كيف تتم معالجة مياه الصرف الصحي
معظمنا نتساءل أين تذهب مياه الصرف الصحي التي يتم طرحها كل يوم؟ فهل تعلم كيف تتم معالجتها لتصبح قابلةً للاستهلاك البشري؟
مخلّفات سائلة تحوي طيف واسع من الملوّثات نتيجة أنشطة بشرية (المنزليّة منها والتّجارية والصناعيّة أو المؤسساتية)، ومن الممكن أن تكون مياه أمطار متسلّلة، والتي تتجمّع في أنابيب تنقلها إلى نقطة محددة تدعى محطة المعالجة هذا مايُعرف بمياه الصّرف الصّحي التي لاتقتصر فقط على المياه الملوثّة بفضلات الإنسان، لذلك لابدّ من معالجتها واستغلالها لأغراض زراعية أو صناعية.
تتم معالجة مياه الصرف الصحي بعدة مراحل:
المعالجة الفيزيائيّة ويتم فيها ثلاث مراحل:
- معالجة مسبقة أو التّصفية: وتتم فيها إزالة كافة المواد المعيقة لعمل المعدات الميكانيكية (فروع الأشجار والأحجار أو الأكياس والزيوت…) لمراحل المعالجة التّالية باستخدام المصافي للأحجام الكبيرة والصّلبة وردمها، والأحواض الرّملية الصّغيرة لترسيب المواد غير العضوية (زيت ورمل وحصى وتربة…) ووضعها في أحواض مخصصة ومن ثمّ في المكان المخصّص للنّفايات.
- التّرسيب: يتم من خلالها التّخلص من كل المواد العضوية العالقة ومن ثم معالجتها لاهوائياً لتُستخدم كسماد طبيعي.
- القشط: ويتم من خلالها تخفيض تركيز المواد العالقة والمذابة ذات الكثافة العالية (عضوية وغير عضوية) بنسبة 55% تقريباً لتطفو على سطح الماء ليَسهُل قشطها (إزالتها).
المعالجة البيولوجية (الحيوية):
تحتاج هذه العملية لطاقة كبيرة جداً حيث يتم في هذه المرحلة أكسدة وتحليل المواد العضوية من خلال البكتيريا الهوائية ضمن أحواض تهوية بيضاوية الشّكل لتختلف وسيلة المعالجة تبعاً لنظام النّمو البيولوجي للبكتيريا (مرشحات أو أقراص بيولوجية أو الحمأة المنشّطة أو التهوية المطوّلة أو برك الأكسدة المستخدمة في المحطات المنزلية) وبعد ذلك تبدأ عملية التّرسيب للتّخلص من المواد المتحللة والبكتيريا ضمن أحواض ترسيب مختلفة الأشكال.
المعالجة الكيميائية (مرحلة الكلورة أو التّعقيم):
يجري فيها تعقيم المياه المعالجة (السائل المستخلص من العمليات السابقة) باستخدام الكلور أو الأشعة فوق البنفسجية لقتل ومنع البكتيريا من التّكاثر أو مواد كيميائية لمعالجة العناصر الخطيرة (البورون) والتّخلص منها وكذلك العمل على تقليل الأملاح.
تُعالج مياه الصرف الصحّي بنظام مُتكامل ليعاد استخدامها بأمان بعد تخليصها من الملوثات الطبيعيّة والكيميائيّة، وتشكل مصدراً أساسيّاً للمياه على سطح الأرض، وتُستخدم في ري الأراضي الزراعيّة والصناعة، وأيضاً تعبئة خزانات المياه الجوفيّة، ويتم معالجة مياه الصرف بمراحل عديدة تتمثّل بما يلي:
- المرحلة الأولى: تنقية المياه من الأجسام الكبيرة كالأوراق والبلاستيك والأواني بتمريرها عبر شبكة من القضبان والأنابيب لتصل إلى خزان كبير، وبذلك يترسب جميع ما تبقى من الأجسام الثقيلة الكبيرة في قاع الخزان كالحصى و الأجسام الخفيفة على سطح المياه خلال ساعتين، وبعدها تُجمع الرواسب وتُنقل.
- المرحلة الثانية: تحفيز نمو الجراثيم المفيدة للتخلّص من الفضلات العضويّة بضخ كميّات هائلة من الأوكسجين إلى مياه الصرف،فيما بعد تترسب العضويات الدقيقة في قاع الخزان وبهذا يتم القضاء على الملوثات العضويّة وفي هذه المرحلة تكون المعالجة اكتملت بنسبة 90% وتصبح جاهزة للاستخدام في الطبيعة.
- المرحلة الثالثة: تُنقل المياه إلى صهريج ترسيب كبير وتقوم العنفات بتحريك المزيج وضخ مواد كيميائيّة عبر مضخّات خاصّة بكميّات دقيقة تتفاعل مع المواد السّامة كالفوسفات والنتروجين لتشكيل مركبات لا تنحل بالماء وتترسب في قاع الخزان، و يصبح الماء هنا جاهز للاستخدام الطبيعي وإعادته إلى دورة المياه الطبيعيّة.
