ما هي مراحل معالجة المياه الصالحة للشرب

معالجة المياه

يكمن الهدف من اللجوء إلى معالجة المياه السطحية مثل: البحيرات، أو الخزانات، أو الأنهار، إلى التخلص من الملوّثات أو الكائنات الحية، ويكون ذلك عن طريق مجموعة من العمليات البيولوجيّة، والكيميائية، والفيزيائية، بهدف جعل المياه صالحة للشرب ، حيث إنَّ بعض طرق معالجة المياه تحدث في البيئة الطبيعية، في حيث يحدث البعض الآخر في محطات معالجة المياه المجهّزة لذلك الغرض.

تمّ تطوير مفهوم معالجة المياه في القرن الثامن عشر في أوروبا، حيث انتشر آنذاك مرض الكوليرا في لندن، وارتبط تفشّي المرض بمياهِ شربٍ ملوّثة بالمجاري، وكان ذلك عام 1854م، وفي الوقت الذي بدأت فيه الولايات المتحدة باستعمال الكلور في تطهير المياه، كانت أوروبا قد بدأت باستعمال الكلور أيضاً، وعندما تمَّ اكتشاف إمكانية معالجة مياه الشرب باستعمال الأوزون، قامت الصحة العامة الأمريكية بتطوير أول نظام لمياه الشرب في الولايات المتحدة عام 1914م.

مراحل معالجة المياه الصالحة للشرب

هناك عدَّة مراحل لمعالجة المياه الصالحة للشرب وهي:

التخثر

تعتبر عملية التخثر أو الترويب أولى مراحل معالجة مياه الشرب عادةً، حيث تتم إضافة المواد الكيميائية ذات الشحنة الموجبة إلى الماء، والتي تقوم بدورها في تحييد الشحنة السالبة للأتربة والجسيمات الأخرى الذائبة في الماء، مما يؤدي إلى ارتباط الجسيمات مع المواد الكيميائية التي تمّ إضافتها لتُشكل مواداً أكبر تُسمى فلوك (بالإنجليزية: floc).

الترسيب

يكمن الهدف من أحواض الترسب هو تجميع أكبر قدر ممكن من المواد العالقة في الماء، والتي يزيد حجمها خلال عملية التخثر ليسهل ترسيبها، وتحدث عملية الترسيب عن طريق إدخال الماء إلى أحواض الترسيب بعد انتهاء عملية التخثر، وإبقائه في الأحواض لمدَّة أربع ساعات تقريباً، وتكون أحواض الترسيب مستطيلة الشكل بحيث يمكن للمياه أن تدخل من أحد الأطراف القصيرة، أو تكون دائرية الشكل بحيث تتدخل المياه من مركزها وتخرج من جوانبها، ويُصمم حوض الترسيب بشكلٍ مائل في أسفله، وذلك لتجميع المواد الملوّثة والعالقة في القاع، وعندما ترتفع نسبتها يتم التخلص منها من خلال كاسحة الأطيان، إذ يحتوي قاع الحوض على فتحات مُخصصة لسحب الملوّثات.

تُغسل الأحواض باستمرار للتخلص من المواد التي يصعب على الكاسحة إزالتها، وتصل نسبة ما يترسب من المياه العالقة في أحواض الترسيب إلى 90 بالمئة أو أكثر، ويعتمد ذلك على نوعية المياه ، والطريقة التي يتم فيها تشغيل وحدات الترسيب والتخثر على أساس تصميم الأحواض، وتجدر الإشارة إلى أنَّ كمية المواد المُترسبة في قاع الحوض تعتمد على مدّة بقاء المياه في الحوض، وعمقه، وسرعة جريان الماء ، وتحدث عملية الترسيب بنزول المواد العالقة ذات الوزن الكبير إلى الأسفل، تليها المواد الأصغر حجماً، أما المواد صغيرة الحجم فيصعب ترسيبها، لذلك تُزال بعملية الترشيح.

