مراحل معالجة مياه الصرف الصحي
تمرّ عمليّة معالجة مياه الصرف الصحي بالعديد من المراحل كالآتي:
مرحلة المعالجة الأولية
(بالإنجليزية: Preliminary Treatment) تتمّ في هذه المرحلة إزالة جميع المواد التي قد تُعيق عمليّات المعالجة اللاحقة، مثل أغصان الأشجار، والحصى، والزيوت، والرمال، والتربة، باستخدام الأدوات الآتية:
- المصافي: (بالإنجليزية: Screens) تعمل على حجز المواد كبيرة الحجم.
- أحواض حجز الرمل: (بالإنجليزية: Grit Chambers) ترسّب المواد غير العضويّة كالزيوت، والرمال، والتربة، والحصى؛ حيث تُمرّر مياه الصرف الصحي في أحواض ترسيب رملية، ويتمّ التحكّم في المواد المُترسّبة عن طريق التحكّم في سرعة الترسيب، ليتمّ تخزينها في أحواضٍ محدّدة وإرسالها إلى مكبّ النفايات لاحقاً، وتتميّز هذه الأحواض بصغر حجمها.
مرحلة الترسيب الابتدائي
(بالإنجليزية: Primary Sedimentation)، في هذه المرحلة تُزال المواد ذات الكثافة العالية التي قد تكون مواد عضويّة أو غير عضويّة، وتؤدّي هذه المرحلة إلى انخفاض تركيز المواد العالقة بنسبة تصلُ إلى 55%.
مرحلة المعالجة الحيوية
(بالإنجليزية: Biological Treatment) هي المرحلة التي تؤكسد فيها المواد العضويّة الموجودة في مياه الصرف الصحي بواسطة البكتيريا الهوائية، ويتمّ استخدام وسيلة المُعالجة حسب نظام النموّ البيولوجي المُستخدم للكائنات الحيّة الدقيقة، كالآتي:
النمو البيولوجي الهوائي المعلق
تكون البكتيريا مُعلّقةً في المياه العادمة أثناء عمليّة الخلط، وتُستخدم الطرق الآتية للمُعالجة البيولوجيّة:
- الحمأة المنشطة (بالإنجليزية: Activated Sludge)، فيها تُنشط الكائنات الحيّةُ الدقيقة عن طريق إضافة كميّةٍ قليلةٍ من حمأة نشطت سابقاً، ثم تُخلط المِياه العادمة وتُقلب لتهويتها، لتقوم البكتيريا بأكسدة المواد العضوية، وتؤدّي عمليّة التقليب المستمرّة إلى تخثّر المواد المُعلّقة وزيادة تركيزها ليُتخلّص منها لاحقاً في عمليّة الترسيب الثانوية.
- برك الأكسدة (بالإنجليزية: Stabilization ponds)، هي عِبارة عن أحواضٍ بسيطة الصنع، تتمّ معالجة المياه فيها بطريقةٍ طبيعيّةٍ بالاعتماد على الطحالب ، وأشعة الشمس، والعناصر الموجودة في مياه الصرف.
النمو البيولوجي الهوائي المتلاحق
تكون البكتيريا مُتّصلةً بدعامات، وتُستخدم الطرق الآتية للمُعالجة البيولوجيّة:
- المرشحات البيولوجية (بالإنجليزية: Trickling filters)، تتكوّن المرشّحات البيولوجية من أحواض مبنيّة من الطوب أو الخرسانة المسلحة، وتكون مملوءةً بالحَصى أو البلاستيك ، وعند خروج المياه العادِمة من حوض الترسيب الابتدائي تُوزّع على سطح المرشّحات بواسطة أنابيب مثقبة، لتتخلّل المياه الفجوات بين الحصى، وبالتالي تتشكّل طبقةٌ هُلاميّةٌ على السطح تحتوي على البكتيريا و الكائنات الحيّة الدقيقة لتقوم بعمليّة الأكسدة.
- الأقراص البيولوجيّة الدوارة (بالإنجليزية: Rotating Biological Contactors)، وهي عِبارةٌ عن أقراص دائريّة مَصنوعة من البلاستيك تدور بشكل بطيء، وتكون مغمورةً إلى مُنتصفها بالمياه العادمة، ونتيجةً للدوران تتكوّن طبقة بيولوجيّة تبدأ بعمليّة المُعالجة عند غمر هذه الأقراص في المياه العادمة، ثمّ تعريضها للجو.
مرحلة الترسيب النهائية
(بالإنجليزية: Final Sedimentation)، يحتوي الماء عند وصوله إلى هذه المرحلة على العديد من المواد العالقة مثل البكتيريا ، وتُعدّ هذه المرحلة جزءاً لا يتجزأ من عملية المعالجة؛ إذ يُجرى فيها التخلص من العكورة والملوثات التي في الماء، وتُعالج مياه الصرف الصحي في هذه الخطوة بناءً على نظام حديث خاص بإمدادات المياه، إذ يُساعد هذا النظام على إبطاء تدفق المياه؛ ممّا يؤدي إلى تنقية المياه وترسُّب الجسيمات خارج المياه.
