التلوث الصناعي للمياه ومعالجة مياة الصرف الصحي والصناعى 1

التلوث الصناعي للمياه ومعالجة مياة الصرف الصحي
________________________________________

مقدمة

إن تطور طرق معالجة مياه الصرف الصناعي لم يبدأ إلا حديثا ولكنه كلن سريعا وأسرع بكثير من تطور معالجة مياه الصرف الصحي.

إن تركيب وتركيز مياه الصرف الصناعي تختلف من صناعة إلى صناعة و من مصنع إلى آخر ضمن الصناعة الواحدة، ومن يوم إلى يوم بل من ساعة إلى ساعة ضمن المصنع الواحد .

لقد كان هذا الإختلاف تحديا لمهندسي معالجة المياه ليعتمدوا طرقا و تكنولوجيا محددة لمعالجة مياه الصرف الصناعي .

مع التركيز أكثر فأكثر على مواصفات المياه النوعية فقد تركز الانتباه بقوة أكبر على الصناعة كمستهلك رئيسي للمياه و كمصدر رئيسي لتلوثها.

إن معالجة مياه الصرف الصناعي أمر لايمكن فصله عما يدعى "إدارة التلوث الصناعي أو إدارة النفايات الصناعية ".لأنه بعكس مسؤول التلوث الصحي فإن العامل في الصناعة يمكنه أن يمارس درجة من التحكم بكمية و نوعية ماء الصرف الصناعي و ذلك باختيار المواد الأولية و طرق التصنيع إختيارا جيدا.

بما أنه كما ذكرنا أن كمية و تركيز ماء الصرف الصناعي تختلف من مصنع إلى مصنع ومن وقت إلى آخر و لذلك فإن أكثر طرق المعالجة فعالية هي تلك التي تصمم كجزء من إدارة الحد من التلوث و معالجة ما لا يمكن منعه.

مبادئ و إجراءات إدارة و معالجة النفايات الصناعية

الدراسات الأولية

آ-تصنف النفايات: الخطوة الأولى في الدراسات الأولية هي تصنيف النفايات ,و كتصنيف أولي يمكننا القول أن هناك نفايات نفايات متلائمة و نفايات غير متلائمة مع أنظمة المعالجة.

الملوثات المتلائمة :الملوثات المتلائمة هي المواد التي يمكن إزالتها أو إتلافها من قبل الهيئات المدنية .

معظم الصناعات الغذائية وعدد من الصناعات العضوية تنتج نفايات خام تشبه بشكل أو بآخر النفايات البلدية ولو أن هناك إختلاف واسع في التركيز.

المعالجة اللأولية تتضمن عادة تصفية خشنة و ترسيب.

و اما المعالجة الثانوية فيمكن أن تتضمن معالجة بالحمأة المنشطة و الفلاتر البطيئة و يمكن أن تتضمن أيضا عمليات بيولوجية هوائية أخرى تهدف إلى أكسدة و إتلاف الجزء الأعظم من المواد العضوية .

تقاس هذه المواد العضوية و يعبر عنها عادة بعبارة الأوكسيجين العضوي المطلوب أو تقاس بطريقة غير مباشرة عن طريق معرفة –مثلا-الآوكسيجين الكيميائي المطلوب أو الكربون العضوي الكلي .

المواد القابلة للتحلل البيولوجي يمكن أن تزال بنفس الطرق شريطة عدم الإضرار بالشروط اللازمة لعملية التحلل مثل وجود سموم أو قيم حرجة من
التعقيم ليس عملية مطلوبة عادة في معالجة النفايات الصناعية ولكن وجود هذه النفايات في الصرف الصحي لا يتنافر عادة مع عملية الكلورة .

هناك بعض الكيماويات المرجعة مثل السلفيدات و السلفيتات و مركبات الحديدي التي تزيد من كمية الكلور اللازمة ,لكن هذه المواد يجب أن تكون قد أبعدت أو استهلكت قبل أن تصل النفايات إلى مرحلة الكلورة التي عادة ما تكون المرحلة الأخيرة.

الملوثات غير المتلائمة : بعكس نفايات الصناعات الغذائية و بعض الصناعات العضوية التي يمكن معالجتها بنفس العمليات التقليدية المتبعة لمعالجة الصرف البلدي فإن نفايات كثير من الصناعات تتضمن ملوثات لا تتلائم مع تلك الطرق من المعالجة .

أخطر أنواع عدم الملائمة هي تلك التي تتدخل في تشغيل عملية المعالجة كأن تحتوي على مواد سامة تحد أو تتلف الكائنات الحية التي تقوم بالعملية البيولوجية.

هذه السموم تتضمن السيانيد و المعادن الثقيلة والحموض و الزيوت البترولية و الشحوم البترولية .

