كيفية علاج مياه الصرف الصحي او المياه العادمة (بالانجليزية: Sewage Water)، هي عبارة عن نفايات سايلة ناتجة عن انشطة الانسان المغيرة سواء قد كانت المنزلية، او التجارية، او الموسسية، او الصناعية؛ بحيث يتم تجميعها من اثناء شبكة من الانابيب والقنوات لتصل الى نقطة تجميع معينة للبدء بعملية المعالجة، وتسمى تلك النقطة بمحطة معالجة المياه.[١]
نظرا لشح المياه، وازدياد كمية السكان، والتقدم الصناعي، وزيادة الرفاهية في اغلب مناطق العالم فان مقادير مياه الصرف الصحي ارتفعت الى حاجز كبير، لهذا كان لا بد من البحث عن وسايل تهدف الى معالجة المياه العادمة لاستغلالها في اغراض الزراعة، والتبريد في المصانع.[٢][١]
كيفية معالجة مياه الاستبدال الصحي
تمر عملية معالجة مياه الاستبدال الصحي بالعديد من المراحل كالاتي:[١][٢][٣]
- المرحلة المعالجة الاولية: (بالانجليزية: Preliminary Treatment) تحدث في تلك الفترة ازالة جميع المواد التي قد تعرقل عمليات المعالجة اللاحقة، مثل اغصان الاشجار، والحصى، والزيوت، والرمال، والتربة، باستعمال الادوات الاتية:
- المصافي: (بالانجليزية: Screens) تعمل على حجز المواد عظيمة الحجم.
- احواض حجز الرمل: (بالانجليزية: Grit Chambers) ترسب المواد غير العضوية كالزيوت، والرمال، والتربة، والحصى؛ حيث تمرر مياه الاستبدال الصحي في احواض ترسيب رملية، ويتم التحكم في المواد المترسبة عن سبيل التحكم في سرعة الترسيب، ليتم تخزينها في احواض معينة وارسالها الى مكب المخلفات لاحقا، وتتميز تلك الاحواض بصغر حجمها.
- مرحلة الترسيب الابتدايي: (بالانجليزية: Primary Sedimentation)، في تلك الفترة تزال المواد ذات الغزارة العالية التي قد تكون مواد عضوية او غير عضوية، وتودي تلك الفترة الى هبوط تركيز المواد العالقة بنسبة تبلغ الى 55%.
- مرحلة المعالجة الحيوية: (بالانجليزية: Biological Treatment) هي الفترة التي توكسد فيها المواد العضوية المتواجدة في مياه الاستبدال الصحي بواسطة البكتيريا الهوايية، ويتم استعمال وسيلة المعالجة حسب نسق النمو البيولوجي المستعمل للكاينات الحية الدقيقة، كالاتي:
- النمو البيولوجي الهوايي المعلق؛ تكون البكتيريا عالقة في المياه العادمة خلال عملية الخلط، وتستخدم الاساليب التالية للمعالجة البيولوجية:
- الحماة المنشطة (بالانجليزية: Activated Sludge)، فيها تنشط الكاينات الحية الدقيقة عن سبيل اضافة اعداد ضييلة من حماة نشطت سابقا، ثم تخلط المياه العادمة وتقلب لتهويتها، لتقوم البكتيريا باكسدة المواد العضوية، وتودي عملية التقليب المتواصلة الى تخثر المواد المعلقة وزيادة تركيزها ليتخلص منها لاحقا في عملية الترسيب الثانوية.
- برك الاكسدة (بالانجليزية: Stabilization ponds)، هي عبارة عن احواض طفيفة الصنع، تحدث معالجة المياه فيها باسلوب طبيعية بالاعتماد على الطحالب، واشعة الشمس، والعناصر المتواجدة في مياه الصرف.
- النمو البيولوجي الهوايي المتلاحق، تكون البكتيريا متصلة بدعامات، وتستخدم الاساليب التالية للمعالجة البيولوجية:
- المرشحات البيولوجية (بالانجليزية: Trickling filters)، تتكون المرشحات البيولوجية من احواض مبنية من الطوب او الخرسانة المسلحة، وتكون مملوءة بالحصى او البلاستيك، وعند خروج المياه العادمة من حوض الترسيب الابتدايي توزع على سطح المرشحات بواسطة انابيب مثقبة، لتتخلل المياه الفجوات بين الحصى، وبذلك تتشكل طبقة هلامية على السطح تتضمن على البكتيريا والكاينات الحية الدقيقة لتقوم بعملية الاكسدة.
- الاقراص البيولوجية الدوارة (بالانجليزية: Rotating Biological Contactors)، وهي عبارة عن اقراص دايرية مصنوعة من البلاستيك تدور على نحو بطيء، وتكون مغمورة الى منتصفها بالمياه العادمة، ونتيجة للدوران تتكون طبقة بيولوجية تبدا بعملية المعالجة نحو غمر تلك الاقراص في المياه العادمة، ثم تعريضها للجو.
