طوّر مهندسو المعهد الهندي للتكنولوجيا في كانبور (IIT-Kanpur) نظامًا آليًا لمعالجة مياه الصرف الصناعي يجمع بين رمل مصدره محلي، والتحفيز الضوئي الشمسي على صفيحة مجلفنة مُطَعَّمة بأكسيد الزنك، وحساسات مدمجة في خط المعالجة، وجرَّبوه في مصنع منسوجات في جايبور. أفاد المعهد في تقرير نُشر بتاريخ 21 أغسطس 2026 بأن التقنية مسجلة ببراءة اختراع، ويجري حاليًا توسيع نطاقها لتشمل معالجة مياه الصرف من الأغذية وإنتاج الهيدروجين The Times of India.
أبرز النتائج
- أعدّ فريق المعهد الهندي للتكنولوجيا في كانبور بقيادة البروفيسور شانتانو بهاتاشاريا خطًّا متكاملًا لمعالجة مياه الصرف بالتحفيز الضوئي، باستخدام الرمل والإشعاع الشمسي وأكسيد الزنك المُنمَّى على صفيحة مجلفنة عادية The Times of India.
- بعد ساعتين إلى ثلاث ساعات من التحفيز الضوئي الشمسي، انخفضت نسبة الأكسجين الحيوي الكلي (BOD) من 156 mg/L إلى 10 mg/L، وانخفضت نسبة الأكسجين الكيميائي المطلوب (COD) من 2,400 mg/L إلى 125 mg/L في موقع التجربة في جايبور The Times of India.
- تراقب الحساسات الأس الهيدروجيني (pH) والمواد الصلبة الذائبة الكلية (TDS) واللون في مراحل معالجة متعددة، وسُجِّل النظام ببراءة اختراع The Times of India.
- تُطبَّق التقنية نفسها الآن على مياه الصرف من الأغذية، ويستكشف الباحثون استخدام المياه المعالجة في إنتاج الهيدروجين The Times of India.
- تناولت تغطية البحث والتطوير الهندي في معالجة المياه أيضًا مفاعل التخثير الكهربائي ذي القطب الدوّار من المعهد الهندي للتكنولوجيا في جواتي (IIT-Guwahati)، الذي حقق إزالة تصل إلى 98.2% للزرنيخات و91.8% للفلوريد في أعمال منشورة The Shillong Times.
ما الذي حدث
أفادت صحيفة The Times of India في 21 أغسطس 2026 أن الباحثين في المعهد الهندي للتكنولوجيا في كانبور صمّموا خطًّا متكاملًا للمعالجة يستهدف مباشرةً المياه الخارجة المتغيرة ذات نسبة الأكسجين الكيميائي المطلوب (COD) المرتفعة التي تنتجها مصانع المنسوجات والصلب. تبدأ المعالجة في خزان تخثير وتلبيد تُضبط فيه قيمة الأس الهيدروجيني وتُترَك الحمأة المعلَّقة لتستقر، ثم تمر المياه عبر مصفاة رملية، وتدخل بعدها خزان التحفيز الضوئي الذي يُنشَّط فيه أكسيد الزنك المُنمَّى على صفيحة مجلفنة عادية بأشعة الشمس لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات The Times of India.
بعد هذه الخطوة الشمسية، انخفضت نسبة الأكسجين الحيوي الكلي (BOD) من 156 mg/L إلى 10 mg/L، وانخفضت نسبة الأكسجين الكيميائي المطلوب (COD) من 2,400 mg/L إلى 125 mg/L، ثم جاء مصفّ كربوني نهائي لتنعيم الجسيمات المتبقية التي لم يلتقطها مرشح الرمل The Times of India. وقال الباحث سوراج كومار إن النظام آلي التشغيل: «هذه الوحدة مُركَّبة حاليًا في مصنع منسوجات في جايبور. وبفضل هذه التقنية، تُعاد استخدام مياه الصرف المعالجة في غسل الملابس وفي ري المزروعات» The Times of India.
أوضح البروفيسور بهاتاشاريا للصحيفة أن الفريق طبّق خط المعالجة نفسه لاحقًا على مياه الصرف من الأغذية، ويدرس الآن إنتاج الهيدروجين من المياه المعالجة، ويشير المعهد إلى تسجيل التصميم ببراءة اختراع The Times of India. كما تناولت تغطية صحفية بتاريخ 25 أغسطس 2026 خطًّا منفصلًا من البحث والتطوير الهندي في معالجة المياه بتكلفة منخفضة، وهو مفاعل التخثير الكهربائي ذي القطب الدوّار من المعهد الهندي للتكنولوجيا في جواتي، المنشور في مجلة Chemical Engineering Journal، الذي يعكس التوجه الأوسع نحو مفاعلات آلية ميسورة التكلفة في البلاد، وحقق إزالة تصل إلى 98.2% للزرنيخات و91.8% للفلوريد في تجربته الأولى The Shillong Times.