هذه المواد عندما تكون بتراكيز صغيرة تمثل نوعا آخر من عدم الملائمة, ففي هذه الحالة فإن الملوثات لا تؤثر ولا تتأثر بعملية المعالجة وإنما تمر من خلال المحطة دون تغيير ما عدا أنها تخضع إلى درجة ما من التمديد.

بالإضافة إلى الملوثات غير المتلائمة السابقة فإن هناك بعض المواد التي يحظر كليا دخولها إلى شبكة الصرف الصحي البلدي و هذه تتضمن :المواد القابلة للإشتعال و الإنفجار –النفايات الآكلة – المواد الصلبة أو اللزجة التي قد تسبب بعض الإنسدادات.

إن التصنيف النهائي للملوثات من حيث كونها متلائمة أو غير متلائمة يجب أن يعتمد على دراسة نظام الصرف البلدي المراد طرحها فيه.

نظم المعالجة الحديثة أو إقامة وحدات كيميائية –فيزيائية مستقلة عند محطات معالجة الصرف الصحي تتضمن ضبط و إضافة بعض الكيماويات التي من شأنها إزالة بعض المواد اللاعضوية
الاس الهيدروجينى.

هذه الإجرآت يجب أخذها بعين الإعتبار عند تحديد التراكيز المقبولة من هذه المواد اللاعضوية المسموح بطرحها في تيارات الصرف.

إن تصنيف النفايات كخطوة أولى في الدراسة الأولية من شأنه أولا أن يساعد في إعداد لائحة للملوثات المتوقع مواجهتها في الصناعة و هذه الائحة هامة في إعداد المسح المصنعي ,و ثانيا فهو يساعد في إختيار نوع عمليات المعالجة.

ب-المسح الصناعي :لا يوجد مصنعان لهما نفس الماء الملوث و لكي نعرف المشاكل المتعلقة بالماء الملوث لابد من دراسة خاصة للمصنع.

الهدف الرئيس لمسح الماء الملوث هو الحصول على حقائق و معطيات ضرورية لتطوير برنامج إدارة متكامل للنفايات هذا البرنامج ينبغي أن يتضمن أكثر من نظام معالجة للنفايات ,فهو يجب أن يبدأ بوضع إدارة ماء فعالة تقود إلى التوفير في صرف الماء و إلى التقليل من الماء الملوث الواجب معالجته.

هنا يمكن أن تكون البيانات المتعلقة بصناعات مشابهة ذات فائدة لأنها تقدم أرقاما للمقارنة
من المعتاد أن تعتبر هذه الدراسة المصنع بكامله وحدة متكاملة.

زمن المسح يجب تحديده مسبقا و لكن يجب أن لا يقل هذا الزمن عن 24 ساعة ويمكن أن يمتد إلى أكثر من 14 يوم أو يمكن أن يشمل فصلا كاملا.

خلال المسح يجب قياس كل تدفقات الماء الملوث و أخذ عينات من عدة نقاط منها .يجب تسجيل المعطيات المتعلقة بالإنتاج في فترة المسح . أخيرا ففي مرحلة التخطيط للمسح يجب تدريب كادر المسح بحيث يعرف كل شخص مسؤولياته وواجباته و يحضر نفسه للقيام بها.

ج-التحليل: إن طرق التحليل الواجب اتباعها في تحليل المياه الملوثة الصناعية هي طرق موثقة ومحددة في طرق معيارية تحددها الجهات التشريعية في البلد.

عقيد دكتور
بهاء بدر الدين محمود
استشارى كيميائى

طرق صناعية لمعالجة التلوث أو الحد منه

آ- الحد من التلوث ضمن المعمل

الخطوة المنطقية الأولى في حل مشكلة التلوث هي منع التلوث في مصدره ,أي هي الغاء تشكل النفايات بدلا من معالجتها .

إذا لم يكن ممكنا القضاء على التلوث بشكل كلمل فمن المفيد التقليل من حجمه و شدته إلى أقصى حد ممكن .

إذن يجب أن يكون من أولى أهداف مسح تلوث الماء الإشارة إلى إمكانات الحد من التلوث داخل المعمل .

الحد من التلوث داخل المعمل يمكن تحقيقه بإجراء تعديلات على العمليات التصنيعية ,بتحسين المواد الخام , بإستيراد المواد , وتجميع النفايات . يجب قبل كل شئ إعتبار الماء مادة خام و أن الماء الملوث هو ناتج ثانوي لعملية التصنيع.

إذا تم تقبل هذه الحقائق فمن المنطقي عندئذ تطبيق مبادئ ضبط الجودة على إنتاج الماء الملوث.

ب- معالجة التلوث

تتنوع طرق معالجة التلوث تنوعا كبيرا و هذه التقنيات تتضمن عمليات تستخدم لمعالجة الصرف الصحي بالإضافة إلى التقنيات الخاصة بكل صناعة و يعتمد إختبار إجراء المعالجة –أو سلسلة الإجراءت –على نوع التلوث المراد إزالته وعلى درجة الإزالة .

