معالجة المياه الرمادية باستخدام طرق مختلفة

معالجة المياه الرمادية باستخدام طرق مختلفة

Obaida Mohammed Najm, Fatima Khalil Ibrahim, Ghufran Khalid Mahmoud Supervised by: Asst. Lect. Hanan Riyadh Jarallah | Lect. Ru’a Muzaffar Younis Department of Environmental Technologies, College of Environmental Sciences, University of Mosul,

عبيدة محمد نجم

فاطمة خليل إبراهيم

غفران خالد محمود

م.م. حنان رياض جاراللهم.

رؤى مظفر يونس

 

ABSTRACT

In recent years, the growing interest in greywater reuse as a sustainable solution to address water scarcity challenges has intensified, particularly in water-stressed regions. Greywater generated from household laundry operations represents one of the most complex categories of greywater due to its elevated concentrations of detergents, organic compounds, surfactants, and other pollutants. This study evaluated the treatment efficiency of several chemical coagulants — namely alum (Aluminum Sulfate), Ferric Chloride (FeCl₃), and Ferrous Sulfate (FeSO₄) — alongside a natural coagulant (Sidr, Ziziphus spina-christi) and activated carbon as an adsorbent, in treating laundry greywater. Jar Test experiments were conducted under controlled operating conditions to assess treatment performance based on changes in turbidity (NTU), Total Dissolved Solids (TDS), and pH. Results demonstrated that Liquid Alum (Liquid Alum) was the most efficient and stable coagulant, reducing turbidity from 226 NTU to 130 NTU at the highest dosage applied, reflecting superior turbidity removal efficiency of approximately 42.5%. Laboratoryprepared alum also exhibited good turbidity reduction performance, though the optimal dosage was not clearly defined within the tested range. In contrast, Ferric Chloride failed to achieve the anticipated removal efficiency due to the inconsistency in floc formation, attributed to the complex interaction between its coagulation mechanisms and the specific characteristics of the laundry wastewater. Ferrous Sulfate showed a counterintuitive increase in turbidity with increasing dosage, indicating its unsuitability as a standalone coagulant under the prevailing conditions. Activated carbon demonstrated high efficiency in removing turbidity and organic matter, achieving a minimum turbidity of 50 NTU at the highest dosage tested, confirming its role as an effective adsorption-based post-treatment stage. The natural coagulant (Sidr) exhibited limited and unstable efficiency, while also contributing to an increase in TDS at certain dosage levels. These findings indicate that laundry greywater treatment necessitates an integrated approach combining coagulation and adsorption processes, given the compositional complexity of this wastewater stream. The study also underscores the critical importance of selecting the appropriate coagulant type and optimizing the dosage to achieve maximum treatment efficiency.Keywords: Greywater treatment; Coagulation; Jar Test; Turbidity removal; Alum; Activated carbon; Sidr (Ziziphus spina-christi); Laundry wastewater; Water reuse

.الملخص

شهدت السنوات الأخيرة اهتمامًا متزايدًا بإعادة استخدام المياه الرمادية بوصفها حلًا مستدامًا لمواجهة تحديات شح المياه، ولا سيما في المناطق التي تعاني من الإجهاد المائي. وتُعد المياه الرمادية الناتجة عن عمليات غسل الملابس المنزلية من أكثر أنواع المياه الرمادية تعقيدًا، نظرًا لاحتوائها على تراكيز مرتفعة من المنظفات، والمركبات العضوية، والمواد الفعالة سطحيًا، وغيرها من الملوثات.هدفت هذه الدراسة إلى تقييم كفاءة عدد من المخثرات الكيميائية، وهي الشب (كبريتات الألمنيوم)، وكلوريد الحديديك (FeCl₃)، وكبريتات الحديدوز (FeSO₄)، إلى جانب مخثر طبيعي هو السدر (Ziziphus spina-christi)، بالإضافة إلى الكربون المنشط بوصفه مادة امتزاز، في معالجة المياه الرمادية الناتجة عن غسيل الملابس.أُجريت تجارب اختبار الجرة (Jar Test) تحت ظروف تشغيلية محكمة لتقييم أداء المعالجة بالاعتماد على التغيرات في العكارة (NTU)، والمواد الصلبة الذائبة الكلية (TDS)، والأس الهيدروجيني (pH). وأظهرت النتائج أن الشب السائل كان أكثر المخثرات كفاءةً واستقرارًا، إذ خفّض العكارة من 226 NTU إلى 130 NTU عند أعلى جرعة مستخدمة، محققًا كفاءة إزالة بلغت نحو 42.5%. كما أظهر الشب المُحضَّر مختبريًا أداءً جيدًا في خفض العكارة، إلا أن الجرعة المثلى لم تُحدد بصورة واضحة ضمن نطاق الجرعات المختبرة. في المقابل، لم يحقق كلوريد الحديديك كفاءة الإزالة المتوقعة نتيجة عدم انتظام تكوّن الندف، ويُعزى ذلك إلى التفاعل المعقد بين آليات التخثير والخصائص النوعية لمياه غسيل الملابس. أما كبريتات الحديدوز فقد أظهرت زيادة غير متوقعة في العكارة مع زيادة الجرعة، مما يدل على عدم ملاءمتها كمخثر منفرد في ظل ظروف التشغيل المستخدمة. وأثبت الكربون المنشط كفاءة عالية في إزالة العكارة والمواد العضوية، إذ خفّض العكارة إلى 50 NTU عند أعلى جرعة مختبرة، مما يؤكد فاعليته بوصفه مرحلة معالجة لاحقة تعتمد على الامتزاز. أما المخثر الطبيعي (السدر)، فقد أظهر كفاءة محدودة وغير مستقرة، كما أسهم في زيادة تركيز المواد الصلبة الذائبة الكلية عند بعض مستويات الجرعات.وتشير نتائج الدراسة إلى أن معالجة المياه الرمادية الناتجة عن غسيل الملابس تتطلب اتباع نهج متكامل يجمع بين عمليتي التخثير والامتزاز، نظرًا للتعقيد التركيبي لهذا النوع من المياه. كما تؤكد الدراسة الأهمية البالغة لاختيار نوع المخثر المناسب وتحديد الجرعة المثلى لتحقيق أعلى كفاءة ممكنة في المعالجة.الكلمات المفتاحية: معالجة المياه الرمادية، التخثير، اختبار الجرة، إزالة العكارة، الشب، الكربون المنشط، السدر (Ziziphus spina-christi)، مياه غسيل الملابس، إعادة استخدام المياه.