تعود عملية معالجة مياه الصرف الصحي بالكثير من الفوائد على الطبيعة، فهي تقوم على تحويل المياه الملوثة، بالملوثات الطبيعية أو الكيميائية، إلى مياه نظيفة قابلة للشرب، أمّا الطريقة التي تتم بها هذه العملية، فهي تمر في أربع مراحل متتالية، وهي:
المرحلة الأولى: المعالجة الفيزيائية: تستخدم في هذه المرحلة الطرق الفيزيائية لإزالة المواد الصلبة من الماء، أحد الطرق المستخدمة هي الترسيب، والتي تعتمد على ترسيب المواد الصلبة غير القابلة للذوبان في الماء في أسفل الحوض، حيث يمكن حينها فصل الماء النقي، بالإضافة إلى الترسيب تُستخدم تقنية التهوية، والتي يتم فيها تمرير هواء ضمن الحوض، لإكساب الماء ما يحتاجه من أوكسجين، لكي تنمو البكتيريا على بقايا المواد الصلبة في الماء، بعد ذلك يتم ترشيح الماء باستخدام مرشحات خاصة.
المرحلة الثانية، المعالجة العضوية: تُستخدم في هذه المرحلة بعض العمليات البيولوجية للتخلص من المواد العضوية التي يحتويها الماء، كالصابون والفضلات البشرية والزيوت والنفايات الغذائية، تتم هذه المرحلة على ثلاث مراحل:
- العمليات الهوائية: تشبه عملية التهوية في المرحلة السابقة، حيث يتم تمرير أوكسجين ضمن الماء لحث البكتيريا على تحليل المواد العضوية وتحويلها إلى غاز ثاني أوكسيد الكربون.
- العمليات اللاهوائية: تتم هذه المرحلة عن طريق تخمير النفايات عند درجة حرارة مناسبة.
- التسميد: يتم في هذه المرحلة خلط الماء مع نشارة الخشب أو بعض عناصر الكربون.
بعد إتمام المراحل الثلاثة السابقة، ستكون معظم المواد الصلبة التي يحتويها الماء قد أزيلت، باستثناء بعض العناصر الغذائية الذائبة كالنتروجين والفوسفور.
المرحلة الثالثة، المعالجة الكيميائية: يُستخدم في هذه المرحلة الكلور للقضاء على أيّ بكتيريا أو ملوثات يحتويها الماء، كما يمكن استخدام الأوزون لإتمام العملية، يُضاف أيضًا حمض أو أساس لإكساب الماء درجة الحموضة الطبيعية 7ph، تعمل جميع المواد الكيميائية على منع البكتيريا الضارة من التكاثر في الماء والمحافظة على نقاوتها.
المرحلة الأخيرة، التخلص من الحمأة: الحمأة هي مزيج من الملوثات الصلبة الرطبة المتبقية في الماء والمياه الملوثة، يتم التخلص منها باستخدام جهاز فصل، مثل جهاز الطرد المركزي.
هناك طرق مختلفة لـ معالجة مياه الصرف الصحي، منها الطرق الميكانيكية والطرق البيولوجية. والآن سأشرح لك الطرق الميكانيكية لمعالجة مياه الصرف الصحي:
- تمر مياه الصرف الصحي في أول مرحلة على مُعدة الفصل الميكانيكي، وهي عبارة عن مناخل أو شرائح شبكية وظيفتها هو فصل الأجسام الكبيرة عن المياه (وهي أي جسيمات عالقة كالأوراق والبلاستيكات أو أي شيء كبير عالق في المياه)، ثم تخرج المياه من هذه إلى المرحلة الثانية عبر معدة تكميلية للمرحلة الأولى.
- المرحلة الثانية هي مرحلة الفصل بالترسيب، حيث تترك المياه في خزان لمدة ساعتين لكي تترسب الجسيمات الصغيرة وتنفصل فيما بعد عن مياه الصرف الصحي.
- المرحلة الثالثة هي عملية هضم المادة المترسبة من الخزان السابق، لتتحول إلى حمأة أولية تنفصل عن خط سير مياه الصرف من أسفل.
تعد هذه المراحل الثلاثة هي الجزء الميكانيكي في المعالجة، وتأتي بعد ذلك المراحل البيولوجية التي تعتمد على أنواع معينة من البكتيريا:
- تمر المياه القادمة من المرحلة الميكانيكية السابقة إلى خزان تهوية يضخ فيه كمية كبيرة من الأكسجين، وذلك بهدف تعزيز نمو البكتيريا والفطريات على بقايا المواد العالقة في المياه.
- بعد نمو البكتيريا في المرحلة السابقة، تشرع في تكوين مستعمرات من البكتيريا، والتي يمكن ترسيبها في خزان ثم تجمع على الحمأة المكونة من خزان الهضم الأولي، وتخرج في صورة حمأة كلية تنفصل عن المياه نهائيًا.
بعد انتهاء المرحلة البيولوجية، تكون المياه معالجة بنسبة 90%، ولكن يضاف كمية من المطهرات الكيميائية للتأكد من خلو المياه من أي مواد ضارة.