الانظمة الطبيعية لمعالجة مياه الصرف
تستفيد الأنظمة الطبيعية للمعالجة من العمليّات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية التي تحدث في البيئة الطبيعية بتفاعل المياه والتربة والنباتات والكائنات الحية الدقيقة والهواء وتشمل هذه الأنظمة المعالجة الأرضية والنباتات المائية العائمة والأراضي الرطبة الاصطناعية . ويسبق المعالجة الطبيعية عادة نوع من المعالجة الابتدائية الميكانيكية يستهدف نزع الأجسام الصلبة الكبيرة. وفي حال توفر مساحة أرض مناسبة تشكل هذه الأنظمة الحلّ الأكثر فعالية من حيث كلفة الإنشاء والتشغيل، ولذلك تناسب المجتمعات الصغيرة والمناطق الريفية.
1- المعالجة الأرضية
تعمل المعالجة الأرضية عن طريق تسليط مُراَقب لمياه الصرف فوق الأرض بمعدل متناسبٍ مع العمليّات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية الطبيعية التي تحدث فوق التربة وتحتها. وهناك ثلاثة أنواع أساسيّة لأنظمة المعالجة الأرضية هي: المعدل البطيء، والفيض، والترشح السريع.
(أ) المعدل البطيء
أنظمة المعدل البطيء هي النوع الأكثر استخدامًا والأكثر فعالية في المعالجة الأرضية لمياه الصرف البلدية والصناعية . وتتضمّن هذه التكنولوجيا عمليّات معالجة مياه الصرف وإعادة استخدام المياه وتغذية المحاصيل وصرف المياه في آن واحد . وتسلط مياه الصرف على الأرض المزروعة باستخدام تقنيّاتٍ متعدّدة ومنها الرش وري الأخاديد المتقطع، للحفاظ على ظروف هوائية في التربة . وتستهلك المياه إمّا عن طريق التبخر أو الترشيح عبر التربة بحيث تعالج المياه خلال ترشيحها. وتدخل المياه المرشحة طبقة المياه الجوفية، أو تعترضها المياه السطحية الطبيعية، أو تجمَّع في آبار لاسترجاع المياه.
وُتصّنف هذه الأنظمة حسب أهدافها إلى نوعين : الأوّل هدفه معالجة مياه الصرف ، والثاني ري المحاصيل حيث تسلط مياه الصرف بكمية كافية لاحتياجات المحاصيل.
(ب) الترشيح السريع
الترشيح السريع من أكثر عمليّات معالجة مياه الصرف تركيزًا، إذ تسلط حمولات عضوية وهيدروليكية مرتفعة نسبيًا على أحواض ضحلة . وتستخدم عملية الترشيح السريع وطأة التربة للمعالجة الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية . فالترشيح الفيزيائي يجري على سطح التربة وداخل وطأتها؛ والترسيب الكيميائي والتبادل الأيوني والامتزاز خلال تسرّب المياه عبر التربة؛ والأكسدة البيولوجية والتمتل والاختزال في الطبقة العليا من التربة . ولا تكسى هذه الأراضي بالخضرة. وتصمّم أنظمة الترشيح السريع بهدف إعادة تغذية المياه الجوفية وتخزين المياه المعالجة مؤقتا .
(ج) الجريان السطحي
خلال عمليّة الجريان السطحي، ُتعالج مياه الصرف خلال جريانها عبر شبكة من المنحدرات المكتسية بالخضرة، وُتسّلط بتقطع على القسم الأعلى لكلّ منحدر بحيث تجري إلى أسفل المنحدر حتى تصل إلى قناة لجمع المياه المنسابة على السطح . وُتنشر المياه بواسطة مرشات أو أنابيب ذات مصدّات .
وُتستخدم عمليّة الجريان السطحي على تربة ذات سطح غير منفذ للمياه. وتخضع مياه الصرف خلال جريانها لعدد من العمليّات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية، وتصمّم عمليّات الجريان السطحي لإجراء معالجة ثانوية أو متقدمة أو لنزع المغذيات.كما يبين الشكل التالي.
