دور المعامل لمتابعة كفاءة وحدات المعالجة بمحطات معالجة مياه الصرف الصحى

  1. مقدمة

ما صممت وانشئت مشروعات معالجة مياه الصرف الصحى وتكلف البعض منها الملايين من الجنيهات هباء بل لتشغيلها والاستفادة الكاملة من كافة وحداتها بأقل التكاليف والحصول من كل وحدة معالجة على النتائج المرجوه منها وبأعلى كفاءة، فالتشغيل الجيد هو حصيلة لما سبق أن بذل من جهد فى التصميم والتنفيذ وما صرف فى سبيلهما من مال، والتشغيل السيئ ينتج عنه معالجة ضعيفة بل وقد يعطى نتائج عكسية.

وطبقا لما سبق توضيحه من تعليمات يجب أن يتم التشغيل دون أى إهمال أو تقصير أو تبذير بل يجب أن يتم بكل دقة وعناية ودراية تامة بكافة الأغراض من وحدات المعالجة المختلفة وتشغيلها طبقا لمتطلبات كل تصرف فى كل فترة من فترات الليل والنهار على طول العام لنحصل على أعلى كفاءة.

يجب أن يتم التشغيل دون أى إهمال أو تقصير أو تبذير , بل يجب أن يتم بكل دقة وعناية ودراية تامة بكافة الأغراض من وحدات المعالجة المختلفة وتشغيلها طبقا لمتطلبات كل تصرف فى كل فترة من فترات الليل والنهار على طول العام لنحصل على أعلى كفاءة.

ولمتابعة محددات التشغيل الجيد  وكفاءة ازالة الملوثات لوحدات معالجة مياه الصرف الصحي يجب الاستعانة بالفحوصات والاختبارات المعملية التي تتم داخل المعامل وداخل مواقع الوحدات لمعرفة كفاءة كل وحدة ومعرفة كفاءة مشروع المعالجة ككل .

  1. ادوار معامل الصرف الصحي داخل مشاريع المعالجة

تؤدي المعامل ادوارا هامة داخل مشاريع معالجة مياه الصرف الصحي , فنقوم بتحديد خصائص المياه الخام التي سوف يتم معالجتها من خلال التحاليل التي تحدد هذه الخصائص مثل تركيز المواد العضوية الذائبة والتي يتم تقديرها بقياس تركيز الاكسيجين الحيوي المطلوب BOD وأيضا بتركيز الاكسيجين الكيميائي المستهلك COD, وتركيز النيتروجين بقياس تركيزات الامونيا والنيتروجين العضوي ) نيتروجين كلداهل الكلي الذي يتم قياسه أيضا ( والنترات والنيتريت والنيتروجين الكلي) ويشمل صور النيتروجين السابقة كلها ( وتركيز الفوسفور الكلي والخصائص الفيزيائية مثل درجة الحموضة ودرجة الحرارة والعكارة وتركيز المواد الصلبة العالقة الكلية والزيوت والشحوم …الخ , واقوم بعمل اختبارات التشغيل مثل وتركيز المزيج المخلوط للمواد الصلبة العالقة  MLSS وحسابات التشغيل المبنية علي الاختبارات مثل نسبة الغذاء للكائنات   وعمر الحمأة وتركيز الحمأة النشطة الراجعة  ومعدل تدفقها ومعدل تدفق الحمأة االزائدة..الخ. وحركية الكائنات الحية المستخدمة في المعالجة .

وبصفة عامة تؤدي المعامل المهام الهامة التالية:

  • جمع عينات ممثلة لجميع مراحل المعالجة بالمشروع
  • تجهيز العينات وتحضيرها تمهيدا لفحصها واختباراها
  • تحليل وفحص واختبار العينات
  • اصدار النتائج الخاصة بالأختبارات في تقارير واضحة
  • عمل بعض حسابات التشغيل بناء علي النتائج المعملية
  • متابعة عمليات المراقبة والتشغيل التي تتم داخل المحطة للوقوف علي بعض المشاكل ومنع حدوث الأخطاء.

