مراحل معالجة مياه الصرف الصحي ، ياتي برنامج معالجة الصرف الصحي والمياه المتعلقة به و والتي اتخذتها العديد من دول العالم كبديل عن المياه العذبة في عدد من الشؤون الداخلية سواء في الصناعة أو الزراعة أو غير ذلك في ظل أزمة نقص المياه العذبة في العديد من دول العالم ، حيث بدأ العالم بمعالجة هذه المياه العادمة و التعرف على طرق التعامل معها ، لتحقيق التخفيف من استهلاك المياه العذبة في الري ، تابعوا معنا .
ما هي عملية معالجة مياه الصرف الصحي
معالجة مياه الصرف هي عملية يتم من خلالها إزالة الملوثات وإزالتها من مياه الصرف الصحي، سواء كانت منزلية أو صناعية. يتم استخدام عدد من العمليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية خلال هذا العلاج ؛ من أجل إزالة التلوث وإنتاج مياه معالجة آمنة بما يكفي لضخها في البيئة، يتم إنتاج نفايات هذه المعالجة في شكل منتجات ثانوية (نفايات شبه صلبة، ملاط)، وهذا ما يسمى حمأة الصرف الصحي، وهذه المنتجات الثانوية التي تخرج يجب أن تخضع لمزيد من المعالجة قبل التخلص منها أو إطلاقها على الأرض.
مراحل معالجة مياه الصرف الصحي pdf
تمر معالجة المياه العادمة بثلاث مراحل رئيسية قبل إعادة استخدامها
- المرحلة الأولية أو الإعدادية.
- المدرسة الثانوية.
- المرحلة الثلاثية.
من خلال هذه المراحل الثلاث، يتم فصل المواد الصلبة عن مياه الصرف الصحي، ثم يتم تحويل المواد العضوية المذابة في الماء إلى مواد صلبة معلقة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة، ثم يتم التخلص من المواد الصلبة البيولوجية، قبل تطهير المياه بالطرق الفيزيائية والكيميائية، قبل ذلك. يتم استخدامه مرة أخرى، يمكن معرفة جميع المراحل بالتفصيل بالضغط.
المرحلة 1 من معالجة مياه الصرف الصحي
وتسمى هذه المرحلة أيضًا المعالجة الميكانيكية، والتي يتم خلالها إزالة الشوائب (الكرتون، والأقمشة، والخضروات، والفواكه، وما إلى ذلك)، بالإضافة إلى إزالة المواد التي تسبب تآكلًا أو انسدادًا للآلات وتعوق تشغيلها وصيانتها. تتم هذه المرحلة من خلال غرفة تعرف باسم غرفة المدخل أو غرفة التهدئة والتي تعمل على تهدئة سرعة وضغط الماء، حيث يتم تغيير نظام التدفق من مجاري مغلقة إلى مجاري مفتوحة، حيث يبقى الماء من نصف دقيقة إلى دقيقة، ويتم ذلك من خلال عدة خطوات ومراحل داخلية على النحو التالي
مرحلة التصفية
تسمى هذه الرحلة بالترشيح لأنها تتم في المصافي وهي سلسلة من الشبكات الحديدية التي تعمل على حجز الشوائب والمواد العائمة في المياه كبيرة الحجم (الورق، القماش، الخشب، الزجاج، القصدير، إلخ)، وهذه المرشحات يدوية أو أوتوماتيكية لمنع مرور المواد الصلبة، حتى لا تتسبب في تلف أو عطل في معدات المعالجة، وعند تجميعها يتم التخلص منها بالإغراق أو التجفيف أو الحرق.