2- الأراضي الرطبة الاصطناعية
الأراضي الرطبة هي أراض مغمورة بالمياه على عمق أقلّ من قدمين، تنمو فيها نباتات ظاهرة بحيث تؤمّن سطوحًا تساعد على تثبيت طبقة رقيقة من البكتيريا، وتساعد على ترشيح وامتزاز مكوّنات مياه الصرف، وتحويل الأكسجين إلى عمود المياه والتحكم بنمو الطحالب عبر حصر دخول ضوء الشمس . وهناك نوعان من الأراضي الرطبة الاصطناعية، فالنوع الأوّل يتكون من أحواض ضحلة متوازية ذات قاع غير منفذ للمياه ونباتات ظاهرة، تعالج عبر جذوعها وجذورها مياه الصرف المصفاة سابقًا؛ والنوع الثاني يتكوّن من الأراضي الرطبة الاصطناعية من قنوات ممتلئة بالحصى والرمل ووسائط أخرى نافذة للمياه حيث تزرع نباتات ظاهرة، وُتعالج المياه العادمة من خلال مرورها عبر المرشح المكوّن من الرمل والنباتات . وتصمّم هذه الأنظمة بهدف المعالجة الثانوية أو المتقدّمة.
٣- النباتات المائية العائمة
يشبه نظام النباتات المائية العائمة نظام الأراضي الرطبة من النوع الأول المذكور آنفًا، إلا أن النباتات المستخدمة هي من النوع العائم، والمياه أعمق منها في الأراضي الرطبة، وُتقارب الستة أقدام .
والنباتات العائمة تساعد على منع ضوء الشمس وتخفيف نمو الطحالب، وقد أثبتت فعاليتها في تخفيف الطلب البيولوجي على الأكسجين، والنيتروجين، ونزع المعادن والمواد العضوية النزرة، ونزع الطحالب من البحيرات وتثبيت المياه الخارجة . ويمكن استعمال التهوية الإضافية للنباتات العائمة بهدف زيادة قدرة المعالجة والحفاظ على الظروف الهوائية اللازمة للتحكم البيولوجي للبعوض.
لمزيد عن المعلومات عن انظمة معالجة مياه الصرف
كتاب
كتاب المعالجة الفيزيائية والكيميائية لمياه الصرف
وقد تم اعداد الكتاب في ثمانية ابواب :-
الباب الاول مياه الصرف الصحي
الباب الثاني عمليات المعالجة الفيزيائية لمياه الصرف
الباب الثالث عمليات المعالجة الكيميائية لمياه الصرف
الباب الرابع المعالجة الفيزيائية والكيميائية للرواسب الصلبة (الحمأة)
الباب الخامس تطبيقات عمليّات المعالجة
الباب السادس ﺇدارة مياه الصرف المعالجة
الباب السابع التحكم في وحدات المعالجة الفيزيائية والكيميائية لمياه الصرف
الباب الثامن قواعد السلامة والامن داخل محطات معالجة مياه الصرف الصحي
ثم قاموس المصطلحات العلمية والملاحق المراجع العربية والاجنبية.
الباب الاول
وهو خاص عن مياه الصرف , مستعرضا دورة الماء علي سطح الارض والدورة الأصناعية ودورة استهلاك الماء ثم مبينا مصادر المخلفات السائلة المختلفة وأنظمة الصرف الصحي المختلفة وشارحا بالتفصيل مكونات المخلفات السائلة والخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لمياه الصرف بالاضافة الي خيارات التخلص من مياه الصرف والاثار البيئية لصرف مياه الصرف الغير معالجة.
