أملاح الصوديوم الشائعة في المحاليل المائية وتقنيات إزالتها وتنقيتها

تتفكك أملاح الصوديوم عند ذوبانها إلى أيونات الصوديوم (Na⁺) وأنيوناتها المقابلة. ولذلك يوجد الملح في المياه المخففة على هيئة أيونات مذابة، لا جزيئات ملح سليمة. وتُصادَف الأمثلة التالية عادةً في المياه الطبيعية أو المجاري الصناعية أو عمليات معالجة المياه، لكن وجودها ليس عامًا في جميع الحالات.

من تحليل المياه إلى تصور المعالجة

توصيف المجرى (الأيونات الرئيسية، والمواد الصلبة الذائبة الكلية TDS، والرقم الهيدروجيني، ودرجة الحرارة، ومعدل التدفق) ← تحديد الهدف (جودة المياه أو الاسترداد أو التعامل مع الأملاح) ← مقارنة خيارات الفصل → تقييم المحلول المركز والمخلفات. هذا مسار استرشادي لاتخاذ القرار، وليس تصميمًا ثابتًا لمحطة؛ إذ تعتمد سلسلة العمليات المناسبة على كيمياء المياه الفعلية وأهداف المشروع.

أملاح الصوديوم الشائعة وأماكن وجودها

ملح الصوديوم	الصيغة الكيميائية	التطبيقات والصناعات والاستخدامات المعتادة	المجاري المائية المعتادة التي يوجد فيها
كلوريد الصوديوم	NaCl	تحلية المياه، وإنتاج الكلور والقلويات، وتجهيز الأغذية، وإذابة الجليد.	مياه البحر، والمياه قليلة الملوحة، والجريان السطحي لأملاح الطرق، ومحلول التحلية المركز، والمحاليل الملحية لحقول النفط.
كبريتات الصوديوم	Na2SO4	صباغة المنسوجات، والتعدين واستخلاص المعادن، وإنتاج الزجاج، ومعالجة اللب والورق.	مياه الصرف الناتجة عن العمليات الصناعية، ومياه الرفض المركزة من الأغشية، والمحاليل الملحية المحتوية على الكبريتات.
بيكربونات الصوديوم	NaHCO3	معالجة المياه، وضبط القلوية، وتجهيز الأغذية، والعمليات الكيميائية.	المياه الطبيعية ذات القلوية البيكربوناتية، والمياه المعالجة، ومجاري العمليات.
كربونات الصوديوم	Na2CO3	إنتاج الزجاج والمنظفات، وتليين المياه، وضبط الرقم الهيدروجيني.	مياه العمليات الصناعية، ومياه الصرف الناتجة عن التنظيف، والمجاري التي يُستخدم فيها رماد الصودا للمعالجة.
نترات الصوديوم	NaNO3	إنتاج الأسمدة واستخدامها، وعمليات كيميائية محددة.	مياه الصرف الزراعي، والجريان السطحي المرتبط بالأسمدة، ومياه العمليات الصناعية.
فلوريد الصوديوم	NaF	تطبيقات محددة في معالجة المياه والعمليات الكيميائية الصناعية.	مياه العمليات المحتوية على الفلوريد، ومياه الشطف، وأنواع محددة من مياه الصرف الصناعي.
بروميد الصوديوم	NaBr	عمليات حقول النفط والعمليات الكيميائية المرتبطة بالبروم.	المحاليل الملحية لحقول النفط ومياه الصرف من العمليات الكيميائية المتعلقة بالبروميد أو البروم.
فوسفات الصوديوم	Na3PO4، Na2HPO4، NaH2PO4	التنظيف، وتنظيم الرقم الهيدروجيني، وتجهيز الأغذية، والتخمير، والإنتاج الكيميائي.	مياه الصرف الناتجة عن التنظيف، ومياه عمليات الأغذية والتخمير، والمجاري الصناعية المحتوية على الفوسفات.
سيليكات الصوديوم	تُمثَّل غالبًا بالصيغة Na2SiO3	معالجة المياه، وتطبيقات المنظفات والزجاج، واستخدامات صناعية أخرى.	مجاري معالجة المياه، ومياه الغسل، ومحاليل العمليات الصناعية. يختلف تركيب السيليكات التجارية باختلاف درجتها.
كبريتيد الصوديوم وهيدروسلفيد الصوديوم	Na2S، NaHS	التعدين والتعويم المعدني، وعمليات الدباغة، والمعالجة الكيميائية.	مياه الصرف من المناجم وعمليات التعويم، ومياه صرف المدابغ، ومياه الصرف الأخرى الناتجة عن العمليات الكيميائية.

قد تدخل مركبات صوديوم أخرى إلى المياه بوصفها مواد كيميائية للمعالجة أو العمليات، ومنها كبريتيت الصوديوم (Na₂SO₃)، وبيكبريتيت الصوديوم (NaHSO₃)، وهيبوكلوريت الصوديوم (NaOCl)، وثيوسلفات الصوديوم (Na₂S₂O₃)، وهيدروكسيد الصوديوم (NaOH)، وأسيتات الصوديوم (CH₃COONa).

