كل شيء عن أجهزة تنقية المياه وعلاجاتها

في جميع الأنشطة البشرية، تتولد مياه الصرف الصحي التي يجب معالجتها. محطات معالجة مياه الصرف الصحي، أو محطات معالجة مياه الصرف الصحي، هي المسؤولة عن معالجة هذه المياه القادمة من الأنشطة الحضرية والصناعية والزراعية. تعتبر هذه المعالجة ضرورية لحماية البيئة، حيث أن تصريف مياه الصرف الصحي غير المعالجة يمكن أن يؤدي إلى إطلاق مواد سامة تلحق الضرر بالنظم البيئية، وتلوث مصادر المياه وتسبب كوارث بيئية. تعد تنقية المياه بشكل مناسب أمرًا أساسيًا للحفاظ على موارد المياه وضمان الاستدامة البيئية.

سنتعمق اليوم في تعريف أجهزة تنقية المياه وكيفية عملها وعمليات المعالجة المختلفة التي تقوم بها والمزايا التي تقدمها.

ما هي أجهزة التنقية وكيف تعمل؟

محطة معالجة مياه الصرف الصحي (WWTP) هي منشأة صناعية تهدف إلى معالجة المياه القذرة (النفايات) لإزالة الملوثات الموجودة فيها. تأتي المياه العادمة من مصادر مختلفة: حضرية وصناعية وزراعية. وتتيح عملية التنقية إعادة المياه المعالجة إلى القنوات الطبيعية مثل الأنهار أو البحار أو البحيرات بشكل آمن دون التأثير سلباً على البيئة. كما تلعب محطات المعالجة دوراً رئيسياً في إعادة استخدام المياه للأغراض الزراعية أو الصناعية، مما يساهم في توفير الموارد التي تشتد الحاجة إليها.

ويعتمد تشغيل هذه المحطات على تقسيم العلاج إلى عدة مراحل. واعتمادًا على مستوى التنقية اللازم، يمكن أن تنتقل المياه من المعالجة الأساسية إلى المعالجة المتقدمة، المعروفة باسم المعالجة الثلاثية، مما يجعلها مناسبة لإعادة الاستخدام في بعض العمليات البشرية.

سنقوم بتحليل مراحل معالجة مياه الصرف الصحي في محطة معالجة مياه الصرف الصحي بالتفصيل.

عمليات معالجة المياه في محطات التنقية

ومن أجل إعادة المياه العادمة إلى البيئة الطبيعية، لا بد من إخضاعها لسلسلة من المعالجات تهدف إلى التخلص من النفايات والملوثات الموجودة فيها. اعتمادًا على طبيعة مياه الصرف الصحي، تطبق محطات المعالجة عمليات مختلفة. وتنقسم هذه المراحل عادة على النحو التالي:

• المعالجة الأولية: تتم في هذه المرحلة إزالة الأجسام الكبيرة التي يمكن أن تلحق الضرر بمعدات المصنع، مثل الأغصان أو البلاستيك أو الحجارة.
• العلاج الأولي: ويركز على إزالة المواد الصلبة العالقة والمواد العائمة، مثل الشحوم والزيوت. وقد يشمل أيضًا الصب أو الترسيب.
• العلاج الثانوي: في هذه الخطوة، تتم إزالة الملوثات العضوية من خلال العمليات البيولوجية التي تقوم فيها الكائنات الحية الدقيقة بتحليل المادة العضوية.
• العلاج الثالث: عملية متقدمة تسعى إلى القضاء على مسببات الأمراض والفوسفات والنترات والمواد المغذية الأخرى التي قد لا تزال موجودة في المياه المعالجة.

بعد ذلك، سوف نتعمق في كل من هذه العلاجات.

المعالجة الأولية

المعالجة المسبقة هي المرحلة الأولى التي تتم في محطة المعالجة. وتتمثل مهمتها الرئيسية في منع الأجسام الكبيرة والثقيلة من إتلاف المعدات المستخدمة في المراحل اللاحقة. خلال هذه العملية، تقوم الشبكات والمناخل بحبس المواد مثل الفروع والبلاستيك والأحجار. علاوة على ذلك، غطى بالرملوالتي تتكون من إزالة الرمل والجزيئات الأخرى الأثقل من الماء. ومن ناحية أخرى فإن منزوع الشحوم وهو المسؤول عن إزالة الزيوت والدهون التي تطفو على السطح باستخدام العوامات.

