المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحى

مقدمة
الماء سائل الحياة العجيب، الماء ميزه الخالق سبحانه وتعالى بالعديد من الصفات الفيزيقية ، والكيميائية والحيوية التي جعلته حقاً سائل الحياة الفريدة، وجعلته بحق أعجب وأعظم سائل، فلولاه ما كانت على الأرض حياة وبدونه لا يوجد سائل الدعم ، وعصارات النبات ولولا الماء ما نظمت درجة حرارة الأرض ، ولا فتتت صخورها ولا تشققت تربتها الزراعية ولعجزنا عن إنبات حبة واحدة على سطح الأرض ولهذا تعد المياه أهم المصادر الطبيعية الكرة الأرضية , ولان الكرة الأرضية ذات موارد محدودة , والمياه باستعمالها يمكن أن تتحول إلى مصدر من مصادر التلوث والإفساد البيئي , ولذا يجب التحكم في جودة المياه إن آمكن لمنع تلوث البيئة.
ومياه الصرف الصحي مرتبطة ارتباطا وثيقا بتلوث المياه والتربة , ولهذا فانه من الضروري والحتمي معالجة مخلفات مياه الصرف الصحي والمخلفات السائلة عموما معالجة متكاملة , حتى لا تصل تلك المخلفات إلى مصادر المياه سواء استخدمت هذه المياه في أغراض منزلية أو ترفيهية أو في الزراعة .
ويجب أن تكون عملية معالجة وتنقية مياه الصرف الصحي والتخلص من المياه المعالجة والاستفادة منها عملية منظمة تراعي فيها جميع الظروف البيئية والاجتماعية والإنسانية , ولان معظم محطات معالجة مياه الصرف الصحي هي محطات بيولوجية فلهذا تعد المعالجة البيولوجية من أهم نظم المعالجة نظرا لمميزاتها العديدة .
ما هى مكونات مياه الصرف الصحى؟
تتكون مياه المجارى الصحية من المخلفات المنزلية والتى تشمل بقايا الدهون والاطعمة والمنظفات الصناعية المستعملة في الغسيل والتنظيف والمواد العضوية والمخلفات الآدمية كذلك المخلفات الصناعية وهي المياه المتخلفة عن المصانع وتحتوى على نسب مختلفة من المواد العضوية والكيماوية وهذا بالاضافة الى مياه الشطف لساحات المنازل حاملة معها الاتربة وبعض المواد العالقة

ما هى الاخطار الناجمةعنها خصوصا وانها تحمل مواد عضوية وكيميائية؟
ان الاخطار الرئيسية التى تكمن في مياه الصرف الصحي تتمثل في الجراثيم المرضية التى تنتقل مع مياه الصرف والحماة والتى يمكنها ان تتسبب في كثير من الامراض ومن اهم هذه الجراثيم المرضية الموجودة في مياه المجارى الصحية ومنها البكتيريا الضارة والتى تسبب مرض التيفوئيد والكوليرا والدوسنتاريا وغيرها من الامراض الاخرى المعدية والبروتوزوا الكائنات الاولية وهي كثيرة الانتشار في مياه الصرف الصحية وبعضها تنقل مرض الدوسنتاريا الاميبية بالاضافة الى الفطريات.

ما تاثير تلك الامور على الحياة البيئية؟
بالنسبة للبيئة فهناك اثار سلبية خطيرة لمياه الصرف الصحي تؤثر على حياة الانسان والمجتمع بطريقة مباشرة وهي الاثار البيئية الناتجة عن صرف مياه الصرف الى مياه البحر مما يؤدى الى تشويه الناحية الجمالية للشواطئ وانتشار الكثير من الجراثيم على المناطق الساحلية مما يؤدى الى اضرار صحية جسيمة لمرتادى هذه الشواطئ وعلى البيئة البحرية والفطرية هذا بالاضافة الى انتشار الروائح الكريهة المتمثلة في غازh2s
والذى يؤثر على الجهاز العصبي ويسبب امراض العيون والحساسية