- النمو البيولوجي الهوايي المعلق؛ تكون البكتيريا عالقة في المياه العادمة خلال عملية الخلط، وتستخدم الاساليب التالية للمعالجة البيولوجية:
- مرحلة الترسيب النهايية (بالانجليزية: Final Sedimentation)، تحدث عملية ازالة الرمال والصخور من المياه في تلك الفترة عن سبيل عملية الترسيب الامر الذي يعاون على مبالغة الرواسب، كما تطفو بعض المواد على السطح الامر الذي يسهل عملية استخراجها.
اثر مياه الاستبدال الصحي على البيية
توثر مياه الاستبدال الصحي على نحو سلبي على الانسان والبيية المحيطة كالاتي:[١]
- تساعد مياه الاستبدال الصحي على انتشار الميكروبات ومسببات الامراض، ما يوثر سلبا على صحة الانسان وزيادة امكانية اصابته بالامراض المستعصية؛ حيث تسبب البكتيريا المتواجدة في مياه الاستبدال الصحي الكثير من الامراض اهمها: التهاب الامعاء، وتقرحات الامعاء الدقيقة، والكوليرا، والتيفوييد، وامراض الجهاز التنفسي، والحمى، واليرقان، في حين تسبب الفيروسات التهابات الامعاء، والتهاب السحايا، والشلل، واليرقان، وامراض الجهاز التنفسي، وامراض الفواد غير المالوفة، كما تسبب الاحياء الاولية اصابة الانسان بالاسهال، والاميبا، واوبية الكبد، وغيرها من الامراض.[٣]
- استهلاك الاكسجين المذاب في الماء بواسطة الميكروبات الامر الذي يودي الى موت الكاينات الحية المايية، وحدوث عفن في المياه، وانتشار الروايح الكريهة.
- حدوث اضطراب في التنوع الحيوي.
- التسبب في تلوث التربة نحو تسرب المياه العادمة، ووصولها الى الاراضي الزراعية.
انواع مياه الاستبدال الصحي
تصنف مياه الاستبدال الصحي حسب مصدرها الى:[٤]
- مياه الاستبدال الصحي المنزلية: (بالانجليزية: Domestic Wastewater)، هي عبارة عن المياه العادمة المقبلة من المنازل، والاماكن التجارية كالاسواق، والمطاعم، والبنوك، والاماكن الموسسية كالمدارس، والمستشفيات، وتختلف اعداد المياه العادمة المقبلة من البيوت باختلاف ساعات اليوم، والايام، والفصول، وتتميز مياه الاستبدال الصحي المنزلية الحديثة برايحة تشبه رايحة الكيروسين، اما مياه الاستبدال الصحي القديمة فتتميز برايحتها الكريهة جدا، كرايحة البيض التالف المشابهة لرايحة كبريتيد الهيدروجين، وتمتلك مياه الاستبدال الصحي الجديدة اللون الرمادي، اما مياه الاستبدال الصحي القديمة فتمتلك لونا اسودا، وتتراوح درجة حرارة مياه الاستبدال الصحي المنزلية ما بين 10-20 درجة سيليسية.
- مياه الاستبدال الصحي الصناعية: (بالانجليزية: Industrial Wastewater)، هي المياه العادمة المقبلة من المصانع المختلفة.
- المياه المتسللة والمتدفقة: (بالانجليزية: Infiltration and Inflow Water)، هي المياه المتسللة الى شبكات الاستبدال الصحي من ابار المياه الجوفية عن سبيل الارتشاح والتسرب من اثناء الانابيب التالفة او عن سبيل وصلات الانابيب، بالاضافة الى مياه الامطار التي تدخل عن سبيل المناهل والمصارف.
- مياه الامطار: (بالانجليزية: Storm Water)، هي عبارة عن مياه الامطار او المياه الناتجة عن ذوبان الثلوج التي تدخل شبكات مياه الاستبدال الصحي.
مكونات مياه الاستبدال الصحي
المكونات الكيميايية
تتكون مياه الاستبدال الصحي على نحو تقريبي من 99% من المياه، و1% من المواد العضوية وغير العضوية على شكل مواد ذايبة وعالقة؛ حيث يتواجد كل من البروتين، والسليليلوز، والدهون، والمواد غير العضوية على شكل مواد عالقة، في حين تكون المواد الكحولية، والدهون الحمضية، والاحماض الامينية على شكل مواد ذايبة،[٥] وتتراوح قيمة العدد الهيدروجيني في مياه الاستبدال الصحي المنزلية ما بين 6.7-8، اما العدد الهيدروجيني لمياه الاستبدال الصحي الصناعية فيختلف حسب العناصر الكيميايية لها.[٤]
المكونات البيولوجية
تتنوع الكاينات الحية الدقيقة المتواجدة في مياه الاستبدال الصحي ما بين الفطريات، والبكتيريا، والاوليات، والفيروسات، والطحالب الدقيقة.[٥]