المياه الملوثة و كيفية معالجتها

المياه الملوثة و كيفية معالجتها
1- تلوث المياه
يعني تلوث الماء دخول مواد وأجسام غريبة تجعله غير ملائم للغرض المراد استخدامه به , وهناك مصادر عديدة
تساهم في تلويت المياه السطحية والجوفية والجوية منها: النفايات الحضرية والصناعية والمبيدات الزراعية
المستعملة في المجال الزراعي .... .

2- كيفية الحصول على الماء الصالح للشرب
إن عملية تنقية الماء سببها أنه مذيب عام أي أنه قادر على إذابة أنواع كثيرة من المواد العضوية وغير العضوية,
كما أنه بسبب طبيعته الجريانية (سائل) يحمل معه الكثير من المواد التي لا تذوب فيه على شكل مواد عالقة .
لكي يصبح الماء صالحا للشرب تعالج المياه الجوفية التي تعتبر قليلة التلوث بطرق بسيطة، في حين تخضع المياه
السطحية لعدة عمليات تتم عبر مراحل متتالية:

الغربلة : مرور الماء عبر حواجز بها ثقوب دقيقة لإزالة الأجسام العالقة.

التصفيق : إضافة مواد كيميائية قصد فصل الأجسام الصلبة التي تتوضع.

الترشيح بواسطة الرمل: لإزالة بقايا المواد العالقة.

الترشيح بواسطة الفحم النشط: لإزالة الروائح.

التعقيم : بإضافة الكلور او الأوزون ، للقضاء على الجراثيم.


3 - معالجة المياه المستعملة
تصنف ملوثات الماء إلى فيزيائية وبيولوجية وكيميائية وللتخلص منها تخضع المياه المستعملة قبل إعادة
استعمالها إلى مجموعة من العمليات :

الغربلة : تصفية المياه من الأجسام العالقة بها ( الأخشاب، المواد البلاستيكية ....)

التصفيق : لإزالة الزيوت و الشحوم وبعض المواد الصلبة التي تبقى عالقة في الماء (الحصى، الرمل ....)

المعالجة البيولوجية : هي أهم مرحلة، حيث يتم تخليص الماء من المواد الملوثة.

تنقية الماء من الأوحال.

إعادة المياه إلى النهر أو البحر.



إن محطة معالجة مياه المجاري هي كافة المنشآت التي تبنى في موقع معين لغاية أكسدة المواد العضوية الموجودة فيها وفصل الشوائب الصلبة عن المياه التي يمكن تصريفها بعدئذٍ دون ضرر بالصحة العامة أو إعادة إستخدامها مرة أخرى بعد القضاء على مختلف الملوثات الجرثومية فيها .

1-2- الهـدف من محطـات المعالجة :
إن الهدف الأهم من معالجة مياه المجاري هو القضاء على العوامل الممرضة التي تضر بالصحة العامة وبالتالي صرف المياه المعالجة بشكل آمن. و بشكل عام فإن الهدف من معالجة المياه يشمل : حماية المصادر المائية ( الجوفية – السطحية )، منع انتشار الأمراض، حماية الثروة الحيوانية المائية، منع الترسبات ضمن المسطحات المائية و منع الأذى والإزعاج الناجم عن مياه الصرف .

1-3- اختيار الموقع العام لمحطة المعالجة :
إن اختيار مكان إنشاء محطة المعالجة يعتبر من المراحل المهمة والصعبة في التصميم . إذ يؤثر بشكل كبير ومباشر على سلامة البيئة وعلى الناحية الإقتصادية ( كلفة الإنشاء والإستثمار ) وقد يؤثر أيضاً على الأسلوب التكنولوجي المتبع للمعالجة ولذلك فعند دراسة الموقع العام يجب أن تتوفر المعلومات التالية لدينا :

أ – المخطط التنظيمي للمدينة
ب – شــبكات الصــرف
ت – كمية و خصائص التدفق الداخل لمحطة المعالجة و نوعية المعالجة المطلوبة
ث– أسلوب المعالجة
ج – المنطقـة
ح- التأثيـر البيئـي

1-4 مراحل معالجة مياه المجاري :
تخضع مياه المجاري بشكل عام إلى مراحل المعالجة الرئيسية التالية :

1 - مرحلة المعالجة الإبتدائية
2 - مرحلة المعالجة الأولية
3 - مرحلة المعالجة الثانوية ( البيولوجية )
4 - مرحلة المعالجة الثلاثية
5 - معالجة الحمأة .

و الشكل التالي يوضح مراحل معالجة مياه الصرف الصحي .



الشكل ( 1 ) يبين المراحل العامة لمعالجة مياه الصرف الصحي

إن أهم المتطل بات العامة لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي الناجمة عن التجمعات الصغيرة تتضمن :

1 - سهولة صيانة المعدات .
2 - زمن مكوث طويل وبالتالي استيعاب عملية تذبذب التدفقات طوال اليوم التي تميز التجمعات السكانية الصغيرة وبالتالي تجنب حدوث الصدمات الهيدروليكية .
3 - يجب أن يكون تشغيل المحطة فعالاً لأجل مجال واسع من الحمولات العضوية والهيدروليكية .
4 - أن تتطلب الحد الأدنى من الطاقة .
5 - القدرة على مواجهة الحالات الطارئة ( انقطاع التيار الكهربائي مثلاً .. ) .
6 - المحافظة على البيئة المحيطة والإسهام في تحسينها .
7 - تحقيق مواصفات خاصة للسيب النهائي المعالج وبأقل كلفة ممكنة

و يمكن تقسيم المعالجة لعدة مستويات كما أن عملي ة المعالجة نفسها يمكن أن تستخدم أنواع مختلفة من الأحواض بالاضافة الى تنوع امكانيات اختيار طرق جريان المياه الملوثة المراد معالجتها ضمن المحطة. وهذا يتبع بشكل عام الى رأي المهندس المصمم حسب الواقع و المعطيات المتوفرة و بعد حساب الجدوى الاقتصادية . الجدول ( 1 ) يبين مستويات المعالجة و هدف كل منها .