ويجب أخذ عينات على فترات زمنية بالليل والنهار دوريا ( وبالأخص لأعمال المعالجة الكبيرة) من عند مدخل ومخرج كل وحدة بل ومن بعض نقط بداخلها للتأكد من قيام كل منها بواجبها على أكمل وجه واكتشاف أى عيب بها ومكانة للعمل الفورى على إصلاحه ولعدم التخلص من السبب النهائى الخارج من عملية المعالجة إلا بعد التأكد من مطابقته للمعايير الواجب توفرها وإلا رفع وأعيد معالجته.

  1. عينات مياه الصرف الصحى قبل (الخام) وأثناء وبعد المعالجة (مياه صرف صحى معالجة)

من أهم ما يجب أن يعتنى به عند تحليل مياه الصرف الصحى هو الآتى:

١- أن تكون العينة ممثلة تمثيلا  صحيحا لما هو مطلوب تحليله سواء كانت العينة للمياه الخام أو للمياه الداخلة بالوحدات المختلفة أو الخارجة منها وكذلك المواد المزالة من مياه الصرف الصحى كالحمأة والخبث الطافى والغازات.

٢- أن يتم إجراء التحاليل بكل دقة.

٣- إن انتخاب العينة الممثلة تمثيلا صحيحا لمياه الصرف الصحى أمر صعب إذا أن تركيز مياه الصرف الصحى يختلف من ساعة لأخرى بل يختلف باختلاف عمقها بالقنوات أو الأحواض فيستحسن أخذ عينات فى وقت واحد من عدة أعماق منها، وقد تؤخذ العينات يدويا أو ميكانيكيا.

٤- يجب أن تكون كمية العينة كافية للتجربة وأن توضع بزجاجات نظيفة ومراعاة عدم تغيير خصائص العينة نتيجة لعبوتها فمثلا لا تستخدم أغطية زجاجات من الفل أو الكاوتشوك بل يجب أن يكون غطائها من الزجاج وأن يكون محكما، كما يجب ألا تتعرض للجو العينات المأخوذة لتجارب الأكسجين الذائب أو الأكسجين الحيوى الممتص، والعينات التى يتأخر تحليلها لعدة ساعات قليلة قبل تحليلها يجب أن تحفظ فى جو بارد أما إن تأخر تحليلها مدة حوالى ٥ ساعات من وقت جمعها وجب التحفظ عليها بالكلورفورم أو حامض الكبريتيك طبقا للطرق المتبعة، ويجب عدم استخدام الكلورفورم لحفظ العينة إن كان بها دهون.

٥- يجب تحليل العينات المأخوذة للتحليل البكتريولوجى بأسرع مايمكن ولايزيد المدة من وقت أخذ العينة حتى بدء اختبارها عن ٦ ساعات وأن تحفظ العينة خلال هذه الفترة فى درجة مئوية، ويجب ألا تصل لدرجة التجمد، وعينات الحمأة تؤخذ حرارة تتراوح بين ١٠ ،٤ من عدة نقط من قاع الحوض وعلى فترات وتمزج العينات مع بعضها مزجا جيدًا ويؤخذ منها الكمية اللازمة للاختيار والعينة التى لا يبدأ اختبارها فى خلال ساعات قليلة من أخذها يجب أن تحفظ فى زجاجات مانعة لدخول الهواء لمنع أى تطاير من العينة ويجب ألا يتأخر تحليلها عن أيام معدودة، ويجب الحيطة عند فتح الزجاجات المقفلة المحتوية على عينات الحمأة وبالأخص إذا كانت مخمرة وذلك بتغطيتها بقطعة قماش سميكة عند فتحها لمنع أى انفجار قد يحدث نتيجة ما هو متراكم بها من غازات.

٦- يجب أن يتوفر بالمعمل جميع الكيماويات وبالأجهزة اللازمة للاختبارات المختلفة وقد انتشر الآن استخدام الأجهزة الحديثة التى تقوم بالتحاليل المعقدة فى دقائق محدودة وبدقة تامة تحت إشراف الكيميائى المختص وهى التى كانت تحتاج لساعات أو أيام لإجرائها ويجب أن تراعى إجراء التحاليل بكل دقة إذ على أساسها تستمر عملية التشغيل على ما هى عليه أو يتم تعديلها وتغييرها طبقا لما تدل عليه التحاليل من نقص فى كفاءة إحدى الوحدات أو أى جزء منها، كما أن على أساسها يسمح بصرف السبب النهائى الخارج من أحواض المعالجة أو إرجاعه بالتالى لإعادة معالجته.