قراءة المواصفات
عند قراءة الأرقام المبلَّغة بوحدات المشتري: نقلت الوحدة التجريبية المياه من 2,400 mg/L إلى 125 mg/L من الأكسجين الكيميائي المطلوب (COD) في مرور تحفيز ضوئي واحد استمر ساعتين إلى ثلاث ساعات، عقب معالجة أولية بالتخثير والتلبيد ومصفاة رملية، مع خفض نسبة الأكسجين الحيوي الكلي (BOD) من 156 mg/L إلى 10 mg/L في الخطوة نفسها The Times of India. ولم يذكر المصدر معدل تدفق بالمتر المكعب يوميًّا، لذلك لا يمكن اشتقاق طاقة إنتاجية للمصنع من المقال؛ وعادةً ما تعمل التجارب الأولية للتحفيز الضوئي الصناعي من هذه الفئة بمعدلات تقل عن 1 m³/day وتصل إلى بضعة عشرات من m³/day (نطاق صناعي عام، وليس من المرجعَين). يستهدف الخط الذي يقوم عليه المشروع القطع بين المعالجة الثانوية والثالثة: يفترض وجود مرحلة تخثير وتلبيد فعالة لضبط الأس الهيدروجيني واللون، ومصفاة رملية للمواد الصلبة العالقة، ومرحلة تحفيز ضوئي تعمل بالطاقة الشمسية كوحدة رئيسية لإزالة المواد العضوية، ومصفي كربوني نهائي للون المتبقي والملوثات الدقيقة، وهو الموقع نفسه الذي تحتله وحدات التعويم بالهواء المذاب (DAF) والمفاعل الحيوي الغشائي (MBR) وغيرها من وحدات التنقية الثالثية في الخطوط التقليدية.
بالنسبة إلى المشغّل، تظل حالة التعرّف على المناسبة محدودة: إذا كان مصنعكم خطًّا لمعالجة مياه الصرف من المنسوجات أو الصلب يعمل بمعدلات تدفق متوسطة، وتتراوح نسبة الأكسجين الحيوي الكلي الداخل بين 100 و200 mg/L، ونسبة الأكسجين الكيميائي المطلوب بين 1,000 و3,000 mg/L، وتواجه ضغوطًا لتقليل سحب المياه العذبة عبر إعادة استخدام مياه الغسيل في العمليات، فإن مرحلة التحفيز الضوئي العاملة بالطاقة الشمسية خلف وحدة التخثير والتلبيد والمصفاة الرملية القائمة هي قطعة المعدات الجديدة التي يشير إليها هذا العمل، وهي من نوع مراحل التنعيم التي تسبق خط أنظمة أغشية MBR أو قاعدة تنقية المياه النهائية. ولا تزال المصانع بحاجة إلى مرحلة قوية لمعالجة الغاز والغبار في المنبع، مثل وحدات معالجة الهواء والغبار التي نغطيها، لأن عمر المحفز الضوئي يتوقف على نظافة المياه الداخلة.
الأسئلة الشائعة
ماذا يزيل نظام المعهد الهندي للتكنولوجيا في كانبور فعليًا؟
يخفض النظام نسبة الأكسجين الحيوي الكلي (BOD) من 156 mg/L إلى 10 mg/L، ونسبة الأكسجين الكيميائي المطلوب (COD) من 2,400 mg/L إلى 125 mg/L بعد ساعتين إلى ثلاث ساعات من التحفيز الضوئي الشمسي، مع مراقبة الأس الهيدروجيني (pH) والمواد الصلبة الذائبة الكلية (TDS) واللون عبر حساسات في كل مرحلة The Times of India.
هل النظام متاح تجاريًا وما تكلفته؟
يفيد تقرير The Times of India فقط بأن التصميم مسجَّل ببراءة اختراع، وأن النظام مُركَّب في مصنع منسوجات في جايبور، ويعتمد على رمل متوفر محليًا وإشعاع شمسي لإبقاء تكلفة التشغيل منخفضة؛ ولا ينشر المقال سعرًا ولا رقمًا للتكاليف الرأسمالية (CAPEX) ولا مدة توريد، لذا فإن أي رقم مستمد من عرض مورّد يخرج عن نطاق ما يدعمه المصدر The Times of India.
كيف أقارنه بوحدة التعويم بالهواء المذاب (DAF) أو المروّق قبل مصنع منسوجات أو أغذية؟
تتوفر مقارنات بين DAF والمروّق في أداء مشابه في أدلتنا الخاصة بقطاع الأغذية والمشروبات في واترلو، وبقطاع التعدين والمعادن في نوم DAF مقابل المروّق لمياه الصرف من الأغذية والمشروبات في واترلو: دليل المصنع لعام 2026 وDAF مقابل المروّق لمياه الصرف من التعدين والمعادن في نوم، الولايات المتحدة: دليل المصنع لعام 2026؛ فالتغذية بالترويق الأولي هي ما يثبّت أداء مفاعل التحفيز الضوئي الذي يليه، كما في نظام المعهد الهندي للتكنولوجيا في كانبور.
هل التقنية محصورة بمياه صرف المنسوجات؟
أوضح البروفيسور بهاتاشاريا لـ The Times of India أن الفريق استخدم خط المعالجة نفسه على مياه الصرف من الأغذية، ويستكشف الآن إنتاج الهيدروجين من المياه المعالجة، لذا فإن توليفة التحفيز الضوئي والمصفاة الرملية يجري توسيع نطاقها لتشمل أكثر من قطاع صناعي The Times of India.
