مراحل معالجة المياه الصالحة للشرب

توفير المياه الآمنة

يعد الماء ضرورياً جداً للحياة، حيث يغطي حوالي ثلثي كوكب الأرض. كما أنه لا يخلو من أجسامنا لما له من أهمية كبيرة في عمل أجهزة الجسم، لكن ما يجب التنويه له أن أغلب المياه الموجودة في الطبيعة غير صالحة للشرب بشكل مباشر، فهي تحتوي على نسب متفاوتة من الميكروبات والأملاح وغيرها من المواد الأخرى، حيث يجب أن يتم اختيار المصدر المناسب لانتقاء المياه ومن ثم تصفيتها وأخيراً تعقيمها، حتى تصل للصنابير بشكل صحي وآمن.

وتُعدّ دولة الولايات المتحدة الأمريكية من الدول الأكثر أماناً من ناحية إمدادت المياه، وبناءً على ما أصدرته وكالة حماية البيئة فإن 286 مليون فرد يحصل على مياه صالحة للشرب عن طريق نظام مياه مجتمعي، حيث تخضع المياه لعدة مراحل علاجية وسلسلة من الاختبارات حتى تصل لصنبور المستهلك بصورتها النهائية، وتقوم وكالة حماية البيئة بتنظيم عمليات معالجة مياه الشرب في الولايات المتحدة الأمريكية، فهي التي تقوم بوضع مستويات الحدود العليا لتركيز الملوّثات الكيميائية المسموح بها.

خطوات معالجة مياه الشرب

التخثر والتلبد

يتم في هذه المرحلة إدخال مجموعة من المواد الكيميائية إلى الماء، ككبريتات الألمنيوم، أوكلوريد الأكاسيد، أو كبريتات الحديد، حيث تكون هذه المواد مشحونة شحنة موجبة لتحييد الشحنات السالبة الموجودة في المواد الصلبة كالأوساخ والطين، والأجسام العضوية المذابة. وبعد عملية التحييد تنتج جسيمات أكبر مقارنة بتلك التي كانت مرتبطة بالمواد الكيميائية المضافة. وبعد عملية التخثر يحدث ارتطام ميكروفلوكسين مع بعضها ومن ثم ترابطها لتشكل بعدها جسميات مرئية، يزيد حجمها بشكل مستمر لتصل إلى القوة والحجم المثاليين.

إقرأ أيضا:ما المقصود بالبنية التحتية لنقل الطاقة

الترسيب

بعد إعداد الجسيمات ووصولها للحجم والقوة المناسبة تبدأ مرحلة الترسيب في أحواض ترسيب واسعة وكبيرة، حيث يتم عن طريقها استقرار المواد العالقة في القاع، وسقوط الأجسام الصلبة للأرضية، فحجم الجسيمات يساعد في غرقها السريع، وتعد هذه العملية مهمة جداً في معالجة مياه الشرب ويجب أن تتم عملية الترسيب بشكل مستمر حتى يصل الماء بشكل آمن إلى المستهلك، وما يميز هذه المرحلة بأنها غير مكلفة.

الترشيح

في نهاية مرحلة الترسيب تكون الجسيمات قد استقرّت في الأسفل، لكن هنالك جسيمات أخرى ذات حجم صغير جداً لا تزال مستقرة في المياه الصافية، ومن الأمثلة عليها الغبار، والطفيليات، والفيروسات، والمواد الكيميائية، والبكتيريا، حيث يمر الماء في عملية الترشيح عبر جسيماتٍ ماديةٍ متفاوتةٍ في حجمها وتركيبها. ومن الممكن أن يكون الترشيح إما بالرمل، أو الفحم، أو الحصى، وقد استخدم الترشيح بالرمل لأكثر من 150 سنة، حيث كان يمزج العمليات البيولوجية، والفيزيائية، والكيميائية في آن واحد، أما بالنسبة لنتائجه فهي إيجابية وقادرة على إزالة البكتيريا المسببة لأمراض الجهاز الهضمي من الماء، وقد تتطلب هذه الطريقة مضخات تعمل بواسطة الطاقة، وأيدٍ عاملة، حيث يجب متابعة التنظيف، وتوفير طاقة مستمرة، مما يؤدي إلى تكلفة باهظة مقارنة بالمراحل الأخرى.

التطهير

تعد هذه المرحلة آخر مرحلة بعد عملية المعالجة التي تمت للمياه، حيث تتم في هذه المرحلة تطهير المياه عن طريق إضافة مواد مطهرة إلى إمدادات المياه، مثل الكلورامين، والكلور. ونوع الكلور المستخدم لتطهير المياه الصالحة للشرب هو مونوكلورامين. وما يميز هذه العملية هي حماية مياه الشرب من الجراثيم التي قد يتعرض إليها أثناء التوزيع، حيث يتم توزيع المياه على المستهلكين عبر أنابيب يتم وصلهل بالمدارس، والبيوت، والشركات، وغيرها من الأماكن.