الباب الثاني
وهو يتناول بالشرح والتفصيل عمليات المعالجة الفيزيائية لمياه الصرف مثل عمليات التصفية والطحن والتفتتيت ومعادلة التدفق وتجانس مياه الصرف وحجز الرمال والحصي والترسيب بالجاذبية الابتدائي والثانوي والترشيح مع ذكر انواع المرشحات الرملية والمرشحات ذات الوسط الحبيبي وعملية التعويم وأنواعها وتقنية المعالجة الثلاثية المتقدمة مثل تقنية التناضح العكسي بالاضافة الي ألانظمة الطبيعية لمعالجة مياه الصرف.
ويذكر الباب كثير من العوامل المؤثرة علي بعض العمليات الفيزيائية لمعالجة مياه الصرف كالعوامل المؤثرة علي الترسيب بالجاذبية ومميزات وأقتصاديات بعض انظمة المعالجة .
الباب الثالث
وهو يتناول بالشرح عمليات المعالجة الكيميائية لمياه الصرف مثل عمليات الترسيب الكيميائي وﺇزالة كل من الفسفور والعناصر الثقيلة بالطرق الكيميائية كالترسيب الكيميائي , وشرح عمليات اخري كالامتزاز بالكربون المنشط وتطبيقاته في مياه الصرف, وعمليات التطهير بالمواد الكيميائية مثل التطهير بالكلور وعمليات نزع الكلور.
الباب الرابع
يتحدث عن المعالجة الفيزيائية والكيميائية للرواسب الصلبة(الحمأة) الناتجة عن معالجة وتنقية مياه الصرف مثل العمليات التمهيدية لتجهيز الحمأة للمعالجة والتثبيت و العمليات الفيزيائية والكيميائية لمعالجة الحمأة والتي تشمل عمليات تكثيف وتكييف وتثبيت وتجفيف وتطهير الحمأة بالاضافة الي طرق التخلص من الحمأة واساليب استخدامها.
الباب الخامس
وهو يتناول تطبيقات عمليّات معالجة مياه الصرف وهذه التطبيقات تشمل المعالجة التقليدية كالمعالجة التمهيدية والابتدائية والثانوية والثلاثية لمياه الصرف والطرق الغير تقليدية كالمعالجة اللامركزية لمياه الصرف وطرق معالجة الحمأة مع اعطاء مثال تطبيقي عملي لاحد مشاريع معالجة مياه الصرف. وهذا بالاضافة الي ذكر مميزات وعيوب بعض طرق المعالجة.
الباب السادس
وهو يتناول بالشرح مجالات استخدام مياه الصرف المعالجة مثل استخدام المياه المعالجة في الري والزراعة واستصلاح الاراضي الجديدة والانشطة الترفيهية وأستخدامها في تغذية طبقات المياه الجوفية والاستخدامات الصناعية كمصدر من مصادر مياه الشرب . وتطرق الباب الي معالجة واعادة استخدام المياه الرمادية ومميزاتها ومحاذير استخدامها والاتجاهات والاهتمامات الجديدة لاعادة أستخدام مياه الصرف.
الباب السابع
وهو خاص بشرح طرق التحكم في وحدات المعالجة الفيزيائية والكيميائية لمياه الصرف ودور كل من المتابعة المستمرة لكافة القياسات داخل المحطة و الاختبارت المعملية وكيفية تحديد كفاءة وحدات المعالجة الفيزيائية والكيميائية عن طريق النتائج المعملية بالاضافة الي أجهزة التحكم المستخدمة في منشآت معالجة مياه الصرف.
الباب الثامن
هذا الباب يتناول موضوع هام وهو قواعد السلامة والامن داخل محطات معالجة مياه الصرف الصحي حيث يوضح المخاطر المحتملة في محطات مياه الصرف الصحي مثل المخاطر البيولوجية ومخاطر المواد الكيميائية ومخاطر الخزانات ومخاطر بعض الغازات السامة كبريتيد الهيدروجين وغاز الكلور ومخاطر الكهرباء.هذا بالاضافة الي ذكر كثير من طرق الوقاية لهذه المخاطر والأقلال من اثارها .
