الملخص
يمثّل ترويق الحمأة وتحسين قابليتها لنزع الماء بعد عمليات الهضم اللاهوائي أحد العوامل الأكثر تأثيرًا في التكلفة التشغيلية لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي، الأمر الذي أدى إلى تكثيف الجهود للبحث عن بدائل فعّالة ومنخفضة التكلفة لهذه العملية. وتهدف هذه الدراسة إلى تقييم تأثير بعض الكاتيونات المعدنية، بما في ذلك كلوريد الحديديك (FeCl₃)، وكلوريد الكالسيوم (CaCl₂)، وكبريتات المغنيسيوم (MgSO₄)، على كفاءة نزع الماء من الحمأة المهضومة. كما تستعرض التأثير التآزري الناتج عن دمج هذه الكاتيونات المعدنية مع بوليمرات مستحلبة ومواد خافضة للتوتر السطحي، وهو ما يُعد إضافة نوعية في مجال تحسين معالجة الحمأة.وقد استخدمت الدراسة بوليمرًا مستحلبًا من نوع EMA 8854، إلى جانب CTAB (بروميد سيتيل ثلاثي ميثيل الأمونيوم) وSDS (كبريتات لوريل الصوديوم) كمضافات لتحسين أداء عملية التهيئة. وتم تحليل عينات الحمأة باستخدام عدة مؤشرات، شملت: المواد الصلبة الكلية (TS)، والمواد الصلبة الطيارة (VS)، وقابلية نزع الماء (CST)، والمواد الصلبة الذائبة (TDS)، والطلب الكيميائي للأكسجين (COD)، بالإضافة إلى قياس الرقم الهيدروجيني والموصلية الكهربائية.وقد أظهرت النتائج أن استخدام MgSO₄ حقق أفضل أداء في نزع الماء عند درجة حموضة (pH = 6.8)، مقارنةً بكل من FeCl₃ وCaCl₂. كما أظهرت البيانات تحسّنًا ملحوظًا في الأداء عند دمج الكاشف المعدني مع البوليمر المستحلب وCTAB، في حين أظهر FeCl₃ فعالية أكبر في بيئة حمضية عند (pH ≈ 3). وتم تسجيل أفضل كفاءة لنزع الماء عند دمج CaCl₂ مع CTAB والبوليمر EMA 8854.كذلك، تناولت الدراسة تأثير كل من الرقم الهيدروجيني، والجرعة المعدنية، وجرعة البوليمر، على كفاءة نزع الماء، بالإضافة إلى تأثير هذه العوامل على توزيع حجم جسيمات التكتلات المتكونة.
أما بالنسبة للجرعات المثلى التي تم التوصل إليها، فقد كانت كما يلي:
• FeCl₃ = 0.16 v/v
• CaCl₂ = 0.075 v/v
• MgSO₄ = 0.16 v/v
مع جرعة مثلى لـ CTAB تبلغ 0.1 v/v، وجرعة للبوليمر EMA تساوي 15 كغ لكل طن من المواد الصلبة الذائبة (TDS).وقد أظهرت النتائج أن استخدام SDS كمادة خافضة للتوتر السطحي أدى إلى تراجع في أداء نزع الماء، ما يشير إلى محدودية فعاليته مقارنةً بالمواد الأخرى المستخدمة في هذه الدراسة.
الكلمات المفتاحية: الكاتيونات المعدنية، المواد الخافضة للتوتر السطحي، البوليمرات المستحلبة، نزع الماء من الحمأة.