معالجة المخلفات الصناعية السائلة

تتخصص شركات تصنيع البطاريات في تصنيع الأجهزة الصغيرة للإلكترونيات والأجهزة المحمولة، أو الوحدات الأكبر ذات الطاقة العالية للسيارات والشاحنات والمركبات الآلية الأخرى، وتشمل الملوثات الناتجة عن هذه المصانع، الكادميوم، والكروم، والكوبالت، والنحاس، والسيانيد، والحديد، والرصاص، والمنغنيز، والزئبق، والنيكل، والزيت، والشحوم، والفضة، والزنك.[1]

تختلف الملوثات المحددة التي تُصرَّف من قبل مصنعي المواد الكيميائية العضوية اختلافًا كبيرًا من مصنع لآخر، اعتمادًا على أنواع المنتجات المُصنّعة، مثل الراتنجات، ومبيدات الحشرات، والبلاستيك، أو الألياف الصناعية.

تشمل لائحة المركبات العضوية الناتجة البنزين، والكلوروفورم، والنفتالين، والفينولات، والتولوين وكلوريد الفينيل، وقد تشمل الملوثات المعدنية كالكروم، والنحاس، والرصاص، والنيكل، والزنك.[2]

تُعتبر محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري مصدرًا رئيسيًا للمخلفات الصناعية السائلة، كون العديد من هذه المحطات تصرّف المخلفات الصناعية السائلة مع مستوياتٍ كبيرةٍ من المعادن مثل الرصاص والزئبق والكادميوم والكروم، وكذلك مركبات الزرنيخ والسيلينيوم والنيتروجين (النترات والنتريت).[3]

تتصف المخلفات الصناعية السائلة الناتجة عن العمليات الزراعية ومعالجة الأغذية بخصائص تميزها عن مياه الصرف الصحي الأخرى التي تديرها محطات معالجة مياه الصرف الصحي العامة أو الخاصة في جميع أنحاء العالم بأنها قابلةٌ للتحلل البيولوجي وغير سامةٍ، ولكنها تمتلك تراكيزًا عاليةً من الأوكسجين البيولوجي والمواد الصلبة العالقة.

غالبًا ما يصعب التنبؤ بمكونات مياه الصرف الصحي الغذائي والزراعي بسبب تعقيدها، وذلك بسبب الاختلافات في الأوكسجين البيولوجي ودرجة الحموضة.

ينطوي إنتاج الحديد من خاماته على تفاعلات اختزالٍ قويةٍ في أفران الصهر، ينتج عنها مياه تبريدٍ ملوثةٌ حتمًا بمنتجات عديدة أهمها الأمونيا والسيانيد، يشمل التلوث الناتج عن المخلفات الصناعية منتجات التحويل للغاز مثل البنزين، والنفتالين، والأنثراسين، والسيانيد، والأمونيا، والفينول، والكريسول مع مجموعة من المركبات العضوية الأكثر تعقيدًا المعروفة مجتمعةً باسم الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات.[4]

تُعامَل النفايات الناتجة عن الصناعة النووية والكيميائية المشعة بأنها نفاياتٍ مشعةٍ.

تشمل الملوثات التي تُصرّف في معامل تكرير البترول، ومصانع البتروكيماويات الملوثات التقليدية (الأكسجين الكيميائي الحيوي، الزيوت والشحوم، المواد الصلبة العالقة)، والأمونيا، والكروم، والفينول والكبريتيدات.[5]

تحتوي النفايات السائلة الناتجة عن صناعة اللب والورق بشكلٍ عام نسبةً عاليةً من المواد الصلبة العالقة والأكسجين الكيميائي الحيوي، وقد تنتج المعامل التي تُبيّض لبّ الخشب لصناعة الورق الكلوروفورم والديوكسينات والفيوران والفينولات والأكسجين الكيميائي الحيوي، قد لا تتطلب مصانع الورق المستقلة التي تستخدم اللب المستورد سوى معالجةٍ أوليةٍ بسيطةٍ، مثل أحواض الترسيب، أو التطويف بالهواء المنحل.[6]

وتتطلب الملوثات العضوية والأحمال الزائدة من الأوكسجين الكيميائي الحيوي، علاجًا بيولوجيًا مثل الحمأة المنشطة أو مفاعلات غطاء الحمأة اللاهوائية الصاعدة.

تولد مصانع صباغة الأقمشة مياه الصرف الصحي التي تحتوي على صبغة اصطناعية وطبيعية، وصمغ مُكثّف (غوار)، وعوامل ترطيب مختلفة، ووسائط حمضية، ومثبطات أو محفّزات صباغية.