تستقر الترسبات في القاع لتكون مادة تُسمّى الحمأة بسبب تراكم المواد الصلبة المُستخرجة من مياه الصرف الصحي، وعادةً ما تُزال هذه المادة بشكل دوري، وممّا يجدر ذِكره بأنّه في حال معالجة المياه الخاصة بالشرب يجب إضافة المواد المُخثرة للماء قبل البدء بعملية الترسيب من أجل تسهيل العملية.
أثر مياه الصرف الصحي على البيئة
تؤثّر مِياه الصرف الصحي بشكلٍ سلبيّ على الإنسان والبيئة المحيطة كالآتي:
- تساعد مياه الصرف الصحي على انتشار المَيكروبات ومُسبّبات الأمراض، ما يُؤثّر سلباً على صحّة الإنسان وزيادة احتماليّة إصابته بالأمراض المُستعصية؛ حيث تُسبّب البكتيريا الموجودة في مياه الصرف الصحي العديد من الأمراض أهمها: التهاب الأمعاء، وتقرّحات الأمعاء الدقيقة، و الكوليرا ، والتيفوئيد، وأمراض الجهاز التنفسي، والحمى، واليرقان.
- تُسبّب الفيروسات الموجودة في مياه الصرف الصحي التهابات الأمعاء، والتهاب السحايا، والشلل، واليرقان، وأمراض الجهاز التنفسي، وأمراض القلب غير المألوفة، كما تُسبّب الأحياء الأوليّة إصابة الإنسان بالإسهال، والأميبا، وأوبئة الكبد، وغيرها من الأمراض.
- استهلاك الأكسجين المُذاب في الماء بواسطة الميكروبات ممّا يؤدّي إلى موت الكائنات الحية المائية، وحدوث عفن في المياه، وانتشار الروائح الكريهة.
- حدوث اختلالٍ في التنوّع الحيوي.
- التسبّب في تلوّث التربة عند تسرّب المياه العادمة، ووُصولها إلى الأراضي الزراعيّة.
أنواع مياه الصرف الصحي
تُصنّف مياه الصرف الصحي حسب مَصدرها إلى:
- مياه الصرف الصحي المنزلية: (بالإنجليزية: Domestic Wastewater)، هي عبارة عن المِياه العادمة القادِمة من المَنازل، والأماكن التجاريّة كالأسواق، والمطاعم، والبنوك، والأماكن المؤسّسية كالمدارس، والمُستشفيات.
- مياه الصرف الصحي الصناعية: (بالإنجليزية: Industrial Wastewater)، هي المياه العادمة القادمة من المصانع المختلفة.
- المياه المتسللة والمتدفقة: (بالإنجليزية: Infiltration and Inflow Water)، هي المياه المُتسلّلة إلى شبكات الصرف الصحي من آبار المياه الجوفيّة عن طريق الارتشاح والتسرّب من خلال الأنابيب التالفة أو عن طريق وصلات الأنابيب، بالإضافة إلى مِياهِ الأمطار التي تدخل عن طريق المَناهل والمصارف.
- مياه الأمطار: (بالإنجليزية: Storm Water)، هِي عبارة عن مياه الأمطار أو المياه الناتجة عن ذَوبان الثلوج التي تدخل شبكات مياه الصّرف الصحي.
مكونات مياه الصرف الصحي
تتكوّن مياه الصرف الصحيّ بشكلٍ تقريبي من 99% من المياه، و1% من المواد العضوية وغير العضوية على شكل مواد ذائبة وعالقة؛ حيث يتواجد كلٌّ من البروتين، والسليليلوز، والدهون، والمواد غير العضوية على شكل مواد عالقة، بينما تَكون المواد الكحولية، والدهون الحمضية، والأحماض الأمينية على شكل مواد ذائبة.
تتراوح قيمة الرقم الهيدروجيني في مِياه الصرف الصحي المنزلية ما بين 6.7-8، أمّا الرقم الهيدروجيني لمياه الصرف الصحي الصناعيّة فيختلف حسب المكوّنات الكيميائيّة لها، ويُشار إلى تنوّع الكائنات الحيّة الدقيقة الموجودة في مياه الصرف الصحي ما بين الفطريات، والبكتيريا، والأوليات، و الفيروسات ، والطحالب الدقيقة.
بات من الضروري الاستفادة من مياه الصرف الصحي في الاستعمالات اليومية، حيث ابتُكر نظام خاص بمعالجة مياه الصرف الصحي لِيُصبح بالإمكان إعادة استخدامها في المصانع، أو في المنشآت الزراعية، أوغيرها، ويمرّ نظام المعالجة للمياه بمجموعة من المراحل لِضمان الحصول على مياه نقية خالية من كافة الشوائب، بدءًا من المعالجة الأولية ووصولاً إلى مرحلة الترسيب النهائية.
