معالجة مياه الصرف الصحي

معالجة مياه الصرف الصحي هي عملية تنقية مياه الصرف من الشوائب والمواد العالقة والملوثات والمواد العضوية لتصبح صالحة لإعادة الاستخدام (غير الآدمي) أو لتكون صالحة للتخلص منها في المجاري المائية دون أن تسبب تلوثا لها. تشمتل عملية معالجة الصرف على عدة مراحل فيزيائية وكيماوية وبيولوجية.

إذا جرى التخلص من مياه المجاري مثلاً بدون معالجة بإلقائها في البحر أو النهر، إلخ فسيحدث الآتي:

1. تنتشر الميكروبات المسببة للأمراض التي تنتقل للإنسان عن طريق الاستحمام أو الشرب.
2. تقوم الميكروبات بتحليل المواد العضوية مستنفدة الأكسجين الذائب في المياه لزيادة الطلب على الأكسجين الحيوي ويؤدي ذلك إلى موت الأحياء المائية كالسمك والقشريات (ظاهرة الإغناء البيولوجي).
3. تنشيط الميكروبات اللاهوائية نتيجة استنفاد الأكسجين الذائب وتقوم بتخمير المواد العضوية مسببة روائح كريهة وعفونة للمياه.
مصادر مياه الصرف

تتعدد مصادر الصرف الصحي، فهناك الصرف المنزلي، والصرف الصناعي، وصرف مياه الأمطار، وماء الرشح (الخاص بتخفيض منسوب المياه الجوفية) إلخ. غالبا ما يتكون الصرف أساسًا من المواد العضوية السائلة من الحمامات، والمطابخ، والأحواض والتي يتخلص منها عن طريق أنابيب الصرف. كما أنه في مناطق كثيرة تضم مياه الصرف أيضا المخلفات السائلة من المصانع والمستشفيات والمطاعم وتؤثر هذه المخلفات تأثيراً سلبياً على أعمال المعالجة.

مراحل المعالجة

للمعالجة ثلاث مراحل رئيسية، تسمى مرحلة أولية، ومرحلة ثانوية ومرحلة ثالثة. أولا تفصل المواد الصلبة عن مياه الصرف السائلة، ثم تحول المواد العضوية الذائبة في المياه إلى مواد صلبة تدريجيا عن طريق ميكروبات دقيقة تتولد في المياه. في المرحلة الأخيرة يتخلص من المواد الصلبة البيولوجية أو يعاد استخدامها ويمكن عندها تطهير المياه كيميائيا أو فيزيائيا. تضخ المياه المعالجة بعد ذلك إلى أي مجري مائي أو نهر. من الممكن أيضا أن تستخدم في زراعة الغابات الخشبية، وملاعب الجولف، والحدائق العامة، كما أنه من الممكن ضخها تحت الأرض لإعادة ملء خزان المياه الجوفية.

المرحلة الأولية

المرحلة الأولية الميكانيكية: حيث تتجمع المياه القادمة من الشبكات الفرعية في أحياء المدن مثلاً والداخلة إلى المحطة الرئيسية وتمر خلال المصافي ثم الترسيب ثم الطرد المركزي.

فقبل المعالجة، تعالج أو تنظف المياه مبدئيا عن طريق إزالة الزيوت والشحوم والدهون والرمال والصخور والزلط، كما تحجز المواد العائمة الكبيرة (مثل الفوط الصحية أو قطع القماش التي يتخلص منها في مواسير الصرف). وتجهز محطات المعالجة الحديثة بمصفاة يتحكم فيها عن بعد يكون دورها حجز هذه المواد الصلبة وفصلها عن باقي المياه، أما المحطات الأقدم فيوجد بها مصافي يدوية.

التصفية

وتتم في المصافي وهي شبكات حديدية لحجز المواد العالقة كبيرة الحجم من الورق أو قطع القماش أو الخشب أو قطع الزجاج الصفيح ويتخلص منها بالردم أو التجفيف أو الحرق.

وتمر مياه الصرف على مصافي قبل أن تعالج لإزالة كل المواد الصلبة والعائمة والتي دخلت إلى مياه الصرف، مثل القطع الخشبية، الفوط، العلب المعدنية، الخ.. تصفى المياه من هذه الشوائب عن طريق مصافي آلية أو يدوية. تستخدم مصافي مزودة بقضبان بينها مسافات صغيرة مما يمنع مرور أي مواد صلبة كبيرة قد تتلف أو تتسبب في عطل أجهزة معالجة المياه بعد ذلك.

إزالة الرمال والصخور

عملية ازالة الرمال والصخور من مراحل المعالجة الاولية وهي في الواقع عملية الترسيب حيث تمر مياه المخلفات في أحواض ترسيب أولية بسرعة بطيئة نسبياً 30 سم/دقيقة؛ وذلك لترسيب المواد العالقة مثل الأتربة والرمال والقطع المعدنية فيتجمع في قعر الحوض ما يعرف بالحمأة الأولية وقد تضاف مواد كيميائية للمساهمة في عملية الترسيب مثل الشبة أو أملاح الحديد، وهي مكلفة نوعاً ما. ويطفو الزبد على السطح الذي يكشط من آن لآخر، وهو عبارة عن مواد دهنية.

كما أن المعالجة تضم مرحلة ما قبل المعالجة تنقية وتنظيف المياه من الصخور والرمال عن طريق التحكم في سرعة مياه الصرف حتى تصل لسرعة تسمح بترسب الصخور الصغيرة والرمال في القاع مع إبقاء أغلب المواد العضوية العالقة في مجرى المياه. من المهم إزالة الرمال والزلط والصخور الصغيرة مبكرا لتجنب الضرر بمعدات المحطة من مضخات وخلافه. في بعض الأحيان يكون هناك ما يسمى "مغسلة الرمل" والتي يتلوها ناقلة تنقل الرمل إلى مكان يمكن إعادة استخدامه فيه، ولكن غالبا ما يتخلص من الرمال والصخور بإلقاءها في مدفن قمامة.

الترسيب
في مرحلة الترسيب الأولى، يضخ الصرف إلى خزانات ضخمة غالبا ما يطق عليها "خزانات الترسيب الأولية". تكون هذه الخزانات كبيرة بما يكفي بحيث تترسب المواد الموحلة والقذرة في القاع وتصعد المواد العائمة والشحوم والزيوت إلى السطح بحيث يمكن كشطها. الهدف من عملية الترسيب الأولية هي إنتاج سائل متجانس بشكل عامة يمكن معالجته بعد ذلك بيولوجيا أيضا استخلاص القاذورات بحيث يمكن التخلص منها بعد ذلك أو إعادة استخدامها.

غالبا ما تضم خزانات الترسيب الأولية مكشطة ميكانيكية تقوم بطرد المواد القذرة بشكل مستمر إلى فتحة أسفل الخزان حيث تضخ لتعالج في مراحل أخرى.