مرحلة إزالة الرمل والصخور
عملية إزالة الرمل والصخور هي عملية ترسيب. بعد اكتمال مرحلة الترشيح، تمر مياه الصرف الصحي عبر أحواض الترسيب الأولية بسرعة بطيئة تبلغ 30 سم / دقيقة. يتم إضافة بعض المواد الكيميائية في هذه العملية مثل (الشب، أملاح الحديد) لزيادة الترسيب. يتم ترسيب المواد المعلقة (الغبار، الرمل، القطع المعدنية، إلخ) في وقت مبكر ؛ لتجنب تلف المعدات والمضخات، يتم التخلص منها في مدافن النفايات.
مرحلة إزالة الزيوت والدهون
بعد عملية إزالة الرمل والصخور عن طريق المصافي وأحواض الترسيب يبقى جزء من هذه المواد الصلبة والسائلة طافياً على سطح الماء ويجب التخلص منها وأبرزها المواد السائلة والزيوت والدهون والتي يتم إنتاجها من قبلهم (مطاعم، مصانع الزيوت والسمنة، مصانع الأعلاف، مصانع الأسماك، وغيرها). يتم فصل الزيوت والدهون باستخدام كاشطات متحركة على سطح الماء، وهناك بعض محطات المعالجة التي تستخدم أحواض الترسيب للتخلص من الزيوت والدهون، وذلك بإضافة كاشطات إلى سطح الماء، ويمكن استخدام مواد عالية الكثافة. صُنعت لتطفو على السطح عن طريق ضخ الهواء في الماء. فقاعات الهواء على سطح الماء، وتسمى هذه العملية التعويم.
مرحلة الترسيب
خلال مرحلة الترسيب الأولية، يتم ضخ مياه الصرف الصحي إلى خزانات ضخمة تُعرف باسم خزانات الترسيب، وهي كبيرة الحجم لترسيب المواد الصلبة والقذرة في الأسفل، وتطفو المواد العائمة مثل (الشحوم والزيوت) على السطح ليتم كشطها، والهدف من هذه العملية الأولية هو إنتاج سائل متجانس يمكن معالجته بعد ذلك بيولوجيا، عن طريق استخراج المواد القذرة للتخلص منها أو إعادة استخدامها، ومعظم خزانات الترسيب الأولية بها مكشطة ميكانيكية تعمل على قم بطرد المواد المتسخة في فتحة أسفل الخزان لتتم معالجتها في مراحل أخرى.
المرحلة 2 من معالجة مياه الصرف الصحي
تسمى هذه المرحلة مرحلة المعالجة البيولوجية ضمن المراحل الثلاث الرئيسية وهي مراحل معالجة مياه الصرف الصحي، وتبدأ هذه المرحلة بعد المعالجة الميكانيكية، وتهدف إلى تفكيك المواد العضوية المتبقية بعد المرحلة الميكانيكية، وذلك باستخدام الكائنات الدقيقة المتحللة، حيث تلعب هذه الكائنات الدقيقة. الدور الاساسي في المرحلة حيث تحتوي المياه العادمة على اعداد كبيرة من الجراثيم والفطريات وغيرها والتي تقوم بعملية الترشيح لما لها من كفاءة عالية في تنقية المياه. وللقيام بذلك يجب استيفاء عدة شروط أهمها ما يلي
- يجب أن تكون درجة الحرارة المناسبة.
- يجب توفير كميات كافية من المواد العضوية والأملاح.
- يجب توفير كمية مناسبة من الأكسجين المذاب في الماء.
- عدم وجود أي مواد سامة للكائنات الحية والنباتات.
- وفر وسطًا محايدًا في نطاق الأس الهيدروجيني = 6.5 – 8.
خلال مرحلة المعالجة البيولوجية، يمكن معالجة مياه الصرف الصحي بأكثر من طريقة، لذلك يجب اختيار الطريقة المناسبة لطبيعة المناخ في منطقة المعالجة، وفقًا لمياه الصرف الصحي والكثافة السكانية وغيرها.