وتجري العديد من الأختبارات علي مياه الصرف خلال مراحل المعالجة المختلفة بدا من دخول المياه محطة المعالجة وانتهاء بصرف المياه المعالجة في المسطحات المائية او لاغراض الري والزراعة .ولذلك فانه لابد من معرفة أهم الأختبارات المحددة لكفاءة ومستوي معالجة مياه الصرف .وتتم الأختبارات بجمع عينات من الاماكن المختلفة لوحدات المعالجة وعلي فترات زمنية محددة تبعا لقواعد وأسس قياسية موضوعة ومعترف بها ويتم تحليلها داخل مختبر مجهز لهذا الغرض .

  1. اختبارات وفحوصات مياه الصرف

هناك ثلاث أنواع من الأختبارات تجري علي المخلفات السائلة( مياه الصرف) وعلي المياه المعالجة وهي كالاتي :-

  • الأختبارات الفيزيائية Physical Tests
  • الأختبارات الكيميائية   Chemical Tests
  • الأختبارات البكتريولوجية Bacteriological Tests

4-1.الأختبارات الفيزيائية لمياه الصرف الصحي Physical Tests of Sewage Water

الأختبارات  الفيزيائية هي الأختبارات التي تعتمد علي الخواص الفيزيائية للعينات المراد قياسها مثل الحرارة والعكارة والحجم. وتشمل اهم الأختبارات الفيزيائية لمياه الصرف الصحي ما يلي :-

–  درجة الحرارة Temperature

–    قيمة الآس الهيدروجينيpH

–  العكارة Turbidity

–  المواد القابلة للترسيب  Settable  Solids

– المواد الصلبة الكلية  Total Solids

–  حجم الحمأة  Sludge Volume

– معامل حجم الحمأة

– المواد العالقة الكلية Total Suspended Solids

– المواد العالقة المتطايرة Volatile Suspended Solids

– المواد الصلبة الجافة Dry Solids

4-2.الأختبارات الكيميائية لمياه الصرف الصحي Chemical Tests of Sewage Water

الأختبارات الكيميائية هي الأختبارات التي تعتمد علي الخواص الكيميائية للعينات المراد قياسها مثل الخواص العضوية والغير عضوية , وتعتمد علي قياس محددات معينة أو عناصر معينة في عينات مياه الصرف.  وتشمل اهم الأختبارات الكيميائية لمياه الصرف الصحي ما يلي :-

– المواد الصلبة الذائبة Dissolved Solids
– الأكسجين  الذائب Dissolved Oxygen

 

– معدل إستهلاك الأكسجين Oxygen Consumption Rate
– معدل تثبيت النتروجين ( النيترة) Nitrification Rate
– الأكسجين الحيوي المطلوب Biochemical Oxygen Demand
– الأكسجين الكيمائي المستهلك Chemical Oxygen Demand
– الزيوت والدهون الكلية Total Oil and Grease
– النتروجين الكلي Total Nitrogen
– الأمونيا Ammonia
– النترات Nitrate
– النيتريت Nitrite
– الفسفور Phosphorous
– الكبريت Sulfur
– الكلوريدات Chlorides
– الكلور المتبقي Residual Chlorine
– القلوية الكلية Total Alkalinity
– الأحماض  المتطايرة Volatile Acids

4-3.الأختبارات البكتيريولوجية لمياه الصرف الصحي Bacteriological Tests of Sewage Water

الأختبارات البكتيريولوجية هي الأختبارات التي تكشف مدي وجود وكمية وتركيز نوع أو اكثر من البكتيريا في مياه الصرف , والأختبارات التالية تشمل اهم الأختبارات البكتريولوجية التي تجري علي مياه الصرف :

–   بكتريا القولون الكلية                  Total  Coliform

–   بكتريا القولون البرازية      Fecal Coliform

–  الفحص الميكرسكوبي  Microscopic Examination

 

أحمد أحمد السروي

إستشاري الدراسات البيئية

 

المراجع العلمية

  1. خلفية علمية عن تنقية وتوزيع مياه الشرب وتجميع ومعالجة مياه الصرف الصحي, مشروع دعم قطاع مياه الشرب والصرف الصحي, الوكالة الأمريكية للتنمية الدولية , 2012.

