكالسيوم و الماغسيوم عن طريق تركيب ميسر ( softener ) لتفادي الوقوع مشاكل متعدده و سنذكر نبذه عنها 

الفرق بين العسر المؤقت والعسر الدائم
العسر المؤقت المسؤل عنه وجود أملاح البيكربونات ويتم التخلص منه بالتسخين حيث تتحول البيكربونات إلى كربونات وتكون طبقة بيضاء يتم التخلص منها بالغسيل بالمنظفات (الكلوركس) ويتصاعد غاز ثاني أكسيد الكربون.


أما العسر الدائم فالمسؤول عنه أملاح الكبريتات والكلوريدات فلو سخناها فقط فإنها لن تعطي كربونات وبالتالي نقوم بالمعالجات الكيميائية التالية لنحولها إلى كربونات.
نضيف كربونات الصوديوم حتى يتم ترسيب أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم على هيئة كربونات غير ذائبة كما يلي:

ثم إضافة كمية محددة ودقيقة من هيدروكسيد الكالسيوم كما يلي :

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 + 2H2O

مشاكل الماء القاسي:

منذ زمن طويل يحذرنا صانعوا التجهيزات (السخانات والمراجل – الجلايات – الغسالات … الخ) من المشاكل التي تحدث نتيجة لوجود الكلس في الماء. حيث يترسب الكلس في الأنابيب – السخانات – مراجل التدفئة – الغسالات – الجلايات – المكاوي – وعلى سطوح التجهيزات الصحية من حنفيات ومغاسل ومجالي … الخ.               
عند القيام بغسيل الملابس والمناشف بماء قاسي فإن الكلس يتبقى على سطوح هذه الملابس ويسبب بهوت لون الملابس ويخشنها ويقصر من عمر منسوجات هذه الملابس. بالإضافة إلى استخدام كمية أكبر من المنظفات والكيماويات عند الغسيل بماء قاسي.
                                         
يؤثر الماء القاسي على الإنسان حيث يعمل على تخشين وجفاف الشعر والجلد.
وأيضاً من الصعب استخدام الماء القاسي في الطبخ والمشروبات (شاي – قهوة … الخ)

أما مشاكل الماء القاسي في الاستعمالات الصناعية فهي متعددة وكثيرة أهمها:

  • اغلب الصناعات تحتاج إلى ماء منخفض القساوة سواء كانت الصناعة تستخدم الماء بشكل مباشر مثل (الصناعات الغذائية، المشروبات الغازية، الكيميائية، الصيدلانية… إلخ) أو بشكل غير مباشر مثل أكثر الصناعات والتي تستخدم المراجل وأجهزة التبريد والتجهيزات التي يدخل فيها الماء.
  • إن استخدام الماء القاسي في الصناعة يرفع من كلفة الإنتاج مع مرور الزمن ويقصر من العمر التشغيلي للتجهيزات وستحتاج إلى صيانات واستبدال قطع غيار بشكل كبير ومتكرر.

حل مشكلة الماء القاسي:

هناك عدة طرق لإزالة القساوة وذلك حسب نوع الماء وكميته واستعمالاته، لكن بشكل عام أفضل طريقة هي استعمال أجهزة إزالة القساوة Softeners التي تعمل على مبدأ الراتنجات الكاتيونية.
حيث يقوم الراتنج الموجود داخل الجهاز بأخذ شوارد الكالسيوم والمغنزيوم من الماء القاسي وإعطائه شوارد الصوديوم. أي يقوم باستبدال الشوارد القاسية الموجودة في الماء (كالسيوم ومغنزيوم) بالشوارد غير القاسية الموجودة في
الراتنج  (الراتنج  مشحون بشاردة الصوديوم)

الماء كما هو معروف هو مركب كيميائي يتكون من ذرتي هيدروجين و ذرة اكسجين يتميز بانة سائل لا لون له و لا رائحة يتواجد في الجداول و الانهار و البحيرات و المحيطات و البحيرات و مياه الامطار يشكل 70% من سطح الارض حيث يعد المكون الاساسي للسوائل في جميع الكائنات الحية و من اهم استخداماته الشرب و يوجد الماء بحالاته الثلاثة السائلة و الصلبة و الغازية .

و للاملاح التي يحتويها الماء اهمية كبيرة  و تلعب دورا حيويا هاما لجميع الكائنات الحية . ( من حيث نسبتها و نوعيتها النافع منها و الضار )

 و من هنا يتجلي علم تحلية المياه في شتي صورها و التي شغلت اهتمام و عقل علماء و خبراء معالجة المياه

  • حل المشكلة:                           
    يتم التخلص من الأملاح المنحلة في الماء باستعمل محطات
    Reverse Osmosis التي تعمل على مبدأ أغشية التناضح العكسي Reverse Osmosis Membrane وهو مبدأ عمل محطات تحلية ماء البحر او بمعني ادق خفض نسبه الاملاح الي النسبه المراد الوصول اليها و ذلك باختيار الاغشيه المناسبه و هذا يحتاج الي مقاله منفصله لما تحتوية علي شرح باستفاضة. وهناك العديد من طرق التحلية لكن افضلها و اقلها تكلفة التحلية بنظام التناضح العكسي

و بعرض سريع للمحتويات التي تسبب مشاكل مزعجه بالمحطات و هي كالاتي :

الحديد :  السبب الاساسي لانحلال الحديد في المياه العميقة هو حدوث عملية التخمر للتربه و يكون الحديد المنحل في صيغه الكربونات الحمضية للحديد و تتعلق الانحلالية بتوازونات كيميائية عديدة و هي توازن كربونات الحديدي ( FeCO3) من اجل ( pH) محدد فان الانحلالية تتناسب عكسيا مع القلوية و يعطي ايونات ( شوارد ) الحديد المنحلة بدلالة القلوية ( TAC) من اجل قيم ( pH) مختلفة في الوسط المائي و في وسط معتدل او قريب منه  ، و انحلالية كربونات الحديد الحمضية بحدود ( 1.3 مغ/لتر ) من اجل درجه واحده من ال ( TAC) و في معظم الحالات فان الكربونات الحمضية هي التي تتحكم في عملية انحلال الحديد و لذلك فان زياده قلوبة الوسط خلال عملية المعالجة للماء تخفف من الانحلالية لهذا المعدن المرتبط بشوارد الكربونات الحمضية ، في حالة ان قيمة ال ( TAC) معدومة و غياب كبريت الهيدروجين و الاوكسجين فان انحلالية شوارد الحديد تتاثر ب ( pH) تصبح محدودة جدا نتيجة تشكل هيدروكسيد الحديد ، و اخيرا يختلف تاثير الحديد علي الاسماك في الوسط المائي باختلاف حالة الحديد الكيميائية ( ثنائي او ثلاثي التكافؤ ) و بالتالي اختلاف ( pH) الوسط ففي الوسط القلوي يتكون هيدروكسيد الحديد بينما في الوسط الحامضي يكون الحديد  في صيغتة الثنائية ذات السمية المتوسطه للحياة المائية .

المنجنيز : يعد المنجنيز مادة سامة للاسماك في حالة و جودة بنسبة مرتتفعة بينما في التركيزات الخفيفة لا تحمل ضرر او خطورة علي البيئة المائية ، تتعرض الاسماك للتسمم اذا وجدت في مياه تحتوي علي ( 1.2 غ /لتر ) من كلوريد الماغنسيوم او ( 2.4 غ / لتر ) من كبريتات المغنسيوم .

البرمنجنات : فانها تتمتع بسمية عالية جدااااااا حيث يكفي (2.2-4.1 مغ / لتر ) منها في المياه للقضاء علي الاسماك الموجوده و لكن لرحمة الله عز وجل فان البرمنجنات غير ثابتة في الوسط المائي لكونها مادة مؤكسدة قوية تتفاعل مع المركبات المعدنية القابلة للاكسدة و كذلك مع المركبات العضوية .

سليكات و فوسفات : يشكل الحديد مع ايونات ( شوارد)  السيليكات  و ايونات ( شوارد)  الفوسفات معقدات يمكنها ان تعيق التخلص من الحديد في محطات المياه.

مواد عضوية : ان اهرة تكوين المعقدات مع المواد العضوية تهر في المياة السطحية الغنية بالمركبات العضوية الطبيعية (× مياه انهار و البحيرات ) حيث توجد حموض الفولفيك و التانيك و غيرها ، ان الايونات المعدنية في الماء ترجع من قبل تلك المركبات و تشكل معها معقدات ايونية لذلك فان نسبة مرتفعة من الحديد تبقي في الماء حتي لو تم اكسدتها و لا يمكن التخلص منها الا بالتخلص من المركبات العضوية .

و هناك مواد اذا وجدت تدل علي التلوث بالصرف  صناعي:

  • السيانيد – الكروم – النحاس – الزنك – الزرنيخ – الكادميوم – الزئبق
  • الملوثات العضوية الدقيقة : المركبات الفينولية – المنظفات الصناعية – المبيدات
  • التلوث الاشعاعي

و نقوم بعرض مشكلة قائمة بالمحطات و هي المركبات الثانوية الضارة الناتجة عن حقن الكلور و هي  :

 مركبات جانبية  تنتج عن التعقيم بالكلور الحر و مشتقاتة مثل  ثلاثي هالوجين الميثان ( THM) و حمض هالوجين الخل ( AHM) و ظهرت مركبات ثانوية اخري عن عملية الكلورة منها ثنائئي كلور الاسيتونتريل و بروموكلورانيتونيتريل و ثنائي يرومواسيتونتريل و ثنائي كلور البربانول و غيرها من المركبات الكلورية و البرومية والتي تشكل مخاطر كبيرة علي صحة الانسان

و كان هذا عرضا سريعا و للحديث بقيه عن هذه الموضوعات اكثر تفصيلا في الاعداد القادمة بمشيئه الله تعالي

 

 

بقلم

د / طه جاويش

Ph.D. Organic Medicinal and

Pharmaceutical chemistry.

شاهد أيضاً

التكنولوجيا منخفضة التكاليف لمعالجة مياه الصرف

                              …