مراحل معالجة المياه
تجلط الدم
- عادة ما تكون عملية التخثر أو التلبد هي المرحلة الأولى من معالجة مياه الشرب، حيث يتم إضافة المواد الكيميائية ذات الشحنة الموجبة إلى الماء، والتي بدورها تحيد الشحنة السالبة للتربة والجزيئات الأخرى الذائبة في الماء، مما يؤدي إلى رابطة الجسيمات التي تحتوي على المواد الكيميائية التي تمت إضافتها لتشكيل المواد، أكبرها يسمى حظ.
الترسيب
- الهدف من أحواض الترسيب هو جمع أكبر كمية ممكنة من المادة العالقة في الماء مما يزيد من حجمها أثناء عملية التخثر لتسهيل ترسيبها. تحدث عملية الترسيب عن طريق إدخال الماء في أحواض الترسيب بعد انتهاء عملية التخثر، وإبقائه في الأحواض لمدة أربع ساعات تقريبًا.
- يكون الترسيب مستطيل الشكل بحيث يدخل الماء من أحد الأطراف القصيرة أو يكون دائري الشكل بحيث يدخل الماء من مركزه ويخرج من جوانبه ويكون حوض الترسيب مائلاً من أسفل إلى جمع الملوثات وتعليقها في القاع وعندما ترتفع نسبتها يتم التخلص منها بواسطة مكنسة طينية حيث تحتوي على قاع البركة به فتحات لاستخراج الملوثات.
- يتم غسل الأحواض بشكل متكرر للتخلص من المواد التي يصعب على الكاسحات إزالتها، وتصل نسبة الماء العالق في أحواض الترسيب إلى 90٪ أو أكثر، وهذا يعتمد على نوعية المياه وطريقة الترسيب والتخثر. يتم تشغيل الوحدات على أساس تصميم البرك.
- وتجدر الإشارة إلى أن كمية الرواسب في قاع الحوض تعتمد على مدة بقاء الماء المتبقي في الحوض، وعمقه، وسرعة جريان الماء، وتحدث عملية الترسيب مع نزول المواد العالقة من الحوض. وزن كبير إلى أسفل، تليها المواد الأصغر. يتم إزالتها من خلال عملية الترشيح.
طهارة
- تتعدد طرق الترشيح الخاصة بمعالجة مياه الشرب، لذا فإن الطريقة المتبعة تعتمد على جودة المياه الخام، وتتم العملية من خلال تدفق المياه عبر مواد تزيل الملوثات من المياه، وغالبًا ما تكون المواد المستخدمة وسط حبيبي مثل: الفحم المنصهر، الرمل أو الكربون المنشط، وأنواعه الترشيح: ترشيح رملي بطيء، ترشيح عالي المستوى، ترشيح تراب دياتومي.
- بالإضافة إلى نوع آخر تم استخدامه على نطاق واسع في أواخر التسعينيات وأوائل القرن الحادي والعشرين، وهو الترشيح الغشائي ؛ بحيث عندما يتدفق الماء عبر حاجز غشائي مشابه لمرشح القهوة، حيث يتدفق الماء تحت الضغط عبر الغشاء، يتم جمع الملوثات والكائنات الحية على سطح الغشاء،
- لكن هذه الطريقة غير مناسبة للمياه شديدة التلوث، لأن المواد الصلبة سوف تسد الغشاء على الفور تقريبًا. تستخدم الولايات المتحدة عملية الترشيح الغشائي على نطاق واسع للاستخدامات الخاصة، فضلاً عن أنواع أخرى من الترشيح.
تعقيم
- تتم عملية التعقيم باستخدام مواد التعقيم مثل: غاز الكلور أو ثاني أكسيد الكلور. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إجراء التعقيم عن طريق الأوزون أو الأشعة فوق البنفسجية أو هيبوكلوريت الصوديوم، ولكن هذه الطرق لها بعض العيوب في عملية التعقيم ؛ الأوزون ينفد بسرعة، لذلك فهو لا يوفر الحماية اللازمة للماء من التلوث أثناء عملية النقل، أما بالنسبة للأشعة فوق البنفسجية فهو مطهر فوري، والكلور هو الأرخص والأسهل في الاستخدام.
- كما أنه قوي ضد الملوثات، لذلك يستخدم الكلور ويضاف إلى خزانات المياه قبل وصول المياه إليها بعد عملية الترشيح، ويحتاج الكلور إلى التفاعل مع البكتيريا والملوثات في حوالي 20-30 دقيقة، بينما يعتبر ثاني أكسيد الكلور ضارًا جدًا.
- بحيث تترك كمية كبيرة من الكلوريدات لأنها ضارة جدًا بالإنسان، وتجدر الإشارة إلى أن هناك بعض الوحدات الإضافية في محطات معالجة المياه ؛ وذلك للتخلص من التركيز العالي لبعض الشوائب مثل: المعالجة المسبقة بالكلور، والترسيب المسبق، والتهوية، والتعفن.