وما السبل الاوفر بيئيا وصحيا للتخلص من مياه الصرف الصحي؟
نظرا للتقدم العلمى في كثير من المجالات والاهتمام المتزايد بحماية البيئة من التلوث فقد زادت القيود على التخلص من مياه الصرف الصحية وخاصة الناتجة عن المناطق الصناعية حيث لا يسمح التخلص منها بصرفها الى البحر او دفنها في الاراضى الفضاء واصبح لزاما على كثير من الصناعات وخاصة التى تنتج مخلفات شديدة التلوث ان تعالج هذه المخلفات داخل المصانع بصورة كافية عن طريق محطات تنقية خاصة قبل تصريفها الى شبكات الصرف الصحى او التخلص منها باى طريقة اخرى.

ما هي المراحل التى يتم المعالجة بها؟
المرحلة الاولى: المعالجة الفيزيائية والتى تشمل التخلص من المخلفات والشوائب العالقة بمختلف انواعها
بالاضافة الى التخلص من الرمال العالقة
المرحلة الثنائية:وتشمل المعالجة البيولوجية لمياه الصرف وفيها يتم اذابة الاكسجين الجوى في مياه المجارى وذلك لانعاش البكتيريا الهوائية والتى تقوم بدور فعال في تحويل مياه الصرف الصحي الى مياه قابلة للفصل (سماد- ماء) وتشمل احواض الترسيب التى يتم خلالها فصل الماء الصافي عن الحماة
المرحلة الثالثة:وهى المعالجة المعمقة ( الثالثة ) لمياه الصرف الصحي,وهى أكثر كفاءة من المعالجة البيولوجية التقليدية للوصول إلى القيم المسموحة لتراكيز الملوثات الخارجة مع المياه المعالجة...
حالات استخدام المعالجة المعمقة :‏
تأتي مرحلة المعالجة المعمقة ( الثالثة ) لمياه الصرف الصحي بعد مرحلة المعالجة البيولوجية ( الثانوية ) وتهدف إلى رفع كفاءة المعالجة لتصل حتى 99% بالنسبة لتخفيض قيمة مؤشر التلوث بالمواد العضوية القابلة للتحلل البيولوجي BOD5 بالإضافة إلى تخفيض تراكيز الآزوت و الفوسفور إلى القيم التي تسمح لها المواصفات ..ويمكن اللجوء إلى استخدام المعالجة المعمقة لمياه الصرف الصحي في الحالات التالية :‏
1- انخفاض قدرة التنقية الذاتية للمصادر المائية التي ستلقى فيها المياه‏
2- ضرورة تخفيض تراكيز الآزوت و الفوسفور في مياه الصرف المعالجة‏
3- عند فقر المنطقة بالمياه و ضرورة استخدام مياه الصرف المعالجة في النشاطات البشرية ثانية , وهذه الحالة مشابهة للحالة لدينا حيث من الضروري استخدام المياه المعالجة في الري وفي نشاطات أخرى‏
* أساليب المعالجة :‏
أما الأساليب المستخدمة في المعالجة المعمقة أو الثالثة فهي عديدة ويمكن استخدام عدد منها لمعالجة مياه الصرف, ومن هذه الأساليب :‏
1_التخلص من الفوسفور الزائد : ومصدره بعض مواد التنظيف المستخدمة في حياتنا اليومية و يمكن التخلص من الفوسفور الزائد بإضافة بعض المواد الكيميائية إلى مياه الصرف أثناء المعالجة وتحويل مركبات الفوسفور المنحلة إلى مركبات الفوسفور القابلة للترسيب ...ومن هذه المواد نذكر : مركبات الألمنيوم المائية - كبريتات الحديد...‏
ويمكن أن تتم عملية إضافة المواد الكيميائية قبل المعالجة البيولوجية أو أثناءها أو بعد المعالجة ,كما يمكن التخلص من الفوسفور الزائد بيولوجياً أيضاً من خلال اختيار نظام تشغيل لحوض التهوية تتم فيه عملية التهوية بشكل متقطع‏