إقرأ أيضا:ما هي اهم مصادر الطاقة

معالجة الماء الخام

المياه الطبيعية هي عبارة عن مياه الينابيع، والمياه الجوفية، والأنهار، وتعد هذه المياه غير صالحة للشرب وذلك لاحتوائها على مواد منحلة، وأملاح معدنية، وغازات ذائبة، ومركبات عضوية، وجراثيم، كما أنها تحتوي على مواد صلبة، ولكي تحول إلى مياه صالحة للشرب لا بد من علاجها، عن طريق التحليلات اللازمة عليها كتحديد اللون، والطعم، والرائحة، وإزالة العسر الدائم، حيث تحتوي المياه على كميات من الأملاح، ونترات وكبريتات الكالسيوم والصوديوم والمغنيسيوم وبهذه المواد سيكون الماء قلوياً وغير صالح للشرب، حيث إن نسب هذه المواد العالية تؤدي إلى اضطراباتٍ في الجهاز الهضمي والعصبي والبولي، وارتفاع ضغط الدم، كما أنها تؤثر على الكلى وتؤدي إلى تكون الحصى فيها. وللتخلص من أيونات الكالسيوم والمغنيسوم الموجودة في الماء لا بد من وجود أيون البيكربونات، حيث يمكن إزالة عسر هذا الماء عن طريق إضافة كربونات الصوديوم حيث تعمل على ترسيب الأيونات الموجودة في الماء، وسميت كربونات الصوديوم قديماً بصودا الغسيل حيث كان الناس يقومون بإضافتها لمياه غسيل الملابس. ويمكن إزالة عسر الماء أيضاً عن طريق التقطير، وهي طريقة مناسبة لمياه البحار المالحة، حيث يتم الحصول بواسطتها على مياه عذبة.

تحلية المياه

تحلية المياه: هي العملية أو المرحلة التي يتم عن طريقها إزالة كمية الأملاح الزائدة الموجودة في المياه، حتى تصبح صالحة للاستهلاك (للشرب أو للزراعة). وتعد هذه العملية مهمة للعديد من الدول التي تعاني من شح المياه ونقص الموارد المائية الموجودة فيها، حيث تشير الإحصاءات إلى وفاة مئات الألوف من الناس بسبب تلوث المياه وشح المياه الصالحة للشرب والزراعة. كما أن تحلية المياه تحتاج للطاقة التي تعد عائقاً عند بعض الدول الفقيرة، وتتم التحلية بعدة طرق وهي: التقطير، أو استخدام الأغشية، أو عن طريق البلورة والتجميد.

إقرأ أيضا:مراحل معالجة المياه المستعملة

معالجة مياه الصرف الصحي

تعاني العديد من دول العالم نقصاً شديداً في كميات المياه الصالحة للشرب، وذلك نتيجة تلوث مصادر المياه أو شحها، ولهذا السبب فقد تم البحث عن مصادر أخرى غير تقليدية حيث تحتاج هذه المصادر إلى تقنيات معالجة متقدمة ومتطورة إضافة للمعالجة التقليدية، وفيما يأتي تعداد لمراحل معالجة مياه الصرف الصحي:

• المعالجة الأولية:
  • الترشيح عن طريق القضبان المتوازية: حيث تعتمد هذه المرحلة على مبادئ فيزيائية تستخدم لتنقية المياه، فهي تبدأ أولاً بإزالة النفايات ذات الحجم الكبير عبر شبكة من القضبان المتوازية.
  • إزالة الشحوم: تقوم هذه المرحلة بعملية إزالة الشحوم النباتية والحيوانية العالقة بالماء عند توريده إلى المحطة، وذلك لتجنب تلطخ المنشآت، وتسرب هذه الشحوم للمياه المعالجة الموجودة خارج المحطة، أما بالنسبة لكيفية إزالة الشحوم فتتم عن طريق المزيلات المهيأة والحواجز المغطسة، وغيرها.
• المعالجة الابتدائية: يتم عن طريق هذه العملية تمرير المياه المتأينة، بهدف ترسيب المواد العضوية الكبيرة، عن طريق المرسب العمودي، أو المعالجة البيولوجية.
• المعالجة الثانوية: حيث يتم عبر هذه العملية معالجة المياه بطرق كيميائية وبيولوجية.

ومع مرور المياه بهذه المراحل إلا أنها تبقى غير عذبة وغير صافية حيث تفرز روائح كريهة للغاية وذلك لأنها ما تزال تحتوي على جوامد مجهرية لا يمكن ترسيبها بواسطة المراحل السابقة.