يقدم لكم موقع اقرأ في هذا المقال بحث علمي عن التخلص من مياه الصرف الصحي وأنواع المياه العادمة ومكونات المياه العادمة ومشاكل المياه العادمة ومراحل معالجة مياه الصرف الصحي ومعنى معالجة مياه الصرف الصحي مترجمة باللغة الإنجليزية: المياه العادمة هي مياه صرف صحي في صورة سائلة يتم توليدها عن طريق الأنشطة البشرية المختلفة، سواء كان ذلك في المنزل أو مكان العمل أو أي مكان خارجي آخر، ويمكن تجميع مياه الصرف الصحي من خلال شبكة من الأنابيب والقنوات المؤدية إلى نقطة التجميع التي يتم تحديدها في بداية عملية المعالجة. وتسمى هذه النقطة بمحطة معالجة المياه.
البحث العلمي في مجال الصرف الصحي
البحث العلمي في مجال الصرف الصحي
هي النفايات التي يتم نقلها عبر مجاري المباني السكنية أو المنشآت الصناعية ليتم التخلص منها أو تحويلها إلى شكل غير سام. تتكون مياه الصرف الصحي من أكثر من 99% من المياه، ولكن المواد المتبقية تحتوي على مواد صلبة وأيونات وبكتيريا ضارة يجب التخلص منها، ويتم استخراج هذه المادة من المياه من خلال عملية الترشيح قبل إرسال المياه العادمة إلى مصدر مياه طبيعي آخر.
أنواع مياه الصرف الصحي
اعتمادًا على مصدرها، تنقسم مياه الصرف الصحي إلى الفئات التالية:
- مياه الصرف الصحي المنزلية: هي مياه الصرف الصحي الناتجة عن المنازل والمؤسسات التجارية مثل الأسواق والمطاعم والبنوك والمرافق المؤسسية مثل المدارس والمستشفيات.
- مياه الصرف الصناعي: هي مياه الصرف الصحي الناتجة عن المصانع المختلفة.
- تشير المياه التسرب والتدفق إلى المياه التي تدخل إلى شبكات الصرف الصحي من آبار المياه الجوفية عن طريق التسرب والتسرب من خلال الأنابيب التالفة أو من خلال توصيلات الأنابيب، وكذلك مياه الأمطار التي تدخل من خلال الأعمدة والمصارف.
- مياه الأمطار: مياه الأمطار هي مياه الأمطار أو المياه الناتجة عن ذوبان الثلوج التي تدخل أنظمة الصرف الصحي.
مكونات مياه الصرف الصحي
تتكون المياه العادمة من حوالي 99% ماء و1% مواد عضوية وغير عضوية على شكل مواد مذابة وعالقة. البروتينات والسليلوز والدهون والمواد غير العضوية تكون على شكل مواد صلبة عالقة، بينما المواد الكحولية والدهون الحمضية والأحماض الأمينية تكون على شكل مواد مذابة.
تتراوح درجة حموضة مياه الصرف الصحي المنزلية بين 6.7 و8، بينما تختلف درجة حموضة مياه الصرف الصناعي حسب مكوناتها الكيميائية ويتنوع تنوع الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في مياه الصرف الصحي من الفطريات والبكتيريا والأوالي والفيروسات والطحالب.
مشاكل النظافة
تعتبر معالجة مياه الصرف الصحي باهظة الثمن، وفي معظم الحالات يتم التخلص منها دون معالجة. ويؤدي ذلك إلى عدة مشاكل تتعلق بالنظافة، أهمها:
- انتشار الفضلات والجراثيم والديدان وما تحتويه من مواد كيميائية سامة؛ ويؤدي ذلك إلى مشاكل صحية مثل التهاب الكبد في الأماكن التي يتم تفريغ مياه الصرف الصحي فيها.
- تلوث الأراضي التي يعيش فيها الناس ويزرعونها وفقدان الموارد الغذائية (الأسمدة) المخصصة للزراعة.
- تلوث مصادر المياه المستخدمة للشرب والاستحمام والزراعة.
- وترجع صعوبة معالجة وإعادة استخدام مياه الصرف الصحي إلى اختلاط أنواع مختلفة من النفايات وقيام المصانع بإلقاء مواد كيميائية سامة في المجاري.
كما يمكن أن يؤدي ذلك إلى انسداد المجاري حيث يعتبر من أصعب الأمور التي يمكن أن يواجهها الإنسان في الحياة اليومية ويعتبر الأخطر على الإطلاق لما يسببه من مشاكل مختلفة مثل:
- تتسبب في حدوث أضرار بأساسات المنازل والبنية التحتية للمباني، مما يؤدي إلى ظهور بعض الشقوق والتشققات المزعجة.
- ويحدث بعض التلوث في المياه السطحية والجوفية وكذلك في شبكة الإمداد. والسبب هو خلل في شبكة الاتصالات.
- يؤدي الحمل الزائد أو ما يسمى بالحمل الزائد لمياه الصرف الصحي في محطة معالجة مياه الصرف الصحي حتماً إلى مشاكل في معالجة مياه الصرف الصحي.
- تحتوي جميع محطات معالجة مياه الصرف الصحي على عمود شفط للتوزيع الفعال والآمن لمياه الصرف الصحي في التربة المحيطة. إذا كانت هناك مشاكل في التبول، فلن يعمل نظام الصرف الصحي بشكل صحيح، مما يؤدي إلى ظهور علامات وأعراض مثل الروائح الكريهة.