العلاج الأولي

تركز المعالجة الأولية على تقليل كمية المواد الصلبة العالقة في الماء. ويتم تنفيذها باستخدام الدوارق حيث تسقط الجسيمات الأكبر إلى القاع بسبب تأثير الجاذبية، وهي عملية تعرف باسم الترسيب. هذه الطريقة فعالة في إزالة ما يصل إلى 40% من المواد الصلبة العالقة. العملية التكميلية هي تلك تعويم، والذي يسمح بإزالة المواد الخفيفة مثل الزيوت والشحوم، والتي لم تتم إزالتها مسبقًا في المعالجة المسبقة. وقد تشمل هذه المرحلة أيضًا استخدام المواد الكيميائية لضبط درجة حموضة الماء، وهي عملية تعرف باسم تحييد.

العلاج الثانوي

تستخدم المعالجة الثانوية في المقام الأول العمليات البيولوجية لإزالة المواد العضوية المتبقية في الماء. تلعب الكائنات الحية الدقيقة دورًا رئيسيًا في هذه المرحلة، حيث تقوم بتحليل المواد العضوية إلى ماء وكتلة حيوية وغازات. يمكن تنفيذ هذه العملية تحت ظروف الأكسجين (العمليات الهوائية) أو بدون أكسجين (العمليات اللاهوائية).

• العمليات الهوائية: عن طريق حقن الهواء، تقوم الكائنات الحية الدقيقة الهوائية الموجودة في الماء بتحليل المواد العضوية، والتخلص من المركبات النيتروجينية والعناصر الأخرى التي يمكن أن تسبب ظواهر ضارة مثل التخثث.
• العمليات اللاهوائية: وبدون وجود الأكسجين، تقوم البكتيريا اللاهوائية بتحليل المواد العضوية وتوليد الميثان والماء وثاني أكسيد الكربون.

إحدى التقنيات الشائعة في العلاج الثانوي هي تقنية الحمأة المنشطة، حيث تقوم الكائنات الحية الدقيقة بتلبد الجزيئات، مما يؤدي إلى توليد الحمأة التي يجب إزالتها لاحقًا. كما أنها تسلط الضوء على أسرة بكتيرية واستخدام المرشحات الخضراءحيث تمتص النباتات الخاصة العناصر الغذائية من الماء.

العلاج الثلاثي

في بعض الحالات، يلزم إجراء معالجة أكثر دقة قبل إعادة استخدام المياه أو تصريفها في المسطحات المائية. يسعى العلاج الثلاثي إلى القضاء على العوامل المسببة للأمراض، والمواد المغذية مثل النترات والفوسفات، وغيرها من الملوثات الدقيقة. وتشمل العمليات الثلاثية استخدام الأشعة فوق البنفسجية، والترشيح المتقدم، والتبادل الأيوني، والتطهير باستخدام الكلور أو الأوزون. وفي بعض الحالات يتم استخدامه التناضح العكسيوهي عملية تسمح بإزالة الأملاح الذائبة في الماء.

معالجة الحمأة

من النتائج الثانوية التي لا مفر منها لمعالجة مياه الصرف الصحي هو توليد الحمأة، وهو منتج ثانوي يتولد بشكل رئيسي خلال مرحلة الترسيب. ويجب إدارتها بشكل صحيح لتجنب التلوث البيئي. هناك عدة عمليات لمعالجة هذه الحمأة، مثل التخمر اللاهوائي في أجهزة الهضم، والذي ينتج غاز الميثان الذي يمكن استخدامه كغاز حيوي، أو التجفيف باستخدام أجهزة الطرد المركزي التي تسمح باستخدامه كسماد.

مع التقدم التكنولوجي المستمر، تلعب محطات معالجة مياه الصرف الصحي دورًا رئيسيًا في حماية البيئة والصحة العامة من خلال تنقية المياه وإعادة استخدام النفايات.