استخدام التربة لمعالجة مياه الصرف الصحي
يمكن استخدام هذه الطريقة إذا كانت هناك مساحات كبيرة من الأرض بعيدة عن مصدر المياه، وهذه الطريقة مناسبة لمعظم دول العالم الثالث ؛ نظرًا لقلة تكلفتها وسهولة تطبيقها ورفع كفاءة الإنتاج الزراعي، خوفًا من إمكانية انتقال الأمراض من مياه الصرف الصحي إلى الإنسان والحيوان، عند استخدام التربة، يجب حماية المواطنين بالوسائل التالية
- التخلص من بيض الديدان المعوية بالمعالجة الميكانيكية وكذلك المواد الرسوبية التي تتسبب في غلق مسام التربة وتمنع تصريف المياه مما يتسبب في تكاثر الحشرات وانبعاث روائح كريهة.
- احرص على زرع حواجز نباتية لإعاقة هروب البعوض والذباب.
- وجود طيور تلتهم الحشرات.
- إبعاد هذه الأراضي عن التجمعات السكنية.
- يجب الابتعاد عن مصادر المياه.
استخدام برك الأكسدة في معالجة المياه
أحواض الأكسدة مختلفة الأحجام ويتراوح عمقها من 50-150 سم. تجمع هذه البرك المياه المعالجة ميكانيكياً ليتم معالجتها بطريقة طبيعية، باستخدام ضوء الشمس والأكسجين، مما ينشط البكتيريا الهوائية لتحليل المواد العضوية. تعتمد كفاءة البرك على عدة عوامل أبرزها
- شدة الإشعاع الشمسي.
- درجة الحرارة.
- سرعة الرياح.
- معدل التبخر.
- فترة بقاء الماء في البرك.
- طريقة التخلص من المياه العادمة بعد المعالجة.
لنجاح طريقة العلاج هذه، يجب مراعاة عدة شروط
- السماح بالتحلل اللاهوائي يحدث فيها.
- توفير الأكسجين.
- إزالة الحمأة.
مرشح حيوي
يشبه هذا الفلتر برجًا بجدران وأرضيات لا تسمح بالاختراق منه. ويمتلئ البرج بالحجارة البركانية أو بمواد مثل القطع البلاستيكية. بعد المعالجة الميكانيكية لمياه الصرف الصحي، يتم تمرير الماء عبر الأنابيب الخارجة من مركز الفلتر، لتفريق الماء على شكل ضباب في الهواء لامتصاص الأكسجين ثم يسقط على سطح البرج، ليمر من خلال يتم ترشيحها إلى أسفل البرج، وتصريفها بعد المعالجة البيولوجية، ويتم تنفيس هذه الفلاتر بمضخات الهواء من الأسفل إلى الأعلى، وتكون الفلاتر البيولوجية ذات فائدة كبيرة لمحطات التنقية الصغيرة، حيث تتميز هذه الطريقة باستهلاك منخفض للطاقة، قلة تكلفة البناء والصيانة، ومن أبرز سلبياتها التقليل من وجود الزيوت المعدنية، وعرضة للتجمد في الشتاء، وانبعاث روائح كريهة في الصيف، وانتشار ذبابة Psichuda.
الحمأة المنشطة
تعمل هذه الطريقة على تنقية المياه العادمة بنفس طريقة المياه الطبيعية، ولكن هذه الطريقة تختلف في وجود الكائنات الحية الدقيقة بأعداد أكبر في منطقة أقل، لذلك تحتاج هذه الكائنات إلى كميات أكبر من الأكسجين المذاب، حيث تقوم الكائنات الحية بتفكيك المواد وتحويلها إلى مواد ثابتة. المواد غير العضوية والملوثات تلتصق بالجراثيم تشكل قطعًا صغيرة تشبه الإسفنج تسمى اللباد، وتترسب في أحواض الترسيب النهائية. لهذه الطريقة عدة مزايا أبرزها
- معدل فعاليته بين 75-95٪.
- لا تتأثر بحرارة الصيف أو الشتاء.
- لا ينشر الروائح الكريهة.
- لا تسبب غزو الذباب.