الذوبانية في المياه والمحاليل الملحية المركزة

تختلف الذوبانية من مركب إلى آخر، وتعتمد على درجة الحرارة، والشكل الصلب للملح أو صورته المائية، وتركيب المحلول. وتُعد قيم الذوبانية في الماء النقي نقاطًا مرجعية مفيدة، لكنها ليست حدودًا تصميمية لمحلول ملحي فعلي. ففي المياه المركزة، يمكن أن تؤثر القوة الأيونية والأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة والأيونات المذابة الأخرى في نشاط الأنواع الكيميائية وسلوك الترسيب. وتعتمد خصائص سيليكات الصوديوم بوجه خاص على درجتها التجارية، كما تعتمد صورها الذائبة على الأس الهيدروجيني.

قد تؤدي التركيزات العالية لأملاح الصوديوم إلى زيادة الضغط الأسموزي والحد من معدل الاسترداد باستخدام الأغشية. ويعتمد ترسب معدن أيضًا على الأيونات الأخرى الموجودة؛ فمثلًا، قد يُشكّل الكالسيوم مع الكبريتات أو الكربونات ترسبات كلسية شحيحة الذوبان حتى عندما تظل أملاح الصوديوم ذائبة. ويلزم تحليل ممثل للمياه ونموذج للكيمياء المائية لتقييم تيار محدد.

حلول الفصل والتنقية والتركيز

يمكن لشركة Lenntech تقييم خيارات الفصل والتنقية والتركيز للتيارات المائية المحتوية على أملاح الصوديوم. ويتوقف اختيار العملية على خليط الأملاح وتركيزها والأيونات الأخرى وجودة المنتج أو المياه الخارجة المطلوبة وأهداف الاسترداد وإدارة المحلول المركز. والتقنيات أدناه مسارات محتملة؛ فلا توجد تقنية مناسبة لكل تيار أو تزيل جميع الأيونات بالطريقة نفسها.

الآثار التشغيلية والمتطلبات المعمول بها

في الأنظمة الصناعية، قد ترفع الأملاح الذائبة الموصلية والضغط الأسموزي، وتحد من استرداد المياه، وتؤثر في مواصفات المياه المنتجة. وقد تتطلب التيارات المحتوية على الكلوريد أيضًا تقييم توافق المواد. ويتحكم التشبع بالمعادن في تكون الترسبات، وقد تشارك فيه أيونات مثل الكالسيوم والكبريتات والكربونات أو السيليكا؛ ولا يكفي تركيز الصوديوم وحده لتحديد ما إذا كانت الترسبات ستتكون.

في الري، يُقيَّم خطر ضعف نفاذية التربة المرتبط بالصوديوم بالنظر إلى الملوحة وتركيزي الكالسيوم والمغنيسيوم، وغالبًا باستخدام نسبة امتزاز الصوديوم (SAR). وتعتمد متطلبات مياه الشرب والمياه الصناعية على الولاية التنظيمية والاستخدام المقصود. ولا تحدد منظمة الصحة العالمية قيمة إرشادية للصوديوم في مياه الشرب تستند إلى اعتبارات صحية؛ وقد يؤثر تجاوز تركيز الصوديوم نحو 200 mg/L في الطعم. تحقق من المتطلبات المعمول بها لدى الجهة المحلية المختصة ووفق مواصفات الاستخدام النهائي.

تطوير حل للمعالجة

يساعد تحليل ممثل للمياه المهندسين على مقارنة خيارات المعالجة وتحديد احتياجات المعالجة المسبقة والاسترداد وإدارة المخلفات. وعند الاقتضاء، يمكن أن تساعد الاختبارات المختبرية والتحقق على النطاق التجريبي في تقييم الأداء في ظروف تشغيل ممثلة قبل اختيار التصميم بالحجم الكامل. ويشرح تقييم جدوى العملية لدى Lenntech نهج التقييم هذا.

ناقش تحديًا في معالجة المياه

لمناقشة تركيب مياه أو محلول ملحي محدد، تواصل مع Lenntech على البريد الإلكتروني info@lenntech.com.

المصادر وقراءات إضافية

• منظمة الصحة العالمية: صحيفة حقائق كيميائية عن الصوديوم في مياه الشرب.
• منظمة الأغذية والزراعة: جودة المياه للزراعة (الملوحة ونسبة امتزاز الصوديوم).
• PubChem: كلوريد الصوديوم.
• PubChem: كبريتات الصوديوم.
• PubChem: بيكربونات الصوديوم.
• PubChem: فلوريد الصوديوم.
• الإرشادات الأسترالية لمياه الشرب: سيليكات الصوديوم.