الزيوليت لمعالجة المياه الملوثة بالمشتقات النفطية

تشكل المعادن الثقيلة تهديداً بيئياً خطيراً لصحة الإنسان والموارد الحية والنظم البيئية، إذا تم تصريفها دون معالجة. ينتج التلوث بالمعادن الثقيلة عن مياه الصرف الصناعي للعديد من الصناعات مثل صناعة تكرير النفط، لا سيما وحدة إزالة ملوحة النفط الخام، والتي تعد أكبر مصدر لتشكل مياه الصرف الصناعي في المصفاة، المياه المصرفة من هذه الوحدة تحتوي على عناصر ذات سمية عالية، وأهمها العناصر الثقيلة (الفاناديوم والنيكل والزنك والحديد والمنغنيز والنحاس والكادميوم والرصاص والكوبالت والكروم، وتخضع هذه المياه للمعالجة في محطة معالجة المياه الملوثة بالمشتقات النفطية، والتي تعمل على استرجاع الزيوت، ووجد بعد المعالجة أن النسبة المصرفة للبحر من المعادن الثقيلة تصل إلى 61 وهي تفوق النسبة المعالجة. إن التصريف المباشر لهذه المياه في محطة معالجة مياه الصرف الصناعي يؤثر سلباً في عملية المعالجة البيولوجية اللاحقة.

طرق إزالة أيونات المعادن الثقيلة السامة

في السنوات الأخيرة تمت دراسة إزالة أيونات المعادن الثقيلة السامة من مياه الصرف الصناعي بشكل موسع، من ضمن العديد من الطرق الأكثر استخداماً هي التبادل الأيوني، الامتزاز، الترسيب الفائق، التناضح العكسي والغسيل الكهربائي، وتميل معظم هذه التقنيات لتكون مكلفة ولا يمكن تطبيقها على نحو واسع. 

من بين هذه الطرق فإن التبادل الأيوني والامتزاز يبدو هو الأكثر جذباً وذلك عند استخدام مواد طبيعية فعالة ورخيصة.

جذب الزيوليت الطبيعي مؤخراً الانتباه في معالة مياه الصرف الصناعي، كمبادل أيوني وممتز رخيص. بسبب سعته الامتزازية لملوثات كثيرة ووفرته وكلفته المنخفضة نسبياً، كما أن سورية لديها احتياطات عالية من الزيوليت، لذلك فإن استخدامه في تقنيات الإزالة يقدم بديلاً هاماً عن تقنيات المعالجة التقليدية.

ثم أن معالجة المياه المصرفة من وحدة إزالة الملوحة باستخدام الزيوليت الطبيعي هي بالأساس تفاعل للتبادل الأيوني، حيث تتم إزاحة الشوارد التبادلية في بنية الزيوليت من قبل شوارد المعادن الثقيلة.

إن حقيقة كون الشوارد المزاحة من الزيوليت غير مؤذية نسبياً تجعل من الزيوليت مرغوباً لإزالة شوارد المعادن الثقيلة غير المرغوبة والسامة من المياه المصرفة، من وحدة إزالة الملوحة.

وللزيوليت استقرار هيكلي جيد حتى في الظروف الحمضية، لذلك من المتوقع بأنه يمكن إعادة إنتاجه بسهولة مع تأثير بسيط على بنيته وسعة امتزازه.

لذلك وبسبب هذه الخصائص الجذابة فقد كان هناك اهتمام متزايد بامتزاز المعادن الثقيلة من المحلول باستخدام الزيوليت الطبيعي.

حيث تم إجراء الدراسة بهدف إزالة أيونات الفاناديوم والنيكل في حالات السكون من المحاليل المائية باستخدام الزيوليت الطبيعي من جنوب سورية.

بينت الدراسة أن الزمن اللازم لحصول التوازن هو 6 ساعات/ وأن فعالية الزيوليت الطبيعي لامتزاز المعدن تكون عند الحموضة 6 كما أن الاختلاف البسيط بين سعات امتزاز الزيوليت بالنسبة للفاناديوم والنيكل من المحاليل الأحادية والمتعددة المكونات يثبت وجود مراكز امتزاز فردية للزيوليت من أجل كل معدن.

الاستنتاجات

ضرورة اهتمام الأبحاث اللاحقة بدراسة شوارد منافسة أخرى موجودة في المياه، تؤثر على سعة وفعالية الزيوليت الطبيعي المدروس، مع دراسة إمكانية تنشيط الزيوليت المستخدم.