هناك عوامل أخرى يجب أخذها بعين الإعتبار مثل كمية المياه الملوثة المراد معالجتها ,وتراكيز الملوثات في الماء ,والتغيرات التي تطرأ على كمية الماء و التراكيز ,.. المناخ .

المبادئ العامة للمعالجة يمكن تلخيصها بأربعة مواضيع هي :–

فصل الآطوار –المعالجة البيولوجية – المعالجة الكيمائية – و تقنيات متنوعة

أولا- فصل الآطوار :

أبسط تقنيات المعالجة و أكثرها فائدة هي الفصل الفيزيائي للأطوار و خصوصا فصل الطور الصلب عن السائل ,و كذلك فصل الآطوار غير المائية –مثل الزيت –عن الطور المائي . فصل الغاز عن السائل ليس له كبير أهمية و لكنه قد يكون له أهمية في بعض أنواع التلوث.

إن عملية فصل المواد الصلبة هي الخطوة الرئيسية في كل أنظمة معالجة التلوث.

في المرحلة الآولى يتم فصل المواد الصلبة عن طريق الترسيب أي الإستفادة من الجاذبية لتحقيق عملية الترقيد .

يمكن لهذه العملية أن تتم في مرحلتين، حوض إزالة الرمال وهو حوض ذو زمن مكوث قصير لإزالة الرمال الثقيلة سريعة الترسيب ذات القطر ما بين 0.1-0.2 مم وتصمم الاحواض هذه بحيث تكون سرعة الجريان 0.3 م/ثانية , و الحوض الثاني حوض الترسيب الاولي لإزالة المواد الصلبة بطيئة الترقيد إذ يبلغ زمن المكوث هنا أكثر من ساعتين .

القطرات الزيتية الأخف من الماء تطفو على السطح في نفس الوقت الذي تترسب فيه المواد الصلبة الأثقل من الماء إلى قاع الحوض. كلا الطبقتين السفلى التي تشكل الحمأة والعلوية التي تشكل الفيلم الزيتي أو الزبد يجب إزلتها بآلية مناسبة تعمل بشكل مستمر أو متقطع.

يمكن تحسين فعالية الترقيد بإضافة عوامل تخثير كيميائية تجمع الجزيئات الصغيرة في جزئيات كبيرة، او بزيادة زمن الترقيد و لكن الخيار الأخير يتطلب أحواضا" كبيرة بالإضافة الى انه قد ينشأ عنه مشكلة تحول منطقة الحمأة الى منطقة لا هوائية.

نفس تقنيات فصل المواد الصلبة يمكن استخدامها من اجل الترسيب النهائي بعد المعالجة الكيميائية او المعالجة البيولوجية عن طريق احواض الترسيب النهائية التي تهدف الى ازالة المواد الصلبة المتبقية التي استطاعت العبور من خلال احواض الترقيد الاولية، و الاهم من ذلك انها تزيل المواد الصلبة الجديدة المتشكلة بالتفاعلات الكيميائية و البيولوجية.

الترقيد النهائي يمكن ان يتم في مرحلتين الاولى في خزانات تقليدية تزال الحمأة فيها بطرق ميكانيكية و الثانية في برك صقل كبيرة بحيث يجب ان تتوفر مساحات كبيرة من الارض.

في انظمة المعالجة يمكن إضافة مروقات في مختلف مراحل الترسيب إذا كانت كميةالمواد الصلبة كبيرة ,أو يمكننا الإستغناء عن الترقيد الأولي إذا كانت نسبة المواد الصلبة منخفضة كما هو الحال في معامل الحليب وتعليب اللحوم و غيرها.

إزالة الزيت بالترسيب يخضع إلى نفس المبادئ السابقة و يمكن أن يتم في نفس التجهيزات ,و لكن هناك أجهزة فصل صممت من قبل معهد البترول الآمريكي.

لاستخدامها مع المياه ذات المحتوى الكبير من الزيوت كتلك التي نواجهها في مصافي البترول الزيوت المنحلة و المستحلبة لا يمكن إزالتها بالترقيد –مثلها مثل المواد الصلبة المنحلة – و إنما تحتاج إلى معالجة كيميائية مسبقة.

بما أن كل تقنيات الترسيب تعتمد على الفرق في الوزن النوعي بين المواد الصلبة (أو الزيتية ) والماء لذلك فإن كان هذا الفرق صغيرا فإن كفاءة الترسيب سوف تكون منخفضة و يتطلب زمنا طويلا .

يمكن حل هذه المشكلة باستخدام تقنية التعويم .في هذه التقنية يعمد الى ضخ هواء مضغوط في الماء و عند إزالة الضغط عن الماء يتحرر الهواء من المحلول بتشكيله فقاعات تحمل على سطوحها جزيئات المواد الصلبة.

أكثر الصناعات إستخداما لتقنية التعويم المصافي البترولية و المعامل الكيميائية حيث يعمد إلى معالجة الماء الملوث بالزيوت بهذه الطريقة.

