معالجة المياه بطريقة فيزيائية (Photocatalysis) - ساينسوفيليا
معالجة المياه بطريقة فيزيائية (Photocatalysis)
بقلم: هبة رضا
مراجعة علميه : د. دينا فراج
في وقتنا الحالي تزداد الحاجة الى المياه ولكن مصادر المياه الطبيعية محدودة وحتى المصادر الطبيعية للمياه نجد أنها أصبحت بها نسبه من الملوثات، ولذلك نتجه إلى معالجة المياه وإعادة استخدامها كباقي الموارد.
ومن هنا تظهر الأسئلة حول ماهي ملوثات المياه؟ وماهي الطرق الكلاسيكية المستخدمة لمعالجة المياه؟ وما هي الطرق الحديثة التي يمكن استخدامها؟
ملوثات المياه: هي كل ما يؤثر على المياه ويغير من طعمها ولونها ورائحتها، كالمخالفات البشرية مثل المصانع ومخالفات المبيدات الحشرية والسماد المستخدمة في الزراعة، والصرف الصحي، والمواد الإشعاعية، والسامة، وتراكم الطمي والتلوث الحراري وغيرها.....
 |
| مخلفات بشرية |
 |
| صرف صحي |
ومن الطرق الكلاسيكية المتداولة لمعالجة المياه:
المعالجة بالكلور(Chlorination) وهي اشهر طريقة مستخدمة، و تم المعالجة بالكلور عام 1850 عندما أستخدمه جون سنو في نظام توزيع المياه في لندن من أجل مكافحة الكوليرا، وبالمثل بدأت المدن الأمريكية مثل شيكاغو ونيو جيرسي باستخدام مادة الكلور في جميع البلدان عام 1908م، وهذا دعم في خفض نسب عدد الوفيات الناجمة عن الكوليرا والتيفويد والإسهال والالتهاب الكبدي حين ذلك.
المعالجه بالكلور
ويرجع تداول استخدام الكلور في المعالجة حتي الأن إلى أنها تقنية بسيطة وغير مكلفة ويمكن الاعتماد عليها كما إنها تقتل البكتيريا والفيروسات بشكل فعال .
ولكن كلورة المياه التي بها مواد عضوية بتركيزات عالية يؤدي إلى مخاطر تكوين مركبات ذات سميه عالية ولذلك لجأنا إلي طرق أخري أكثر فاعلية وأمان لمعالجة المياه .
أما بالنسبة للطرق الحديثة المستخدمة في المعالجة فهناك عدة طرق يمكن استخدامها في عملية المعالجة: كالطرق الكيميائية (مثل الترشيح الدقيق والترشيح الفائق والترشيح النانوي والتناضح العكسي) ومن ضمن الطرق الفيزيائية الحديثة المعالجة باستخدام (Photocatalysis) وتتضمن عمليات (تقنيات الأغشية ، التطهير باستخدام الأشعة فوق البنفسجية و عمليات الأكسدة المتقدمة).
Photocatalysis:
كلمة يونانية الاصل تنقسم الي جزئيين وهما :الاول photo تعني الضوء والثانية catalysis تعنى العملية التي تنطوي فيها المادة علي تغير معدل التحول الكيميائي للمفاعلات دون أن تتغير في النهاية التفاعل.
أول من اكتشفها (Pr.Fujishima) من جامعة طوكيو عام 1967 بالصدفة وتم نشرها ف مجلة العلوم الطبيعية البريطانية عام 1972 ونجح (Dr.Ichinose) في تصنيع ثاني أكسيد التيتانيوم القابل للذوبان في الماء عام 1994.
آلية العمل :
باستخدام مثال من الطبيعة:
ورق الشجر به مادة الكلوروفيل الذي يمتص اشعة الشمس وثاني اكسيد الكربون والماء ويتفاعلوا مع بعضهم وينتج عنهم النشا والأكسجين ومواد عضوية فتم استوحاء الفكرة من هنا باستخدام ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) (الهدف من استخدامه هو إجراء سلسلة من تفاعلات الأكسدة والاختزال على سطحه) بحيث يحل محل ورقة الشجر و يتم تسليط الضوء الأبيض عليه بحيث يحدث تفاعل مع الأشعة وبالأخص الأشعة فوق البنفسجية التي لها تأثير أفضل أثناء التفاعل و ينتج منه 〖OH〗^- و إلكترون حر و أشكال عديدة من الأكسجين شديدة التفاعل وتكون تلك الجزئيات على
سطح TiO2 و تتفاعل مع المركبات العضوية الضارة الموجودة بالمياه فتؤدي إلى إيقاف تأثير الفطريات والبكتريا و إيقاف تأثير المركبات العضوية و ينتج غاز ثاني اكسيد الكربون وماء نقي وبالنسبة للمركبات عضوية فيتم فصلها بسهوله دون وجود إحتمال لتكوين الملوثات الثانوية ويفضل إستخدام ثاني أكسيد التيتانيوم علي هيئة شرائح وليس بودر وذلك لتجنب استخدام عمليات أخرى كالترشيح والفصل للمياه النقية.
المراجع:
اعتقد انها طريقه جيده وأمنه لان استخدام الكلور ولو بتركيزات صغيره علي المدي البعيد يسبب تدمير لخلايا الكليتين
ردحذف