2.احمد السروي , فحوصات واختبارات مياه الصرف الصحي  , دار الكتب العلمية , 2019

العلاقة بين تطبيق نظم  توكيد الجودة في معامل مياه الشرب وبين دقة النتائج المعملية

1.مقدمة

يعتبر الحصول علي نتائج دقيقة موثوق فيها هدف اسمي يسعي الي تحقيقه كل العاملين والمهتمين بمجال الاختبارات المعملية , سواء كانت فيزيائية او كيميائية او بيولوجية .

فالمعامل القائمة في المؤسسات العلمية والصناعية والبيئية مثل معامل المياه والصرف ذات اهمية كبري , فهذه المعامل تعمل علي مراقبة وتوكيد جودة المنتج الا وهو المياه المنتجة او مياه الشرب المنقاة بحيث تتوافق هذه المياه مع المواصفات القياسية الموضوعة  , مما يهدف الي تطوير تقنيات معالجة المياه وضمان جودتها وسلامتها .

فكل التطبيقات العلمية الحديثة قد افرزتها مؤسسات تمتلك معامل اختبارات تطبق احدث نظم الجودة في الادارة ومنها ضبط و توكيد الجودة  للحصول علي ادق النتائج .

 

 

 

 

والدقة Accuracy  هي مقدار تباعد القيمة المقاسة للعينة من القيمة الحقيقية لها. ومن ثم فان الهدف التي تسعي اليه المعامل هو الحصول علي نتائج دقيقة وصحيحة تعبر تعبيرا صحيحا علي مكونات وخصائص وتركيب العينة.

2.أهمية تطبيق نظم  توكيد الجودة

فهناك خطأ شائع لدى العاملين في المعامل وخارجها وهو أن عدم الحصول على نتائج موثوقة،يتعلق بعملية التحليل نفسها، وهذا في الواقع غير صحيح .فعدم التطبيق الكامل لانظمة ضبط وتوكيد الجودة داخل المعامل من اهم الاسباب التي تؤدي للحصول علي نتائج غير دقيقة وهذا ما سوف تحاول الدراسة اثباته.

يهدف نظام الجودة بالمعمل الي تقليل نسبة الخطأ قي نتائج الاختبارات المعملية , وهذا النظام هو جزء من نظام توكيد وضمان الجودة (Quality Assurance System ) الذي يعمل علي تطوير الانظمة الادارية في الجودة و العمليات التنفيذية والفنية داخل المعامل  للتأكد من كفاءتها ودقة النتائج المعملية .

تنص مواصفة الطرق القياسية لاختبار المياه ومياه الصرف  Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 20 Ed   علي ضرورة تطبيق انظمة ضبط وتوكيد الجودة لمعامل المياه وذلك من اجل الحصول علي نتائج موثوق فيها يتم تحليلها لعمل المراقبة والتحكم لعمليات معالجة وتشغيل محطات تنقية مياه الشرب. ومن هنا نتبين اهمية النتائج المعملية داخل معامل مياه الشرب .

ومن ثم فلابد ان يتوافر نظام لضبط الجودة بالمعمل يعتمد علي الانشطة والتقنيات التحليلة اي عمليات التحليل نفسها وهو يعني بدقة النتائج ومصداقيتها , ثم نظام توكيد الجودة وهو خاص بتوكيد جودة جمع العينات وجودة الاختبارات والمعايرة من خلال تقييم ودراسة  النتائج و تحليلها احصائيا ومقارنتها بنتائج اخري قياسية معتمدة .