التصفية تقنية أبسط من الترقيد لكنها محددة لأنها تفصل الجزيئات ذات الحجوم الكبيرة فقط.

تستخدم المصافي الخشنة-كالحواجز ذات القضبان-عند مداخل وحدات المعالجة و هي ذات فتحات كبيرة من مرتبة 12 إنش تقريباو يمكن الإستغناء عنها عندما لا توجد مواد صلبة بهذه الحجوم.

وهناك المصافي الناعمة تستخدم لإزالة الجزيئات الصغيرة وهذا يقلل من العبء على أحواض الترقيد يحمي الانابيب من الانسداد والمضخات من العطب، والأهم من ذلك أن وجود الجزيئات الخشنة يعيق إزالة المواد الصلبة الناعمة بوحدات الترسيب .

الجزيئات الصلبة الناعمة التي لا يمكن إزالتها بالمصافي يمكن فصلها بالفلترة.

أساس وسط الفلترة يكافئ المصافي الناعمة و هو يتألف من القماش أو الورق أوفرشة من المواد الصلبة نفسها على وسط الفلترة .

الفلترة قلما تستخدم مع الماء الملوث الخام لأنها تحتاج في هذه الحالة إلى عمليات تنظيف متكررة ,و إنما تستخدم في عمليات الترويق النهائية خصوصا عندما لا يسمح ضيق المكان بإستخدام برك الصقل.

ثانيا"- المعالجة البيولوجية:

طورت المعالجة البيولوجية أصلا من أجل الصرف الصحي البلدي ولكن هذه المعالجة تصلح في كثير من الأحيان لمعالجة المياه الملوثة من الصناعات العضوية مثل الصناعات الغذائية (التعليب-الحليب-اللحوم )و صناعة الورق و الدباغة و الصناعات النسيجيةو غيرها.

المعالجة البيولوجية للماء الملوث يمكن أن تكون هوائية أو لاهوائية ,و كل نوع له سلالاته الخاصة من المتعضيات الدقيقة و النتائج النهائية لكل منهما ذات مواصفات تختلف عن النوع الآخر بالرغم من أن الهدف في كلتا الحالتين هو تحويل المكونات العضوية الى نواتج نهائية ( غازات وماء و مواد صلبة سهلة الفصل).

إن المعالجة البيولوجية الهوائية تتطلب تامين كمية كافية من الاكسجين عبر استخدام المهويات او النافثات الهوائية من اجل استخدامها بواسطة الكائنات الدقيقة لأكسدة المواد العضوية و تحويلها الى كتلة بيولوجية ومواد بسيطة اخرى .

بالنسبة للمعالجة الاهوائية فهي تستخدم عند احتواء المياه الملوثة على تراكيز عالية من المواد العضوية و تتضمن تأمين احواض لاهوائية بحيث تعمل الميكروبات اللاهوائية على تحويل المواد العضوية الى غاز الميتان و الهيدروجين و كبريت الهيدروجين و الامونيا وغاز ثاني اكسيد الكربون و نمو الكتلة البيولوجية.

النواتج الغازية ذات روائح كريهة و بعضها قابل للاشتعال لذلك يجب جمعها و التحكم بها.

ثالثا": المعالجة الكيميائية:

المياه الملوثة القلوية تعدل باستخدام حمض الكبريت مثلا، و المياه الحامضية تعدل باستخدام ماءات او كربونات الصوديوم او الكلس وهو الخيار الارخص كلفة.

تجنب استخدام الكلس بالنسبة للمياه الحاوية على الكبريت بسبب تشطل طبقة واقية توقف التفاعل

هناك عمليات متنوعة تستخدام للمعالجة الكيميائية للمياه الملوثة مثل التخثير الكيميائي و الاكسدة الكيمائية و استخدام الاوزون و الارجاع الكيميائي(مثل ارجاع الكروم السداسي التكافؤ الى ثلاثي التكافؤ مما يسهل ازالته.

ان اختيار مراحل المعالجة الكيميائية المناسب يعتمد على كمية و نوعية المياه الملوثة و كذلك يعتمد على كلفة المعالجة و المواصفات النهائية المطلوبة للمياه المعالجة قبل القائها الى المستقبلات النهائية.

من الشائع دمج عدد من تقنيات المعالجة مع بعضها لتحسن مواصفات المياه النهائية المعالجة
كما ان الحصول على مياه نقية اكثر باستخدام تكنلوجيا متقدمة مثل عمليات الفلترة و التناضح العكسي و التبادل الشاردي سيزيد من كلفة المعالجة الى حد كبير.

مياه الصرف الصحي هي مياه تحتوي على شوائب وأحياء مجهرية وعضوية وتنتج نتيجة استهلاك المياه النقية للأغراض المنزلية والصناعية والعامة.

