ماذا تفعل محطة معالجة مياه الصرف الصحي

محطات معالجة مياه الصرف الصحي هي مرافق أساسية تعمل على تنظيف وتنقية مياه الصرف الصحي قبل إعادتها إلى البيئة. إنهم يلعبون دورًا حاسمًا في حماية الصحة العامة والنظام البيئي.

وفيما يلي تفصيل للعمليات النموذجية المشاركة في معالجة مياه الصرف الصحي:

المعالجة المسبقة:

يزيل الأجسام الكبيرة مثل الحطام والخرق والحصى.

قد يشمل الفحص أو الطحن.

العلاج الأولي:

يفصل المواد الصلبة عن مياه الصرف الصحي.

غالبًا ما يتضمن ترسيب الخزانات حيث تستقر المواد الصلبة في القاع.

العلاج الثانوي:

عملية بيولوجية تقوم بتكسير المواد العضوية باستخدام البكتيريا.

تتضمن عادةً خزانات التهوية أو عمليات الحمأة المنشطة.

العلاج الثالثي:

خطوة اختيارية لإزالة العناصر الغذائية الإضافية (النيتروجين والفوسفور) وتطهير مياه الصرف الصحي.

قد يشمل الترشيح أو الكلورة أو التطهير بالأشعة فوق البنفسجية.

التطهير:

يقتل البكتيريا والفيروسات الضارة.

غالبًا ما يستخدم الكلور أو الأشعة فوق البنفسجية أو الأوزون.

تصريف النفايات السائلة:

يتم إطلاق مياه الصرف الصحي المعالجة مرة أخرى إلى البيئة، غالبًا في الأنهار أو البحيرات أو المحيطات.

يمكن أن تختلف العمليات والتقنيات المحددة المستخدمة اعتمادًا على حجم المحطة، ونوعية مياه الصرف الصحي الواردة، واللوائح المحلية.

في معالجة مياه الصرف الصحي، تهدف المعالجة الثلاثية (المعروفة أيضًا بالمعالجة العميقة أو المعالجة المتقدمة) إلى إزالة الملوثات الغذائية والمواد الذائبة والمواد الصلبة العالقة الدقيقة والمواد العضوية غير القابلة للتحلل والملح من مياه الصرف الصحي. تتضمن هذه العملية عادةً مجموعة متنوعة من طرق الترشيح والتطهير. فيما يلي نظرة عامة على الأنواع المختلفة لطرق الترشيح والتطهير الثلاثية:

طرق الترشيح للمرحلة الثالثة

ترشيح الرمل (ترشيح الرمل)

الترشيح الرملي هو طريقة ترشيح فيزيائية تعمل على تصفية الجزيئات العالقة والغرويات الموجودة في مياه الصرف الصحي من خلال طبقة رملية. غالبًا ما تستخدم المرشحات الرملية في المرحلة النهائية من معالجة مياه الصرف الصحي لتحسين جودة النفايات السائلة.

التخثر

التخثر هو عملية إضافة مواد التخثر لتجميع الجزيئات الغروية والمواد العالقة الصغيرة في الماء إلى كتل أكبر للترسيب اللاحق أو إزالة الترشيح. تستخدم عملية التخثر على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الصحي لتحسين كفاءة المعالجة وجودة النفايات السائلة.

الترشيح الدقيق

الترشيح الدقيق (المعروف أيضًا باسم الترشيح الدقيق) هو تقنية ترشيح دقيقة يمكنها تصفية الجزيئات والبكتيريا بحجم الميكرون أو النانو في المحلول. غالبًا ما تستخدم أغشية الترشيح الدقيق في المعالجة الثلاثية لإزالة المواد العالقة الصغيرة والغرويات من مياه الصرف الصحي.

امتصاص الكربون المنشط

يستخدم امتصاص الكربون المنشط البنية المسامية وقدرة الامتصاص القوية للكربون المنشط لإزالة الملوثات مثل المواد العضوية الذائبة والكلور المتبقي والمعادن الثقيلة من مياه الصرف الصحي. هذه الطريقة فعالة بشكل خاص في المعالجة العميقة ويمكن أن تحسن بشكل كبير جودة النفايات السائلة.

