Published in: البيئة

تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي

Author د. هالة وتار

Published on: 23 نوفمبر، 2023

د. هالة وتار

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

تعدُّ المياه مورداً حيوياً أساسياً في حياتنا، ومن أهمّ عوامل التنمية المُستدامة، لذلك هناك ضرورة كبيرة لترشيد استهلاك الموارد المائية، ولاسيما في الدول العربية التي تعاني من شحٍّ في الموارد المائية بسبب ندرة هطول الأمطار فيها، وحاجةٍ ماسّةٍ لمعالجة مياه الصرف الصحي لإعادة استخدامها.

ما هي أهمية معالجة المياه الملوثة؟

هناك توجُّهاتٌ في كل دول العالم لتطبيق تقنيات وأساليب لإعادة استخدام مياه الصرف الصحي والصناعي بعد معالجتها، ويرتبط نجاح هذه التقنيات بمجموعةٍ من المعايير والضوابط المتعلقة بمصادر هذه المياه، ومدى تأثير إعادة استخدام المياه المُعالَجة على صحة الأفراد وسلامة البيئة.  

ما هي مصادر الملوثات في مياه الصرف الصحي؟

هناك مصادر عديدة لتلوث المياه منها: ^[1]

1- التلوث الحيوي: النفايات الحيوانية، الأسمدة الزراعية، المبيدات الحشرية، والكائنات الدقيقة.

2- التلوث الكيميائي: المواد الكيميائية العضوية واللا عضوية الصناعية، اللدائن، الزيوت، والشحوم.

3- التلوث الناتج عن عوامل طبيعية: الرمال، والغبار، والأتربة الناتجة عن عوامل طبيعية، مثل: الرياح، والبراكين، والأمطار.

4- التلوُّث الإشعاعي: النفايات المُشعّة الناتجة عن المفاعلات النووية، والمواد المُشعّة المُستخدمة للتشخيص، والعلاج الإشعاعي.

ما هي مراحل معالجة مياه الصرف الصحي؟

تختلف التقنيات المُستخدمة لمعالجة المياه الملوثة، حسب عدة عوامل منها: مصادر المياه، نوع الملوثات، مستوى التلوث. تتمُّ معالجة مياه الصرف الصحي على عدة مراحل، ويستخدم في كل مرحلة تقنيات مختلفة: ^{[2] [3] [4]}

1- المرحلة الأولى

يتمُّ فيها تطبيق عملياتٍ ميكانيكيةٍ لإزالة المواد الكبيرة الحجم والعالقة، وتُستخدم من أجل ذلك الفلاتر والمناخل، وغالباً ما يتمُّ ذلك بعملياتٍ فيزيائية، مثل: الغربلة، والطحن، والترسيب. تتمُّ عملية الغربلة عن طريق غربالٍ أو منخل، للتخلص من القطع الكبيرة الحجم، كأوراق الأشجار، والمناديل، وحفاضات الأطفال، والمنسوجات، والمواد البلاستيكية والزجاجية، ويتمُّ التخلص من هذه المواد على عدة مراحل، حيث تُستخدم مناخل بفتحاتٍ ذات أقطارٍ مختلفة، وتتمُّ العملية بدءاً من المناخل الكبيرة إلى المناخل الصغيرة.

كما يجري تفتيت وطحن للمواد، مثل: الحصى، وتنتهي المرحلة الأولى بالترسيب، لإزالة المواد العالقة في المياه، والتي تطفو على السطح، مثل: الزيوت، والشحوم، أو تترسب في القاع، مثل: الأتربة، والرمال. يتمّ الترسيب في خزانات، حيث تبقى فيها المياه لمدة ساعتين، فتترسّب القطع الصلبة (الحمأة) في قاع الخزان ثم يسمح لهذه المياه التدفُّق من هذه الخزانات ببطء من خلال خزاناتٍ ضيقةٍ طويلةٍ مُصمّمةٍ لإبطاء تدفّق المياه، وبالتالي يتمُّ فصل المياه عن هذه العوالق، والتخلص من الحمأة عن طريق عملياتٍ ميكانيكية، مثل: الكشط.