ومياه الصرف الصحي تعتبر خطراً على الصحة العامة لما تحتويه من أحياء مجهرية وبكتيريا تسبب الأمراض بالإضافة إلى الرائحة التي تصدر من مياه الصرف الصحي.

لذلك يجب اتخاذ الاحتياطات اللازمة لتجميع ونقل ومعالجة مياه الصرف الصحي بطريقة آمنة للمحافظة على جمال الطبيعة وصحة المجتمع.

وللتخلص من مياه الصرف الصحي يتم إنشاء شبكة صرف صحي (Sewerage System) لتجميعها ونقلها إلى محطة المعالجة (Treatment Plant) للتخلص من مكونات هذه المياه من شوائب وميكروبات بسرعة بحيث لا يحدث تحلل للمواد العضوية في مياه الصرف الصحي قبل وصولها إلى محطة المعالجة ومعالجتها وتحويلها إلى نواتج لا تشكل خطر على الإنسان واستخدام هذه النواتج في الزراعة.

عقيد دكتور
بهاء بدر الدين محمود
استشارى كيميائى

ويمكن تلخيص أهمية الهندسة الصحية بالنقاط التالية:

التقليل أو التخلص من أثار التلوث الناتج عن صرف المياه المهدورة إلى المصادر
المائية المختلفة وكذلك حماية المياه الجوفية وذلك بصرف المياه بعد معالجتها وتخليصها
من المواد الضارة.

الحفاظ على الصحة العامة من حيث الحد من انتشار الأمراض والأوبئة المختلفة
ومكافحة الحشرات المسببة لها والتي قد تنتج عن التصريف غير السليم للمياه المهدورة.

حماية المباني والمنشآت المختلفة من التأثير الضار للمواد المختلفة الموجودة في المياه
المهدورة وخاصة تأثير المواد الكيميائية على الأساسات.

التقليل من معدل الاستنزاف الحادث للمياه الجوفية يسبب ضخها للإغراض الزراعية
وذلك باستخدام المياه الناتجة من محطات المعالجة في الزراعة.

الحفاظ على حياة الكائنات " الأحياء المائية والأسماك" فعند تصريف مياه الصرف إلى
الأنهار والبحيرات دون دراسة وافية يؤدي إلى القضاء تدريجياً على مظاهر الحياة فيها.

-: أقسام مشروع الصرف الصحي

يتألف مشروع الصرف الصحي من الأجزاء التالية

الشبكة الداخلية Pumping

وظيفتها جمع مياه الصرف ضمن الأبنية ونقلها إلى خارج حدود البناء.

الشبكة الخارجية Sewer

الهدف منها جمع مياه الصرف من الأبنية المختلفة , ونقلها إلى حدود التجمع السكاني , تتألف هذه الشبكة عادةً من مجموعة من الأنابيب المغلقة تسير المياه ضمنها بالراحة – إي تعمل هيدروليكياً كأفنية مكشوفة.

المنشآت الملحقة Sewer appetencies

هي منشآت خاصة مركبة على الشبكة الخارجية الهدف منها المساعدة على تسهيل عمل الشبكة وتنظيفها واختراقها للعوائق الطبيعية والإنسانية ومثالها: غرف التفتيش , المفيدات , أحواض الدفق , السيفونات المقلوبة ( الجسور المائية).

محطات الضخ Pumping station

وهي منشآت تحتوي على مضخات تقوم برفع المياه من المنسوب المنخفض إلى اعلى في حالات خاصة , كما تحتوي على التجهيزات الملحقة بالمضخات.

خطوط الفتح Force amines
وهي انابيب تصل محطات الضخ إلى الأجزاء التالية لها
من الشبكة , وهذه أنابيب تعمل تحت الضغط.

محطات المعالجة Wastewater treatment plats

وتهدف إلى تخليص مياه الصرف
من خواصها السلبية , وتحويلها إلى مياه نظيفة نسبياً صالحة للزراعة أو إعادتها إلى المصادر المائية , دون التأثير سلباً على خواص مياه المصادر المائية أو على التوازن البيئي المسيطر فيها ...ألأن طرق المعالجة في مياه الصرف الصحي

تعريف مياه الفضلات

يطلق تعبير مياه الفضلات على كافة أنواع المياه المبتذلة الناجمة عن مختلف الفعاليات المنزلية والتجارية وتضاف إليها في المدن الكبرى مياه الفضلات الصناعية .

تتشكل مياه الفضلات عامة من حوالي ( 99٪ ) من الماء وحوالي ( 1 ٪ ) من الشوائب والملوثات الضارة ويطلق تعبير مياه المجاري ( Sewage ) عادة على مياه الفضلات المنقولة بشبكة المجاري العامة إلى محطة المعالجة أو إلي أي مصب طبيعي بعيداً عن المدينة .