التناضح العكسي

التناضح العكسي عبارة عن تقنية فصل غشائي تستخدم النفاذية الانتقائية لغشاء شبه منفذ لفصل المذيبات (مثل الماء) عن المواد المذابة (مثل الملح والمواد العضوية وما إلى ذلك) تحت الضغط. تُستخدم تكنولوجيا التناضح العكسي غالبًا في تحلية مياه البحر ومعالجة مياه الصرف الصحي العميقة، ويمكنها إزالة الملح ومعظم المواد العضوية من مياه الصرف الصحي بشكل فعال.

التبادل الأيوني

التبادل الأيوني هو تبادل الأيونات الموجودة على الراتينج مع الأيونات الموجودة في مياه الصرف الصحي لتحقيق غرض إزالة أو استعادة أيونات معينة في مياه الصرف الصحي. ولهذه الطريقة تأثيرات كبيرة في إزالة أيونات المعادن الثقيلة من مياه الصرف الصحي وتليين المياه.

طريقة التطهير

التطهير بالكلور

يعد التطهير بالكلور أحد أكثر طرق التطهير شيوعًا. تتم إضافة غاز الكلور وهيبوكلوريت الصوديوم والكلوريدات الأخرى إلى مياه الصرف الصحي، ويتم استخدام خاصية الأكسدة القوية للكلور لقتل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض في مياه الصرف الصحي. يتمتع التطهير بالكلور بمزايا تأثير التطهير الجيد والتكلفة المنخفضة، ولكنه قد يسبب مشاكل الكلور المتبقي.

التطهير بالأشعة فوق البنفسجية

يستخدم التطهير بالأشعة فوق البنفسجية التأثير الكيميائي الضوئي للأشعة فوق البنفسجية لتدمير بنية DNA أو RNA للكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض، مما يجعلها تفقد قدرتها على التكاثر وتحقيق غرض التطهير. يتمتع التطهير بالأشعة فوق البنفسجية بمزايا عدم وجود بقايا كيميائية أو منتجات ثانوية، ولكنه قد يتأثر بنوعية المياه، مما يؤدي إلى تأثيرات تطهير غير مستقرة.

تعقيم الأوزون

يستخدم تطهير الأوزون خصائص الأكسدة القوية للأوزون لقتل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض في مياه الصرف الصحي. يمكن لذرات الأكسجين وجذور الهيدروكسيل الحرة الناتجة عن تحلل الأوزون في الماء أن تدمر بسرعة بنية خلايا الكائنات الحية الدقيقة لتحقيق تأثير التطهير. يتميز التطهير بالأوزون بمزايا التعقيم الشامل وعدم وجود تلوث ثانوي، ولكن تكاليف الاستثمار في المعدات وتشغيلها مرتفعة.

طرق التطهير الأخرى

بالإضافة إلى طرق التطهير الشائعة المذكورة أعلاه، هناك أيضًا طرق تطهير مثل التطهير الحراري، والتطهير الإشعاعي، والتعقيم بالإشعاع المؤين، والتعقيم بالبلازما ببيروكسيد الهيدروجين. هذه الطرق لها مزاياها وعيوبها وهي مناسبة لسيناريوهات واحتياجات معالجة مياه الصرف الصحي المختلفة.

أنواع الوسائط المستخدمة في معالجة المياه

يعتمد نوع الوسائط المستخدمة في معالجة المياه على العملية المحددة والنتيجة المرجوة. فيما يلي بعض أنواع الوسائط الشائعة:

وسائط الترشيح

الرمل: يستخدم في المرشحات الرملية لإزالة المواد الصلبة العالقة وتقليل العكارة.

الأنثراسايت: نوع من الفحم يستخدم في المرشحات بسبب مساميته العالية وكثافته المنخفضة.

الحصى: يستخدم كطبقة داعمة في المرشحات ويمكن استخدامه أيضًا كوسيط مرشح بحد ذاته.

التراب الدياتومي (DE): مادة طبيعية مكونة من الدياتومات المتحجرة، تستخدم في مرشحات DE لإزالة الجزيئات الدقيقة جدًا.