الجدول ( 1 ) مستويات معالجة مياه المجاري
مستوى المعالجة الهدف من المعالجة
ابتدائية ازالة بعض المكونات من مياه المجاري مثل قطع القماش و الخشب و المواد القابلة للطفو و الرمال و الشحوم و التي يمكن أن تسبب مشاكل في تشغيل وصيانة المحطة .
أولية ازالة جزء من المواد الصلبة المعلقة من مياه المجاري
ثانوية ازالة المواد العضوية القابلة للتحلل البيولوجي (بشكليها المنحل و المعلق) و ازالة المواد الصلبة المعلقة. كما أن التعقيم و بشكل نموذجي يكون متضمنا" بالمعالجة الثانوية التقليدية .
ثالثية ازالة المواد الصلبة المتبقية التي لم تزال بالمعالجة الثانوية وعادة ما تستخدم الفلاتر الحصوية او تستخدم المصافي المكروية كما تشمل المعالجة الثالثية ازالة المغذيات مثل النتروجين و الفوسفور. و ايضا تتضمن المعالجة الثالثية التعقيم .
متقدمة ازالة المواد المعلقة و المنحلة التي لم تزل بالمعالجة البيولوجية حين يراد اعادة استخدام المياه المعالجة لمختلف الاستخدامات .
Adapted In Part from Tchobanoglous G. & Crites R., 1998


كما أن الجدول ( 2 ) يصنف عمليات المعالجة الأكثر شيوعا" و ذلك تبعا" للدراسة المقدمة من قبل البنك الدولي (WHO) و برنامج الأمم المتحدة للبيئة (UNEP) عام 1999 .

الجدول ( 2 ) تصنيف العمليات الشائعة في معالجة مياه المجاري تبعا" لمستوى المعالجة
&nbs p;معالجة أولية معالجة ثانوية معالجة ثالثية معالجة متقدمة
المناخل القضبانية المائلة الحمأة المنشطة النترجة المعالجة الكيميائية
ازالة الرمال التهوية المطولة ازالة النترجة التناضح العكسي
الترسيب الأولي البرك المهواة الترسيب الكيميائي التحليل الكهربائي
الطحن الفلاتر البيولوجية التعقيم الامتصاص الكربوني
ازالة الدهون و الشحوم الاقراص البيولوجية الدوارة الفلترة التبادل الشاردي
معادلة التدفق المعالجة اللاهوائية / UASB الأكسدة الكيميائية الفلترة الدقائقية
معادلة pH المياه الفلتر اللاهوائي ازالة الفوسور بيولوجيا" الأكسدة
خزان أمهوف برك الأكسدة الاراضي الرطبة ازالة المواد السامة
الاراضي الرطبة الزراعة
الزراعة
“Water Pollution Control – A Guide to the Use of Water Quality Management Principles”


جميع مراحل معالجة مياه المجاري يمكن توضيحها بالشكل ( 2 ) التالي :



الشكل ( 2 ) يبين جميع مراحل معالجة مياه المجاري


يمكن الاعتماد على انواع مختلفة من الاحواض ضمن محطات المعالجة و الجدول ( 3 ) يبين الأنواع الأساسية للأحواض المستخدمة بمحطات معالجة المياه الملوثة. كما أن هناك العديد من المؤشرات التي تساعد في اختيار طريقة و مراحل المعالجة المطلوبة للملوثات المراد التخلص منها او تخفيفها (الجدول 4 ).


الجدول ( 3 ) الأنواع الأساسية للأحواض المستخدمة بمحطات معالجة المياه الملوثة
Adapted From Metcalf & Eddy, 2003




الجدول ( 4 ) فعالية ازالة الملوثات تبعا لمراحل و طرق المعالجة


و لتقدير كلفة محطة المعالجة يجب حساب تكاليف بناء و تجهيز المحطة بالاضافة الى حساب كلفة تشغيل و صيانة المحطة. فالمحطة ذات التكلفة التأسيسية الدنيا مقارنة مع البدائل المتاحة ليست على الأغلب هي الأكثر اقتصادية و انما يجب النظر الى كلفة التشغيل و الصيانة لمدة لا تقل عن عشرة سنوات اثناء تقييم الخيارات اقتصاديا". و بشكل نموذجي فإن الكلفة تزداد بزيادة مستوى المعالجة( الشكل 3 ). ويمكن القول أن الكلف تتوزع حسب الآتي: ترسيب أولي 13.2 % ، ترسيب ثانوي 9.8 % ، معالجة بيولوجية 41.8 % ، معالجة الحمأة 33 % و الباقي للخدمات المتنوعة الأخرى .