كميات مياه الفضلات

تشكل مياه الفضلات حوالي ( 80 ٪ ) من المياه العذبة المستهلكة في المدينة ومن أجل ذلك يتم تحديد كميات مياه الفضلات حسب عدد السكان الحالي والمتوقع عند نهاية الفترة التصميمية لأي مشروع لتنفيذ مشروع صرف صحي ( شبكات – محطات معالجة ) و بالاستناد إلى الإستهلاك الإجمالي من المياه لكل فرد في المنطقة المدروسة يتم حساب الكميات الإجمالية من مياه الفضلات الناجمة عنها .

وتتغير كمية مياه الفضلات المطروحة في شبكة المجاري العامة بتغير معدلات الإستهلاك المائي ولذلك يختلف مُعدل تصريف مياه الفضلات باختلاف الفترات الزمنية:

- ساعات اليوم : يزداد خلال ساعات الذروة الصباحية والمسائية ويقل بقية اليوم

أيام الأسبوع : يزداد في أيام نهاية الأسبوع عن بقية الأيام

- فصول السنة : يزداد خلال فصل الصيف ويتناقص خلال فصل الشتاء

مواصفات مياه الفضلات :

على الرغم من أن نسبة الملوثات والشوائب المختلفة الموجودة في مياه المجاري لا تشكل أكثر من ( 1 ٪ ) من إجمالي هذه المياه إلاّ أنها تعتبر مصدراً هاماً للتلوث البيئي ومعظم الأمراض السارية تشكل خطراً على الصحة العامة ومن هنا وجب التخلص من هذه المياه بنقلها بعيداً عن التجمعات السكانية ومن ثم معالجتها ضمن محطات المعالجة لإزالة التلوث العضوي والجرثومي وللحصول على مياه يمكن إعادة استعمالها مرة أخرى .

وتنحصر الملوثات الموجودة في مياه المجاري بشكل عام فيما يلي:

الملوثات الفيزيائية :

وهي الملوثات التي يمكن إزالتها بعمليات بسيطة كالترسيب ومن أهمها ( الرمال والحصويات الناعمة ) وهذه الملوثات لا تتسبب عادة بأي أضرار بيئية ويمكن التخلص منها دون اتخاذ إجراءات وقائية هامة

الملوثات الكيميائية:

وهي أحد العناصر الهامة من عناصر التلوث في مياه الفضلات و تعتبر الجزء الأساسي والأهم في مياه الفضلات الصناعية ويصعب التخلص من قسم كبير منها بعمليات معالجة بيولوجية تقليدية .

وتنحصر هذه الملوثات بالأصناف التالية

المواد العضوية :

وهي المواد الناجمة عن فضلات الطعام والصناعات المختلفة ومن أهم هذه المواد : الهيدروكربونات ، الدسم ، الزيوت ، الشحوم ، المبيدات الحشرية ، الفينول ، البروتينات

المواد اللاعضوية :

وتنجم عن بعض المركبات الكيميائية اللاعضوية ومنها : القلوية ، الكلوريدات ، المعادن الثقيلة ، النتروجين ، الفوسوفور ، الكبريت

الغازات :

وتنجم عن بعض التفاعلات البيوكيميائية ومنها كبريتيد الهيدروجين – الأمونيا والميثان

الملوثات البيولوجية :

وتعتبر من أهم أنواع الملوثات الموجودة في مياه الفضلات وبعضها يسبب أمراض خطيرة ومن أهم الملوثات البيولوجية

الحيوانات الميتة :
والتي تتواجد في مياه الفضلات مثل القطط

النباتات :
وتشمل مياه الفضلات ورغم أن معظمها غير ضار( أوراق الأشجار 00 ) إلا أنه يجب التخلص منها قبل طرح المياه في المصبات المائية

العضويات الدقيقة :

توجد عادة في المياه والتربة وبعضها يعتبر ضاراً مثل الجراثيم والديدان

المواد الصلبة الكلية (Total Solids):

ويقصد بها كافة المواد والشوائب المحمولة بمياه الفضلات سواء كانت رمالاً أو مواد عضوية أو لاعضوية أوجراثيماً ... الخ .
ويرمز لها عادة ( TS ) وتتألف من جزئين

مواد صلبة كلية معلقة ( TSS )

وهذا الجزء يحجز فوق ورقة الترشيح عند ترشيح عينة من مياه المجاري وتتألف عادة من قسم قابل للترسيب المباشر في أحواض الترسيب العادية . وقسم غير قابل للترسيب إلا بإضافة مواد مخثرة

مواد صلبة كلية راشحة ( TFS )

وهذه المواد تمر عبر ورقة الترشيح وعادة تكون إما غروية،
أو ذائبة أو كليهما

ويتألف أي جزء من المادة الصلبة من قسمين :
قسم عضوي ويدعى المواد المتطايرة
و قسم لاعضوي ويدعى بالقسم غير الطيار .

