1- 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.
2– 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 .
3 – لمحـة تاريخيـة :
إن محطات المعالجة ليست وليدة الحاضر وإنما برزت الحاجة إليها منذ فترة طويلة من الزمن . فخلال القرن التاسع عشر وبسبب التصريف المستمر للمياه الملوثة الخام إلى الأنهار والمسطحات المائية وإلى الأراضي انتشر التلوث بشدة وتدهورت الصحة العامة وتفشت الأمراض مما دفع إلى إنشاء أنظمة الصرف الصحي وأنظمة المعالجة وصدرت التشريعات اللازمة لحماية الصحة العامة .
إن أول محطة معالجة في العالم ظهرت في بريطانيا عام ( 1885 ) وتبعتها الولايات المتحدة والتي تطورت قيها محطات المعالجة تباعاً كمايلي :
|
تم تأسيس محطة تجريبية لوضع معايير مياه مجاري في ولاية ماسا سوستش .
|
1886
|
–
|
|
تم إنشاء أول محطة معالجة بيولوجية ( فلتر رملي متقطع ) .
|
1887
|
–
|
|
ظهرت أول محطة مرشحات بيولوجية .
|
1901
|
–
|
|
استخدمت أحواض أمهوف لأول مرة .
|
1909
|
–
|
|
تم إستخدام الكلور في التعقيم .
|
1914
|
–
|
|
تم إنشاء أول محطة تعمل بالحمأة المنشطة .
|
1916
|
–
|
ومع ازدياد مستوى المعالجة ظهرت الحاجة إلى المعالجة الإضافية للحمأة والتخلص منها :
|
تم إستخدام الهضم الحراري المنفصل ومن ثم الهاضم الغازي .
|
1920
|
–
|
|
تم إستخدام المرشح الإنفراغي .
|
1921
|
–
|
|
تم إستخدام الحرق للحمأة .
|
1930
|
–
|
|
أصبحت تكنولوجيا معالجة مياه المجاري شائعة الإستخدام وصدرت التشريعات اللازمة للتصميم .
|
1935 – 1955
|
–
|
|
ظهرت برك التثبيت الإختيارية ، وخنادق الأكسدة والبرك العادية والتهوية المطولة والتثبيت بالتماس والمرشحات ذات المعدل العالي والبطيئة وظهرت الوحدات المدمجة .
|
1940 – 1950
|
–
|
|
تم تطوير إستخدام تكنولوجيا الهواء لفصل المواد الصلبة عن السائل .
|
1950 – 1960
|
|
|
ظهرت برك التثبيت المهواة والأقراص البيولوجية الدوارة والمعالجة الفيزيائية والكيميائية والمناخل الميكروسكوبية والهضم الهوائي للحمأة وعمليات نزع الفوسفور والنتروجين .
|
1960
|
–
|
|
تم وضع التشريعات اللازمة لحماية المصادر المائية من التلوث وتم وضع معايير خاصة للمياه الخارجة عن المعالجة تبعاً لمصدر التصريف أو كيفية إعادة الإستخدام ( للري أو الأستخدام الصناعي أو الإلقاء بالمسطحات المائية ) .
|
1965
|
–
|
وفي السنوات الأخيرة فإن 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 .
4- 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 ( 3 0 ) سنة مقبلة .
– دراسة الظروف المناخية للمدينة ( هيدرولوجياً ، هيدرو جيولوجياً ، المناخ السائد ، توضع المسطحات الخضراء ) .
– خطوط المواصلات الحالية والمستقبلية خصوصاً في منطقة المحطة .
– وجود خطوط للطاقة الكهربائية الحالية والمستقبلية وخطوط الماء والصرف وخطوط النفط أو الغاز …. الخ .
ب – 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 .
ت – 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 .
ث– 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 .
ج– 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 .
ح- 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 .
5- مراحل معالجة مياه المجاري :
تخضع مياه المجاري بشكل عام إلى مراحل المعالجة الرئيسية التالية :
1 – مرحلة المعالجة الإبتدائية .
2 – مرحلة المعالجة الأولية .
3 – مرحلة المعالجة الثانوية ( البيولوجية ) .
4 – مرحلة المعالجة الثلاثية .
5 – معالجة الحمأة .
وسيتم التطرق بالتفصيل لمراحل معالجة مياه المجاري إن شاء الله.
Design of Wastewater Treatment Plants, ASCE,USA,1998
ملاحظة: جميع محتويات الموقع ذات حقوق محفوظة و لايسمح بإعادة النشر أو الاستخدام إلا بعد أخذ إذن مدير الموقع حصريا” تحت طائلة المسؤولية.