الترشيح

توجد العديد من طرق الترشيح لمعالجة مياه الشرب، بحيث تعتمد الطريقة التي يجب اتباعها على جودة المياه الخام، وتتم العملية من خلال تدفق المياه عبر مواد تُزيل الملوثات من المياه، وغالباً ما تكون المواد المستعملة عبارة عن وسطٍ حُبَيبيّ مثل: الفحم الحجري المصهور، أو الرمل، أو الكربون المُنشط، ومن أنواع الترشيح: ترشيح بطيء بالرمل، وترشيح عالي المستوى، وترشيح دياتومي للأرض، بالإضافة إلى نوعٍ آخر كان يُستعمل على نطاقِ واسعٍ في أواخر التسعينات وأوائل الألفية الجديدة، وهو الترشيح الغشائي؛ بحيث يتم عن طريق تدفق المياه عبر حاجز غشائي يُشبه غشاء مصفاة القهوة، ومع تدفق المياه تحت الضغط عبر الغشاء، يتم تجميع الملوّثات والكائنات الحية على سطح الغشاء، ولكن تلك الطريقة غير مناسبة للمياه شديدة التلوث ، وذلك لأنَّ المواد الصلبة سوف تسدّ الغشاء على الفور تقريباً، وتقوم الولايات المتحدة باستعمال عملية الترشيح الغشائي بشكلٍ كبير للاستخدامات الخاصة، بالإضافة إلى استعمالها أنواع أخرى من الترشيح.

التعقيم

تتم عملية التعقيم عن طريق استعمال مواد تعقيم مثل: غاز الكلور أو ثاني أكسيد الكلور، بالإضافة إلى أنَّه يمكن التعقيم من خلال غار الأوزون، أو الأشعة فوق البنفسجية، أو هيبوكلورات الصوديوم، إلّا أنَّ تلك الأساليب تتميز بسلبياتٍ معينة في عملية التعقيم؛ فغاز الأوزون ينفد بسرعة فلا يقوم بتأمين الحماية اللازمة للمياه من التلوث خلال عملية النقل، أما الأشعة فوق البنفسجية فهي تعتبر مطهِّراً لحظياً، كما يعد الكلور المادة الأرخص ثمناً، والأسهل استعمالاً، كما يعد قوياً على الملوّثات، لذلك يتم استعمال الكلور وإضافته إلى خزانات المياه قبل أن تصل المياه إليه بعد عملية الترشيح، ويحتاج الكلور كي يتفاعل مع البكتيريا والملوّثات حوالي 20-30 دقيقة، أما بالنسبة لغاز ثاني أكسيد الكلور فهو يعتبر ضاراً جداً؛ بحيث يترك كمية كبيرة من مركبات الكلوريدات والكلورات الضارة جداً للإنسان، وتجدر الإشارة أنَّ هناك بعض الوحدات الإضافية في محطات معالجة المياه، وذلك للتخلص من التركيز العالي لبعض الشوائب مثل: الكلورة المسبقة، والترسيب المسبق، والتهوية، وإزالة العسرة.

تنقية المياه بالطاقة الشمسية

أكَّد الباحثون أنَّ تطهير المياه بالطاقة الشمسية هي طريقة فعَّالة للحصول على مياهِ شرب ، ووفقاً للمعهد الفيدرالي السويسري للعلوم والتكنولوجيا المائية، أنَّه يمكن الاستفادة من الطاقة الشمسية لتنقية المياه، وذلك عن طريق تعبئة المياه في زجاجات، ثمَّ وضعها في الشمس لمدَّة ست ساعات، وذلك لقيام الأشعة فوق البنفسجية بقتل الطفيليات والبكتيريا والفيروسات الموجودة في الماء، ويتم الترويج لهذه الطريقة في الدول النامية؛ لأنّها وسيلة فعالة لتنقية المياه حتى لو كانت درجة حرارة الماء والهواء منخفضة.