وكلما كان القسم العضوي أكبر من القسم اللاعضوي كان ذلك دليلاً على شدة تلوث مياه الفضلات وعلى أن مصدر هذه المياه الملوثة هو منزلي على الأغلب وليس مصدره صناعياً
التـركيـز الوحـدة العنصــر المــــلوث

ضعيف/متوسط/شديد
العنصر الملوث

1200/ 720/ 350 mg/L
المواد الصلبة الكلية TS

850/ 500/ 250 mg/L
الذائبة TDS

525/ 300/ 145 mg/L
( ثابتة ( غير طيارة

325 /200 /105 mg/L
طيارة

350/ 220 /100 mg/L
المعلقة TSS

75 /55 /20 mg/L
غير طيارة

275/ 165/ 80 mg/L
طيارة

20 /10 /5 mg/L
المواد الصلبة القابلة للترسيب

400 /220 /110 mg/L
الإحتياج الأكسجيني الكيمياحيوي
( BOD5 )

290/ 160/ 80 mg/L
الكربون العضوي الكلي
( TOC )

1000/ 500 /250 mg/L
الإحتياج الكيميائي للأكسجين
( COD )

85/ 40 /20 mg/L
النتروجين الكلي
( TN )

32/ 15/ 8 mg/L
العضوي N

50 /25/ 12 mg/L
أمونيا حرة
( NH3 - N )

0/ 0/ 0 mg/L
نتريت

0 /0/ 0 mg/L
نترات

15/ 8 /4 mg/L
الفوسوفور الكلي

5/ 3 /1 mg/L
العضوي P

10/ 5 /3 mg/L
اللاعضوي P

100/ 50 /30 mg/L
الكلوريدات زيادة عن الموجودة بالماء العذب

50/ 30 /20 mg/L
السلفات زيادة عن الموجودة بالماء العذب

200 /100 /50 mg/L
القلوية ( Ca CO3 )

150 /100 /50 mg/L
الزيوت والشحوم

>400/ 100 - 400 /< 100 mg/L
المركبات العضوية الطيارة
( VOC )

108 - 109
107 - 108
106 - 107
MPN 100 /مللمتر إجمـالي العصيات الجرثومية

عقيد دكتور
بهاء بدر الدين محمود
استشارى كيميائى

محطات معالجة مياه المجاري(الصرف الصحي)

تعــريف

إن محطة معالجة مياه المجاري هي كافة المنشآت التي تبنى في موقع معين لغاية أكسدة المواد العضوية الموجودة فيها وفصل الشوائب الصلبة عن المياه التي يمكن تصريفها بعدئذٍ دون ضرر بالصحة العامة أو إعادة إستخدامها مرة أخرى بعد القضاء على مختلف الملوثات الجرثومية فيها

الهـدف من محطـات المعالجة

إن الهدف الأهم من معالجة مياه المجاري هو القضاء على العوامل الممرضة التي تضر بالصحة العامة وبشكل عام فإن الهدف من معالجة المياه يشمل:

( حماية المصادر المائية ( الجوفية – السطحية

منع انتشار الأمراض

حماية الثروة الحيوانية المائية

منع الترسبات ضمن المسطحات المائية

منع الأذى والإزعاج الناجم عن مياه الصرف

التقدم التكنولوجي في مجال معالجة مياه المجاري تتضمن

إستخدام الفاصلات الدوامية لنزع الرمال

الفهم العميق لأساليب التحكم بالحمأة المنشطة

تحسين عمليات نزع الفوسفور والنتروجين بيولوجياً
زيادة فهم سبب قصور الترسيب الثانوي والحاجة إلى دمج الترسيب والتهوية معاً للحمأة المنشطة

إستخدام الفلتر برس لتكثيف ونزع المياه من الحمأة

التحكم بالروائح

إستخدام الهاضمات ذات الشكل البيضوي لتثبيت الحمأة للمحطات الكبيرة

زيادة إستخدام الأنظمة الحاسوبية الفعالة في تشغيل وصيانة محطات المعالجة

اختيار الموقع العام لمحطة المعالجة

إن اختيار مكان إنشاء محطة المعالجة يعتبر من المراحل المهمة والصعبة في التصميم . إذ يؤثر بشكل كبير ومباشر على سلامة البيئة وعلى الناحية الإقتصادية ( كلفة الإنشاء والإستثمار ) وقد يؤثر أيضاً على الأسلوب التكنولوجي المتبع للمعالجة ولذلك فعند دراسة الموقع العام يجب أن تتوفر المعلومات التالية لدينا

أ – المخطط التنظيمي للمدينة : يبين المخطط التنظيمي المساحة الكلية التنظيمية ونوعية السكن وأماكن تواجد الصناعات والقطاعات الخدمية المختلفة وتضاريس المنطقة ، كما يجب دراسة الجوانب التالية بالإعتماد على المخطط التنظيمي للمدينة

دراسة في أي اتجاه يجري صرف الميزانية لتنمية المدينة
وتحديد الظروف البيئية للمدينة وإمكانية تطور هذه المدينة

