کاربرد کربنات سدیم سنگین در تصفیه آب و فاضلاب

کربنات سدیم سنگین، یکی از ترکیبات مهم معدنی است که در تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد. تصفیه آب و فاضلاب، بخصوص فاضلاب های صنعتی و کشاورزی اهمیت زیادی در سلامت محیط زیست دارند. استفاده صحیح از ترکیباتی که بتوانند میزان آلودگی ها موجود در این گونه فاضلاب ها را حذف کرده و همچنین آب آشامیدنی سالم تری را تولید کنند، هدف اصلی تصفیه خانه های آب و فاضلاب است.

کربنات سدیم سنگین که در تصفیه آب و فاضلاب به کار می رود، دو هدف اصلی را دنبال می کند؛ اول، مصرف این ماده در مراحلی از تصفیه آب آشامیدنی به منظور تنظیم قلیائیت محیط و دوم، استفاده به عنوان یک ماده خنثی کننده اثرات اسیدی موجود در آب. این دو نوع کاربرد شاید به یکدیگر شباهت داشته باشند اما در مراحل مختلف در تصفیه خانه ها انجام می گیرند. در این مطلب به دو مبحث فوق می پردازیم و نقش کربنات سدیم سنگین در تصفیه مؤثر آب و فاضلاب را بیان می کنیم.

انواع فاضلاب ها آلوده ترین بخش یک جامعه هستند؛ فاضلاب های صنعتی، شهری و کشاورزی حاوی درصد بسیار بالایی از آلاینده های شیمیایی و میکروارگانیسم ها هستند. هنگامی که فاضلاب به محل تصفیه خانه وارد می شود در بالاترین میزان این آلاینده ها قرار دارد. در مراحل مختلف یک تصفیه اصولی، مواد شیمیایی متنوعی برای حذف آلودگی ها به کار می روند. کربنات سدیم سنگین، اسید کلریدریک، سود، فسفات ها و ترکیبات کلردار، نمونه ای از این ترکیبات هستند.

انواع فاضلاب های صنعتی به طور طبیعی دارای ماهیت اسیدی هستند. هنگامی که هنوز تغییرات قابل توجهی بر روی فاضلاب انجام نگرفته است، PH آن به شدت اسیدی است و در برخی از فاضلاب ها حتی مواد خورنده نیز وجود دارند. پس از آنکه فاضلاب در مراحل تصفیه قرار گرفت و اسیدیته آن اندکی تعدیل شد، هنوز از نظر استاندارد دارای PH مناسب نیست به همین دلیل، ترکیباتی که بتوانند اسیدیته محیط را خنثی کنند، مانند کاری که کربنات سدیم سنگین انجام می دهد، باید به محیط عمل فاضلاب اضافه شوند. ترکیباتکربنات سدیم سنگین و هیدروکسید سدیم در این حالت بهترین گزینه هستند.

در انتخاب اینکه کربنات سدیم سنگین برای خنثی سازی اسیدیته فاضلاب به کار رود یا هیدروکسید سدیم، باید به ماهیت شیمیایی هر یک از این دو ترکیب اشاره کرد؛ هیدروکسید سدیم یک باز بسیار قوی است و مقدار بسیار کمی از محلول آن می تواند PH را در محدوده قلیایی به شدت تغییر دهد؛ اما ترکیب کربنات سدیم سنگین یک ماده قلیایی ضعیف تر است و معمولاً در مواردی به کار می رود که تغییرات اندکی از محدوده PH مورد نظر باشد.

کربنات سدیم سنگین می تواند PH فاضلاب را در محدوده استاندارد، خنثی کند؛ به طور استانداردفپ، این مقدار نباید از عدد 8، فراتر رود. افزایش قلیائیت فاضلاب می تواند رشد میکروارگانیسم ها را شدیدتر کند. در کنار کربنات سدیم سنگین، بی کربنات سدیم سنگین و آهک نیز برای تنظیم PH در فرآیندهای فوق قابل استفاده هستند. در انتخاب یک ماده خنثی ساز قلیایی باید عوامل نظیر فعالیت های بیولوژیکی فاضلاب، مقدار لجن، امکانات و تأسیسات تصفیه خانه، کارگران، بودجه مالی و استانداردهای محیط زیست را در نظر داشت.

قلیائیت به معنای کلمه عبارت است از مقاومت یک ماده در برابر تغییر PH؛ یا به عبارت ساده تر، ظرفیت آب به عنوان یک محلول بافر در برابر ترکیبات اسیدی. این عبارات اندکی نامفهوم به نظر می رسند اما اگر به طور ساده بیان کنیم، قلیائیت ، واژه ای است که در برابر اسیدیته بیان می شود. اسیدها دارای خاصیت اسیدی هستند و ترکیباتی نظیر کربنات سدیم سنگین، هیدروکسید سدیم، هیپوکلریت سدیم و ...، دارای ماهیت قلیایی هستند.

در تصفیه خانه های آب و فاضلاب، ترکیباتی مانند اسید سولفوریک یا اسید کلریدریک برای حل کردن ناخالصی ها و آلودگی ها در مراحل اولیه تصفیه به محیط مورد نظر تزریق می شوند؛ در ادامه این مراحل، محلول های به دست آمده به شدت اسیدی هستند در حالی که لزوماً اسیدی بودن باعث ایجاد مشکلاتی می شود. در این وضعیت، کربنات سدیم سنگین یا سایر ترکیبات قلیایی با میزان استاندارد و به صورت محلول، در مرحله مورد نظر به کار می روند. آنچه اهمیت دارد این است که قلیائیت، خنثی سازی یا حتی اسیدی کردن محیط فاضلاب در تصفیه خانه ها، فعالیت های باکتری ها را کنترل خواهد کرد.