- سهل الصيانة.
- أنت بحاجة إلى مساحة أقل من الأرض.
لكن لها بعض السلبيات أبرزها
- استهلاك عالي للطاقة.
- أنت بحاجة إلى إشراف فني عالي.
- يؤدي وجود المخلفات الصناعية إلى صعوبات في التشغيل.
المرحلة 3 لمعالجة مياه الصرف الصحي
والتي تعرف بالمعالجة الثلاثية، بعد الانتهاء من المرحلتين الأولى والثانية من معالجة مياه الصرف الصحي، يتبقى جزء من النفايات، مثل (أملاح النترات الثقيلة، والمركبات العضوية التي يصعب تحللها، وما إلى ذلك) حسب جودة مياه الصرف الصحي، ولحماية مصادر المياه من هذه الملوثات، تلجأ بعض الدول إلى المعالجة من خلال المرحلة الثالثة، ويعتمد اختيار الطريقة المناسبة على نوع المواد أو الملوثات المتبقية في المياه سواء إزالة الفوسفور أو إزالة النيتروجين.
مصادر مياه الصرف الصحي
سنتناول الآن أبرز مصادر مياه الصرف الصحي التي يحرص عدد كبير من الدول على معالجتها للاستفادة منها، وهي كالتالي
- مياه الصرف المنزلية وتشمل عدد كبير من المصادر مثل (دورات المياه، الحمامات، الدشات، المطابخ وغيرها).
- مياه الصرف الصناعي هي المياه الناتجة عن الاستعمالات الصناعية وتحتوي على مواد كيميائية ضارة فلا يجوز معالجتها بمياه الصرف المنزلي.
- مياه الصرف الزراعي الناتجة عن الأنشطة الزراعية المختلفة مثل (الزراعة، تربية الحيوانات، إلخ).
- مياه الصرف الصحي ومياه الأمطار المختلطة تشمل مياه الصرف الصحي الجريان السطحي أو المياه السطحية، والمعروفة باسم أنظمة الصرف الصحي المشتركة، وتتطلب معالجة أكبر.
مكونات مياه الصرف الصحي
بعد أن أوضحنا جميع المعلومات المتعلقة بمراحل معالجة مياه الصرف الصحي، سنتحدث عن المكونات الرئيسية لمياه الصرف الصحي، وهي كالتالي
- المكونات الكيميائية تتكون من 99٪ ماء، والباقي 1٪ عضوي أو غير عضوي على شكل مواد ذائبة ومعلقة.
- المكونات البيولوجية وهي الكائنات الحية الدقيقة مثل (الفطريات، البكتيريا، الفيروسات، الطحالب الدقيقة … إلخ).
تأثير مياه الصرف الصحي على البيئة
هناك العديد من الآثار السلبية التي تسببها مياه الصرف الصحي على الإنسان والبيئة، ومن أبرزها ما يلي
- يتسبب في انتشار الميكروبات والفيروسات.
- تسبب الفيروسات العديد من الأمراض مثل (التهاب وتقرحات الأمعاء، والكوليرا، والتيفوئيد، والتهاب السحايا، والشلل، والإسهال، والأميبا، وغيرها).
- تستهلك مياه الصرف الأكسجين المذاب في الماء، مما يتسبب في موت الكائنات المائية وانتشار العفن المائي والروائح الكريهة.
- خلل في التنوع البيولوجي.
- يتسبب في تلوث التربة عند تسرب مياه الصرف الصحي ووصولها إلى الأراضي الزراعية.
عملت العديد من مناطق دول العالم على إنشاء محطات تكرير الصرف الصحي واستخدامها في سقيا الأشجار والمحاصير الزراعية ، مما تقلل من استهلاك مياه الأبار العذبة و احتواء المياه الصرف الصحي المكررة على سماد طبيعي دون الحاجة الى شراء الاسمدة الكيمايئة للأشجار و سردنا مراحل معالجة مياه الصرف الصحي .