تلوث المياه
يعد استخدام المياه بأشكالها المختلفة أحد مصادر تلوث المياه، ومن أهم هذه المصادر:
مياه الصرف المنزلية
- هي المياه التي تنتجها الاستخدامات المنزلية حيث تكون المياه صفراء، وتحتوي هذه المياه على كميات هائلة من البكتيريا والفطريات والفيروسات، ويمكن القول أن 80٪ من المياه المستهلكة للاستخدام المنزلي تتحول إلى مياه صرف صحي.
مياه الصرف الصناعي
- يستخدم الماء في الصناعة كمادة خام أو في الإنتاج أو لأغراض التبريد، وبعد استخدام الماء يخرج على شكل مياه الصرف الصناعي، تحتوي هذه المياه على مواد كيميائية ضارة وسامة، ومواد معلقة، ومواد رسوبية، ومواد قابلة للذوبان، و الأحماض السامة، بالإضافة إلى ارتفاع درجة حرارتها. .
مياه الصرف الزراعي
- هي المياه الناتجة عن الأنشطة الزراعية المختلفة، خاصة عند استخدام أساليب الزراعة وتربية الحيوانات المكثفة. تحتوي مياه الصرف الزراعي على مواد عضوية يسهل إذابتها ولا تشكل خطراً على البيئة، ولكن هناك مياه صرف زراعية ناتجة عن تصنيع الأعلاف الحيوانية التي تحتوي على مواد عضوية مثل حامض الخليك. ومركبات النيتروجين المختلفة، واستخدام المبيدات المختلفة يؤدي إلى انتقال هذه المواد عبر مياه الري إلى المياه السطحية المجاورة للحقول المزروعة وتلوثها.
التلوث النفطي
- يزداد تلوث البحار والمحيطات مع عدد وحجم ناقلات النفط، وتلوث البحار والمحيطات والأنهار الناتج عن غرق ناقلات النفط، كما حدث عندما غرقت سفينة كانيون في القنال الإنجليزي عام 1967، وتسربت 117 ألف طن. النفط الخام في البحر.
- تغسل العديد من السفن صهاريجها وتغرقها في البحر، وتحدث عملية تلوث مياه البحر عند استغلال آبار النفط في البحار، على سبيل المثال عندما تسرب النفط من حقل نوروز الإيراني عام 1983 وتلوث مياه الخليج الفارسي، بالإضافة إلى تلوث مياه الخليج الفارسي مرة أخرى في حرب الخليج 1991 العام.
أمطار حمضية
- تتشكل الأمطار الحمضية في المناطق الصناعية، حيث يحتوي الهواء في هذه المناطق على الغبار وأكاسيد النيتروجين والكبريت، والتي تتساقط على شكل أمطار حمضية، خاصة في الدول الأوروبية وكندا والولايات المتحدة الأمريكية، وبعد هطول الأمطار تصل الملوثات على سطح الأرض.
تنقية المياه بالطاقة الشمسية
- وأكد الباحثون أن تطهير المياه بالطاقة الشمسية هو وسيلة فعالة للحصول على مياه الشرب، وفقًا للمعهد الفيدرالي السويسري لعلوم وتكنولوجيا المياه، فمن الممكن الاستفادة من الطاقة الشمسية لتنقية المياه، عن طريق ملء المياه في زجاجات، ثم وضعها. في الشمس لمدة ست ساعات، مما أدى إلى قتل الأشعة فوق البنفسجية. طفيليات البنفسج والبكتيريا والفيروسات في الماء، ويتم الترويج لهذه الطريقة في الدول النامية، لأنها وسيلة فعالة لتنقية المياه حتى لو كانت درجة حرارة الماء والهواء منخفضة.
معالجة مياه الصرف الصحي
- تهتم معالجة مياه الصرف الصحي بشكل أساسي بإزالة الملوثات من المياه أو نفايات الصرف الصحي وإنشاء قناة مناسبة لتوجيهها إلى البيئة الطبيعية والطين، وتتم هذه العملية في منشآت لإعادة معالجة مياه الصرف الصحي.
- حسب إحصائيات عام 2006، يقدر أن 1.8 مليون شخص يموتون سنويا بسبب الأمراض المنقولة بالمياه، وسبب هذه الإصابات هو عدم وجود طرق صرف مناسبة، والشيء الجيد هنا هو تطوير التكنولوجيا الحديثة حيث أصبح من الممكن توفير أنظمة مختلفة لمعالجة المياه بشكل فردي وجماعي.
في هذا المقال تعرفنا على مراحل معالجة المياه وتحدثنا عن تلوث المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي.