معالجة مياه الصرف الصحيعادةً ما تتضمن إزالة المعادن الثقيلة و/أو المركبات العضوية من مياه الصرف. يُعد تنظيم الرقم الهيدروجيني (pH) بإضافة مواد كيميائية حمضية/قلوية جزءًا مهمًا من أي نظام معالجة مياه الصرف، إذ يسمح بفصل النفايات المذابة عن الماء أثناء عملية المعالجة.
يتكون الماء من أيونات هيدروجين موجبة الشحنة وأيونات هيدروكسيد سالبة الشحنة. في الماء الحمضي (درجة الحموضة <7)، توجد تركيزات عالية من أيونات الهيدروجين الموجبة، بينما في الماء المتعادل، تكون تركيزات أيونات الهيدروجين والهيدروكسيد متوازنة. يحتوي الماء القلوي (درجة الحموضة>7) على فائض من أيونات الهيدروكسيد السالبة.
Pتنظيم الهيدروجين فيمعالجة مياه الصرف الصحي
من خلال تعديل الرقم الهيدروجيني (pH) كيميائيًا، يُمكن إزالة المعادن الثقيلة والمعادن السامة الأخرى من الماء. في معظم مياه الجريان السطحي أو مياه الصرف، تذوب المعادن والملوثات الأخرى ولا تترسب. إذا رفعنا الرقم الهيدروجيني، أو كمية أيونات الهيدروكسيد السالبة، ستُشكّل أيونات المعدن الموجبة الشحنة روابط مع أيونات الهيدروكسيد السالبة الشحنة. يُنتج هذا جسيمًا معدنيًا كثيفًا وغير قابل للذوبان، يُمكن ترسيبه من مياه الصرف في وقت مُحدد أو ترشيحه باستخدام مكبس ترشيح.
معالجة المياه ذات الرقم الهيدروجيني العالي والمنخفض
في ظروف الرقم الهيدروجيني الحمضية، لا ترتبط أيونات الهيدروجين والمعادن الموجبة الزائدة بأي روابط، فتطفو في الماء ولا تترسب. عند درجة الحموضة المتعادلة، تتحد أيونات الهيدروجين مع أيونات الهيدروكسيد لتكوين الماء، بينما تبقى أيونات المعادن ثابتة. أما عند درجة الحموضة القلوية، فتتحد أيونات الهيدروكسيد الزائدة مع أيونات المعادن لتكوين هيدروكسيد معدني، والذي يمكن إزالته بالترشيح أو الترسيب.
لماذا التحكم في الرقم الهيدروجيني في مياه الصرف الصحي؟
بالإضافة إلى المعالجات المذكورة أعلاه، يُمكن أيضًا استخدام الرقم الهيدروجيني (pH) للمياه للقضاء على البكتيريا الموجودة في مياه الصرف الصحي. معظم المواد العضوية والبكتيريا التي نتعامل معها يوميًا تتكيف بشكل أفضل مع البيئات المتعادلة أو القلوية قليلاً. عند الرقم الهيدروجيني الحمضي، تبدأ أيونات الهيدروجين الزائدة بتكوين روابط مع الخلايا وتفتيتها، مما يُبطئ نموها أو يُقضي عليها تمامًا. بعد دورة معالجة مياه الصرف الصحي، يجب استعادة الرقم الهيدروجيني إلى المستوى المتعادل باستخدام مواد كيميائية إضافية، وإلا سيستمر في إتلاف أي خلايا حية تلامسها.
وقت النشر: ٢٤ فبراير ٢٠٢٣