دراسة المخطط المستقبلي الذي يحدد اتجاه توسع المدينة لـ ( 15 ) و ( 30 ) سنة مقبلة

دراسة الظروف المناخية للمدينة ( هيدرولوجياً ، هيدرو جيولوجياً ، المناخ السائد ، المسطحات الخضراء)

خطوط المواصلات الحالية والمستقبلية خصوصاً في منطقة المحطة
- وجود خطوط للطاقة الكهربائية الحالية والمستقبلية وخطوط الماء والصرف وخطوط النفط أو الغاز

– شــبكات الصــرف :
يجب دراسة المؤشرات التالية لشبكة الصرف في المدينة
( نظام شبكة الصرف ( منفصلة – مشتركة – هدارات مطرية

- شكل شبكات الصرف ( الإتجاهات العامة لتصريف المياه ، إتجاه الأحواض الصبابة وعلاقتهما ببعضهما )

( الحلول التكنولوجيا لشبكة الصرف ( الميول ، المنشآت على الخطوط

( جريان مياه الصرف إلى المحطة ( المجمع الرئيسي

نوعية المياه المصروفة إلى الشبكة
– التدفق الداخل لمحطة المعالجة

إن التدفق الداخل لمحطة المعالجة يتبع بشكل أساسي لعدد السكان المستعملين لشبكة الصرف والصناعات ، فمثلاً يمكن تجميع عدة مصادر تلوث ( مدن صغيرة ، قرى ) بواسطة إنشاء مجمعات رئيسية لتصب في محطة واحدة كبيرة وهذا يفضل من وجهة نظر اختيار الموقع العام لأنه يمكن من استثمار مناطق بعيدة عن المناطق المأهولة بالسكان

– أسلوب المعالجة التكنولوجي

إن أسلوب المعالجة المختار ونوع المنشآت وطريقة الإستثمار يؤثر بشكل كبير على سلامة البيئة المحيطة بالمحطة خصوصاً عندما تتم معالجة الرواسب بأساليب بدائية
– المنطقـة :

إن المنطقة المتوقع إنشاء محطة معالجة عليها يجب أن تتمتع بالمواصفات التالية:

- مساحة كافية لتوضع المنشآت، خلوها من الأشجار في مكان توضع المنشآت

- شكل نظامي، ظروف جيولوجية جيدة، نوعية التربة غير مناسبة للزراعة ( إن أمكن
ميول كافية تؤمن جريان المياه بواسطة الثقالة، أن يكون منسوب المنطقة المختارة فوق منسوب المستقبل المائي، موقع تصريف المياه المعالجة، مستوى مياه جوفية منخفض
توفر المواصلات والخدمات الأخرى ( كهرباء .... )، تأمين مسافات الحماية اللازمة عن المناطق المأهولة

ظروف مناخية مناسبة ( شمس ، تيارات هوائية )، النشاط الزلزالي للمنطقة يجب أن يؤخذ بعين الأعتبار، العوائق الطبيعية يجب تجنبها ضمن موقع المحطة المختار

- التأثيـر البيئـي

إن محطات المعالجة قد تؤدي إلى تلوث التربة والمياه الجوفية والهواء ويمكن ذلك بواسطة التسربات التي قد تحصل بسبب عدم كتامة جدران وأرضيات المنشآت ( سوء تنفيذ ) وانتشار البكتريا في منطقة المحطة نتيجة انتشار الرذاذ بواسطة الرياح والتي بدورها ستصل إلى التربة نتيجة انحلالها بمياه الأمطار ولذلك يجب الإعتناء بتنفيذ محطات المعالجة بشكل كبير وعادة تؤخذ مناطق حماية صحية حول المحطة

كما يؤخذ بعض العوامل الاخرى بعين الاعتبار مثل:
الإستثمار الحالي للموقع، إمكانية الحصول على التراخيص وموافقة السكان أصحاب الأرض، الأهمية التاريخية للموقع المختار

إن الحصول على موقع مثالي غالباً مايكون صعب ولذلك تجري العادة على اختيار عدة مواقع محتملة ومن ثم اختيار أفضل الحلول بعد تقييم الأعتبارات الفنية والإقتصادية

عقيد دكتور
بهاء بدر الدين محمود
استشارى كيميائى

» حماية البيئة المائية من التلوث/التلوث من السفن/التلوث من الزيت
» أعاده تأهيل محطات الصرف الصناعي للحفار جيسوم التابع لشركة بتروجلف بجبل الزيت البحر الاحمر
» تنظيف وغسيل وتطهير بيارات الصرف الصناعى والصحى ومعالجة مياه الصرف لشركة بهنا الهندسية -داخل مصانع عز -مدينة السادات
» استخدام الزيوليت الطبيعى فى تحسين التربة الصحراوية لاستصلاحها فى الزراعة
» مياه الصرف الصحي و طرق معالجتها1