2_التخلص من المركبات الآزوتية الزائدة : ومصدرها في مياه الصرف الصحي هو مخلفات الإنسان و الحيوان ويمكن التخلص من المركبات الآزوتية الزائدة بيولوجياً من خلال نظام تشغيل يضمن معالجة بيولوجية هوائية لفترة من الزمن يتبعها معالجة بيولوجية بغياب الأوكسجين لفترة ثانية من الزمن و يمكن تطبيق نظام التشغيل المذكور بأساليب عديدة في محطات المعالجة‏
3_ترشيح المياه : نالت عملية الترشيح في مجال معالجة مياه الصرف الصحي اهتماماً كبيراً في السنوات الأخيرة وذلك بسبب ارتفاع درجة المعالجة وتستطيع هذه الأحواض تخفيض درجة BOD5 بحدود 50-70%‏
إن أسلوب عمل أحواض ترشيح المياه معروف حيث تشكل طبقة الترشيح على الأغلب من الرمل السيلستي ذي حبات خشنة متجانسة نسبياً , كما يتم استخدام فحم الانتراسيت و الأحجار المسامية الخفيفة.... ويمكن إزالة الملوثات في حمض الترشيح من خلال عدة آليات هي:‏
أ - التصفية في الطبقة العلوية‏
ب- الترسيب في المسامات‏
ج_ الادمصاص على سطح حبات مادة الترشيح ( اي جذب الشوارد الكيميائية)‏
د- الفاعلية البيولوجية للأجسام المجهرية‏
4_الفصل الغشائي :‏
تستخدم طرق الفصل لزيادة كفاءة المعالجة بترشيح المياه المعالجة سابقاً ¯بيولوجياً) عبر أغشية لها القدرة على تمرير الماء وحجز بعض الجزيئات و المواد غير المرغوب فيها و تختلف طرق الترشيح و كفاءتها تبعاً للضغط المطبق على الماء أثناء الترشيح وتصنف هذه الطرق تبعاً لذلك كما يلي:‏
1_الترشيح الميكروفي و يبلغ الضغط المطبق 0,5-3 باراً ( قيمة الضغط الجوي)‏
2_ما فوق الترشيح و يبلغ الضغط المطبق 1-10 بارات ويستخدم في معالجة مياه الصرف ويمكن حجز المواد الكبيرة‏
3_التناضح العكسي : و يبلغ الضغط المطبق 20-100 بار وتستخدم هذه الطريقة لازالة الأملاح من المياه ,وكذلك المواد ذات الجزيئات الصغيرة ,, وتتعلق كفاءة الترشيح الغشائي بنوعية الغشاء و شكله ,فمنه يصنع على هيئة صفائح ومنه على شكل أنابيب وتصنع الأغشية من مواد مختلفة ومن مساوئ هذه الطريقة ارتفاع كلفة التشغيل نسبياً وحساسية الأغشية أمام الملوثات....‏
ونشير أخيراً إلى أنه إذا كان تركيز الفوسفور في مياه الصرف المدنية حوالي 10-20 غ/م3 فليس له تأِثير سام على الإنسان ولكنه يسبب نمو الأشنيات و الطحالب في الماء وبالتالي فقر المياه بالأوكسجين و خاصة في الأماكن العميقة مما يؤدي إلى تخمر ( تفسخ ) المواد العضوية في الماء وانتشار الرائحة و الطعم غير المحبب ...وإن المعالجة التقليدية لمياه الصرف الصحي تخفض تركيز الفوسفور من حوالي 15-20 في المياه الخامية إلى 10-15 في المياه الخارجة من المعالجة الميكانيكية ...لذلك لابد من معالجة معمقة لهذه المياه لازالة الفوسفور الزائد‏


يرجع استخدام تقنية المعالجة في كثير من الاحوال إلى النقص الشديد الذي تعانيه كثيرا من دول العالم في المياه الصالحة للشرب او نتيجة لتلوث مصادر المياه كما هو الحال في اكثر الدول الصناعية. وقد أدت هذه العوامل إلى البحث عن مصادر جديدة غير المصادر التقليدية والتي تحتاج بطبيعة الحال إلى تقنيات معالجة متقدمة بالإضافة إلى المعالجة متقدمة بالإضافة إلى المعالجة التقليدية.