تشمل التطبيقات الصناعية التي يدخل فيها النفط إلى مجاري مياه الصرف الصحي أماكن غسيل السيارات، وورشات العمل، ومستودعات تخزين الوقود، ومراكز النقل وتوليد الطاقة، وفي كثيرٍ من الأحيان تُصرّف المخلفات السائلة في شبكات الصرف الصحي.

يمكن أن تشمل الملوثات التقليدية المذيبات، والمنظفات، والحصى، ومواد التشحيم، والمواد الهيدروكربونية.

تولد مصانع معالجة الخشب ملوثات تقليدية وسامة، بما في ذلك الزرنيخ، والنحاس، والكروم ومواد ذات درجة حموضة عالية، أو منخفضة بشكل غير طبيعي، والفينولات، والزيت، والشحوم، والمواد الصلبة العالقة.[7]

تمثل بقايا المبيدات الحشرية في مياه الصرف الصحي مشكلة هامة ناتجة عن معالجة الصوف، وقد تُلوّث مياه الصرف بدهون حيوانية، التي يمكن الاستفادة منها لإنتاج الشحوم لو لم تكن ملوّثة.

تتضمن معالجة الماء المالح التخلص من أيونات الملح المذابة في الماء، وعلى الرغم من وجود تشابهات مع مياه البحر، أو تحلية المياه المالحة، قد تتضمن معالجة المياه المالحة الناتجة عن المصانع مركبات خاصة من الأيونات الذائبة.

يمكن إزالة معظم المواد الصلبة باستخدام تقنيات الترسيب البسيطة مع استعادة المواد الصلبة على شكل طين أو وحل.

تشكل المواد الصلبة والمواد الصلبة الدقيقة ذات الكثافة القريبة من كثافة المياه مشاكل هامة تواجه عمليات المعالجة، في مثل هذه الحالة، قد تكون هناك حاجة للترشيح العادي أو للترشيح الفائق.  

تعتمد الإزالة الفعّالة للزيوت والشحوم على خصائص الزيت من ناحية حالة التعليق، وحجم القطرة، ما سيؤثر بدوره على اختيار تقنية الفصل.

قد يكون الزيت الموجود في مياه الصرف الصناعي عبارةً عن زيتٍ خفيفٍ، أو زيتٍ ثقيلٍ يميل إلى الغرق، أو زيتٍ مستحلبٍ، يشار إليه غالبًا بالزيت القابل للذوبان، تتطلب الزيوت المستحلبة أو الذائبة بالعادة «عملية تكسير» لتحرير الزيت من مستحلبه وفي معظم الحالات يحقق ذلك عن طريق تخفيض درجة الحموضة في المياه.

تكون المواد العضوية القابلة للتحلل عادةً من أصلٍ نباتيٍ أو حيوانيٍ ممكنة المعالجة باستخدام عمليات معالجة المخلفات الصناعية السائلة مثل الحمأة المنشطة أو الترشيح التقطيري.

تعتبر الحمأة المنشطة عمليةً كيميائيةً حيوية لمعالجة مياه الصرف الصحي، ومياه الصرف الصناعي التي تستخدم الهواء (أو الأكسجين) والكائنات الحية الدقيقة المؤكسدة بيولوجياً للملوثات العضوية.[9][10]

تعتبر المواد العضوية الاصطناعية بما في ذلك المذيبات، والدهانات، والمستحضرات الصيدلانية، والمبيدات الحشرية، والمنتجات من إنتاج فحم الكوك وما إلى ذلك موادَّ من الصعب جدًا علاجها.

غالبًا ما تكون طرق العلاج خاصة بكل مادة، وتشمل الطرق المعالجة الأكسدة المتقدّمة، والتقطير، والامتزاز، والتفاعل مع الأوزون، التزجيج (التحول إلى زجاج)، والترميد، والتجميد الكيميائي، أو التخلص من المكب.

تُعدَّل الأحماض والقلويات عادةً في ظل ظروفٍ خاضعةٍ للرقابة، وفي كثير من الأحيان ينتج التعديل مرسّبًا كيميائيًا بشكل صلب يتطلب المعالجة، وقد يكون سامًا أيضًا، في بعض الحالات ينتج غازًا يحتاج للمعالجة أيضًا، عادة ما تكون هناك حاجة لبعض أشكال العلاج الأخرى بعد التعديل.

تعتبر المواد السامة بما في ذلك العديد من المواد العضوية، والمعادن (مثل الزنك والفضة والكادميوم والثاليوم، وما إلى ذلك) والأحماض، والقلويات، والعناصر غير المعدنية (مثل الزرنيخ أو السيلينيوم) مقاومة بشكل عام للعمليات البيولوجية ما لم تُضعَف للغاية، وغالبًا ما تُرسَّب المعادن عن طريق تغيير الرقم الهيدروجيني، أو عن طريق المعالجة بمواد كيميائية أخرى.