2- المرحلة الثانية (الترشيح)

في هذه العملية يتمُّ فصل المواد الصلبة العضوية، وغير العضوية، والعوالق من مياه الصرف الصحي، حيث تُمرّر مياه الصرف عبر مرشحات، وهناك أنظمة ترشيحٍ مختلفة منها: مرشحات رملية، وحديثاً تُستخدم تقنية الترشيح بالغشاء لفصل الجزيئات الدقيقة جداً، كما تستخدم أغشية الترشيح النانوي لتخليص المياه من المواد العضوية الصلبة.

3- المرحلة الثالثة (المرحلة البيولوجية)

تُطبّق تقنية المعالجة البيولوجيّة الهوائيّة لإزالة المواد العضويّة المتبقيّة؛ كالمواد العضويّة القابلة للتحلُّل، والمواد الصلبة العالقة، ويتمّ وضع الماء في هذه المرحلة في خزاناتٍ مستطيلةٍ كبيرة، يُطلق عليها اسم ممرات التهوية، وتتمّ المعالجة عن طريق استخدام كائناتٍ حيةٍ دقيقة كالبكتريا، حيث يساعد الأوكسجين على تعزيز تكاثر البكتيريا، واستقلاب المواد العضوية في مياه الصرف، وتحويلها إلى مواد غير عضوية، وفي كثيرٍ من الأحيان تكون المعالجة البيولوجية غير كافية لتنقية المياه، فيُلجأ إلى المعالجة الكيميائية.

4- المرحلة الرابعة (المعالجة الكيميائية)

ترتكز هذه المرحلة على استخدام مركباتٍ كيميائية لمعالجة مياه الصرف الصحي، وإعادة استخدامها من خلال تطبيق عدة تقنيات نذكر بعضها:

1- التحييد: ضبط قيمة الأس الهيدروجيني للمياه عن طريق إضافة بعض أنواع الأحماض أو القلويات.

2- الأكسدة والاختزال: في عملية الأكسدة يُستخدم الأوزون لإزالة المكونات الكيميائية للمبيدات الحشرية، وفي عملية الاختزال يتمُّ تحويل المعادن الثقيلة إلى كبرتيداتٍ قابلةٍ للذوبان.

3- الامتزاز: في عملية الامتزاز يتمُّ التخلص من الأصباغ، وإزالة المعادن الثقيلة، مثل: الزرنيخ السام، ويتمُّ الامتزاز بواسطة الكربون المنشط أو أوكسيد الألمنيوم، فتجذب هذه المُمتزات الملوثات، وتلصقها بأسطحها للتخلص منها فيما بعد، وهذه التقنية مفضلةٌ لإزالة الملوثات العضوية من المياه.

4- التبادل الأيوني: حيث تضاف للمياه مبادلات أيونية، وهي مواد يمكنها إحلال أيونات محلولٍ ما بأيوناتٍ أخرى، وتستخدم هذه التقنية لإزالة المعادن الثقيلة، كالكروم، والراديوم من مياه الصرف الصحي.

5- التلبُّد: تعمل مواد التلبُّد على تكتُّل الجزيئات الدقيقة المعلقة في المياه، مثلاً: تُستخدم أملاح الحديد لتساعد على تكتُّل الفوسفات الناتج من مواد التنظيف والأسمدة.

5- المرحلة الخامسة (التعقيم)

يمكن في هذه المرحلة استخدام عدة تقنيات:

1- التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية: من التقنيات الصديقة للبيئة الآمنة والاقتصادية، حيث تعمل الأشعة فوق البنفسجية على قتل الجراثيم والبكتريا المتبقية في مياه الصرف الصحي المُعالجة بالمراحل السابقة.

2- التعقيم باستخدام الأوزون O_3: يعمل الأوزون على قتل الجراثيم، والفيروسات، والبكتريا المتواجدة في مياه الصرف الصحي.          

3- التعقيم باستخدام الكلور، ويُعتبر من المواد غير المكلفة، ولكن له تأثيرات صحية سلبية، ويُسبّب مشاكل في الإنجاب، ونوباتٍ قلبية، وله تأثيراتٌ مُسرطنة، فهو يزيد من خطر الإصابة بسرطان الأمعاء.