مراحل معالجة مياه الصرف الصحي
تمر عملية معالجة مياه الصرف الصحي بعدة مراحل على النحو التالي:
المرحلة الأولى من العلاج
يتم في هذه المرحلة إزالة جميع المواد التي من الممكن أن تعيق عمليات المعالجة اللاحقة مثل الأغصان والحصى والزيوت والرمل والتربة باستخدام الأدوات التالية:
- الحواجز: (بالإنجليزية: Screens) تستخدم لحجز المواد الكبيرة.
- أحواض الاحتفاظ بالرمل: (بالإنجليزية: Grit Chambers) ترسب المواد غير العضوية مثل الزيوت والرمل والتربة والحصى. يتم إرسال المياه العادمة إلى أحواض الترسيب الرملية ويتم التحكم في المواد المترسبة عن طريق التحكم في معدل الترسيب بحيث يتم تخزينها في أحواض محددة وإرسالها بعد ذلك إلى مكب النفايات. وتتميز هذه المسابح بصغر حجمها.
مرحلة الترسيب الأولية
(بالإنجليزية: Primary Sedimentation) تتم في هذه المرحلة إزالة المواد عالية الكثافة والتي يمكن أن تكون مواد عضوية أو غير عضوية. تؤدي هذه المرحلة إلى تقليل تركيز المواد العالقة بنسبة تصل إلى 55%.
مرحلة المعالجة الحيوية
المعالجة البيولوجية هي المرحلة التي تتم فيها أكسدة المواد العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي بواسطة البكتيريا الهوائية. يتم تطبيق طريقة المعالجة وفق نظام النمو البيولوجي للكائنات الحية الدقيقة كما يلي:
تعليق النمو البيولوجي الهوائي
أثناء عملية الخلط، يتم تعليق البكتيريا في مياه الصرف الصحي ويتم استخدام الطرق التالية للتنقية البيولوجية:
- الحمأة المنشطة، حيث يتم تنشيط الكائنات الحية الدقيقة عن طريق إضافة كمية صغيرة من الحمأة المنشطة مسبقًا. يتم بعد ذلك خلط المياه العادمة وتحريكها لتهويتها بحيث تقوم البكتيريا بأكسدة المواد العضوية وتؤدي عملية التحريك المستمر إلى تخثر المواد العالقة وزيادة تركيزها للتخلص منها لاحقاً في عملية الترسيب الثانوي.
- برك التثبيت هي ببساطة برك يتم إنشاؤها حيث تتم معالجة المياه بشكل طبيعي على أساس الطحالب وأشعة الشمس والعناصر الموجودة في مياه الصرف الصحي.
النمو البيولوجي الهوائي المتتابع
ترتبط البكتيريا بالناقلات وتستخدم الطرق التالية للمعالجة البيولوجية:
- تتكون المرشحات البيولوجية (بالإنجليزية:قطرات الترشيح) من أحواض مصنوعة من الطوب أو الخرسانة المسلحة مملوءة بالحصى أو البلاستيك. عندما تخرج مياه الصرف الصحي من المصفي الأولي، يتم توزيعها على سطح أنابيب الترشيح عبر ألواح مثقوبة بحيث يتغلغل الماء في الفجوات الموجودة بين الحصى وبالتالي تشكل طبقة هلامية على السطح تحتوي على البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة لدعم عملية الأكسدة لتنفيذ.
- الموصلات البيولوجية الدوارة عبارة عن أقراص بلاستيكية دائرية تدور ببطء وتغمر في منتصف الطريق في مياه الصرف الصحي. ويشكل الدوران طبقة بيولوجية تبدأ عملية المعالجة حيث يتم غمر هذه الأقراص في مياه الصرف الصحي ومن ثم تعريضها للجو.
مرحلة الترسيب النهائية
(بالإنجليزية: Final Sedimentation) عندما يصل الماء إلى هذه المرحلة، فإنه يحتوي على الكثير من المواد الصلبة العالقة مثل البكتيريا، وتعتبر هذه المرحلة جزءاً أساسياً من عملية المعالجة. يتم التخلص من العكارة والملوثات الموجودة في المياه وتتم معالجة المياه العادمة في هذه الخطوة بالاعتماد على نظام إمداد المياه الحديث، حيث يساعد هذا النظام على إبطاء تدفق المياه، مما يؤدي إلى تنقية المياه وترسيب الجزيئات من المياه.
تستقر الرواسب في القاع، ونتيجة لتراكم المواد الصلبة من مياه الصرف الصحي، تشكل مادة يتم إزالتها عادة بشكل دوري. ومن الجدير بالذكر أنه أثناء العلاج يجب إضافة مواد التخثر إلى الماء قبل البدء بعملية الترسيب وذلك لتسهيل العملية.
أهمية معالجة مياه الصرف الصحي
تعد معالجة مياه الصرف الصحي، بالإضافة إلى أهميتها في مجالات أخرى، ضرورية أيضًا للحفاظ على سلامة النظام البيئي، بما في ذلك:
- تحسين البيئة من خلال الصرف الصحي المناسب والصرف الصحي.
- منع الفيضانات عن طريق إزالة مياه الأمطار.
- الحفاظ على جودة المياه.
- توليد الطاقة من مياه الصرف الصحي والمياه القذرة.