الكربون المنشط: يستخدم لإزالة المواد العضوية والطعم والرائحة وبعض المواد الكيميائية.

راتنج التبادل الأيوني: يستخدم لإزالة المعادن الذائبة، مثل العسر، من الماء.

المرشحات الغشائية: تستخدم في عمليات الترشيح الغشائي لإزالة الجزيئات والكائنات الحية الدقيقة على أساس الحجم.

وسائل التطهير

الكلور: مطهر شائع يضاف إلى الماء لقتل البكتيريا والفيروسات.

الأشعة فوق البنفسجية (UV): تستخدم لقتل الكائنات الحية الدقيقة عن طريق تعريضها للأشعة فوق البنفسجية.

الأوزون: مطهر قوي يمكنه أكسدة الملوثات وقتل الكائنات الحية الدقيقة.

الجير: يستخدم لرفع درجة حموضة الماء ويمكن استخدامه أيضاً لإزالة العسر.

رماد الصودا: يستخدم لزيادة قلوية الماء.

وسائل العلاج البيولوجي

وسائط التصفية الحيوية MBBR: عبارة عن حاملات بلاستيكية ذات مساحة سطحية عالية تدعم نمو الأغشية الحيوية. يتم استخدامها في مفاعلات الأغشية الحيوية ذات الطبقة المتحركة (MBBRs) لمعالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية.

وسائط مرشح الكتلة الحيوية: عبارة عن كتل بلاستيكية ذات بنية قرص العسل التي توفر مساحة كبيرة لنمو الأغشية الحيوية. يتم استخدامها في أنظمة الترشيح الحيوي لمعالجة مياه الصرف الصحي.

تعبئة الأبراج العشوائية: هي مواد غير منتظمة الشكل تستخدم في مفاعلات الطبقة المعبأة لمعالجة مياه الصرف الصحي البيولوجية. أنها توفر مساحة كبيرة لنمو الأغشية الحيوية وتعزيز الاتصال الجيد بين الغاز والسائل.

وسائل الإعلام الأخرى

جهاز توضيح الأنبوب: هذه ليست وسيلة في حد ذاتها، ولكنها جهاز يستخدم سلسلة من الأنابيب لتحسين ترسيب المواد الصلبة العالقة في مياه الصرف الصحي.

المفاعل الحيوي الغشائي MB: هذا نوع من المفاعلات الحيوية الغشائية التي تجمع بين المعالجة البيولوجية والترشيح الغشائي. يمكن أن تكون الأغشية مصنوعة من مواد مختلفة، مثل البوليمرات أو السيراميك.

ناشر فقاعات القرص: هذا نوع من الناشر يستخدم سلسلة من الأقراص لتوزيع فقاعات الهواء بالتساوي في الماء. يتم استخدامه في أنظمة التهوية لمعالجة مياه الصرف الصحي.

ناشر أنبوب الفقاعات: هذا نوع من الناشر يستخدم أنبوبًا به فتحات صغيرة لإطلاق فقاعات الهواء في الماء. يتم استخدامه في أنظمة التهوية لمعالجة مياه الصرف الصحي.

مهوية الخلط الحلزونية: هذا نوع من المهويات التي تستخدم شفرة حلزونية لخلط الماء وإدخال الهواء. يتم استخدامه في أنظمة التهوية لمعالجة مياه الصرف الصحي.

آلة نزح المياه من الحمأة: هذه ليست وسيلة في حد ذاتها، ولكنها آلة تستخدم لنزح المياه من الحمأة. ويمكنه استخدام تقنيات مختلفة، مثل المرشحات الحزامية أو أجهزة الطرد المركزي.

يعتمد اختيار الوسائط على عوامل مثل جودة المياه وأهداف العلاج المرغوبة وفعالية الخيارات المختلفة من حيث التكلفة. على سبيل المثال، يعتبر الرمل والحصى غير مكلفين نسبيًا ويمكن استخدامهما في مجموعة متنوعة من تطبيقات الترشيح، في حين أن الكربون المنشط وراتنجات التبادل الأيوني أكثر تخصصًا وقد تكون أكثر تكلفة.