3.عمليات ضبط الجودة في المعامل

يمكننا تعريف ضبط الجودة داخل المعمل بانه الانشطة والتقنيات التي تستخدم لتحقيق متطلبات مواصفة قياسية معينة وبالنسبة لمعامل المياه والصرف تعد مواصفة الطرق القياسية لاختبار المياه ومياه الصرف هي المواصفة المعتمدة لهذه المعامل طبقا لتوصيات الوكالة الامريكية لحماية البيئة  وطبقا لهذه المواصفة فان عمليات ضبط الجودة تشمل الاجراءات التالية :

  • اجراء تجارب بلانك Blank
  • قياس متكرر (Duplicate)
  • تحليل عينات مضاف اليها تركيزات معلومة spike
  • اصدار رسوم الضبط البيانية بنوعية التحاليل
  • استخدام عينات مرجعية

4.نظام توكيد الجودة بالمعامل

يمكن تعريف توكيد الجودة  بانه جزء من ادارة الجودة  يركز علي اعطاء التوكيد والثقة بان كافة متطلبات الجودة سوف تتحقق ويتم الوفاء بها من خلال اجراءات معينة.

ويهدف نظام توكيد الجودة بالمعمل للاهداف التالية:

  • التاكد من ان البيانات ( النتائج والتقارير المعملية) الناتجة من المعمل دقيقة ويمكن الاعتماد والوثوق فيها.
  • التأكد من ان العينات المأخوذة ممثلة لمجتمع البحث أو الدراسة.
  • التأكد من ان جميع العمليات المعملية معتمدة حسب المواصفات القياسية الموضوعة.
  • التأكد من ان جميع المعدات والاجهزة قد تم معايرها وضبطها طبقا المواصفات القياسية الموضوعة.
  • التأكد من ان الاجراءات التصحيحية الجيدة فعالة وتطبق عند الحاجة اليها .

وتسعى المعامل التحليلية في العالم دائماً إلى إعطاء نتائج تحليلية صحيحة ودقيقة وإلى إثبات مستوى الدقة والصحة التي تتميز بها نتائجها ، ويتحقق ذلك من خلال تطبيق نظم ضمان الجودة وإدخال آليات ضبط الجودة في متن العمليات التحليلية اليومية بشكل منهجي ومنظم.

وكما هو معلوم من خلال معايير جودة القياسات والتحاليل أن تكون دقيقة وصحيحة وقابلة للمقارنة ،  ولهذا فإن برامج ضبط وتوكيد الجودة تعدّ أداة لتقييم صحة النتائج التحليلية وقابلية مقارنتها ً.

ومن ثم فان تطبيق نظم ضبط وتوكيد الجودة من اهم الطرق للحصول علي نتائج موثوق فيها ذات درجة عالية من المصداقية , من خلال اكتشاف وتحديد ومنع االخطاء وتقليل المشكلات خلال انشطة المعمل اليومية , ومن خلال التدقيقوالمراجعة المستمرة لمدي توافق هذه الانشطة مع المعايير والمقاييس الموضوعة من قبل المواصفات القياسية.

ومعامل مياه الشرب  يجري فيها العديد من الاختبارات الكيميائية والفيزيائية التي تحدد درجة تنقية مياه الشرب الملوثة خلال وحدات المعالجة الفيزيائية والكيميائية , وهذه الاختبارات هي من محددات التشغيل الجيد لهذه المحطات , وتتم  هذه الاختبارات بصورة روتينية يومية مما يستلزم التأكد من جودة هذه الاختبارات ودقتها. ويتم ذلك من خلال نظام دقيق لضبط وتوكيد الجودة يشمل الأفراد والأجهزة  والكيماويات وتقنيات وطرق الاختبارات نفسها ونظام العمل نفسه داخل المعامل.

بقلم

أحــمــد السـروي

إستشاري جودة المختبرات والبيئة

 

المراجع العلمية

  • نظم الجودة في المختبرات, احمد السروي ,2009 , مركز تطوير الأداء والتنمية.
  • , احمد السروي , معايير السلامة والجودة في المعامل,2009 , الدار العالمية للنشر والتوزيع.
  • المتطلبات العامة لضمان كفاءة اداء معامل المعايرة والأختبارالمواصفة الدولية  الايزو 17025 لعام 2005 .