The first episode in the treatment and desalination of sewage
نبدأ بمشيئة الله مع حضراتكم رحله جديدة
( لمعالجة مياه الصرف الصحى )
نبدأ الحلقه الاولي :
1-في البدايه يجب أن نعرف أن مياه الصرف تنقسم من حيث مكان المنشأ إلى:
- مياه مجاري منزلية أو مياه صرف بلدية:
وهي تلك المياه المصروفة من المنازل بعد استعمالها، مثل صرف الحمامات والمطابخ والمغاسل والمراحيض. ويطلق عليها عند اختلاطها مع صرف المحلات التجارية والمباني الحكومية والتعليمية والترفيهية وما شاﺑﻬها بمياه الفضلات البلدية.
- مياه مجاري صناعية
: وهي تلك المصروفة من المنشآت الصناعية بعد استعمالها.
2- شبكات جمع مياه الصرف
تنقسم شبكات جمع ونقل مياه الصرف إلى ثلاثة أقسام رئيسية، وذلك حسب طبيعة المياه المنقولة بداخلها، وهي:
أ. شبكات الصرف الصحي
– تتولى جمع ونقل وتصريف مخلفات كل من المنازل والمصانع والمحلات التجارية.
ب. شبكات صرف مياه الأمطار
– تتولى جمع ونقل وتصريف مياه الأمطار من على الشوارع وأسطح
البيوت وما شابه.
ج. شبكات صرف مشتركة– تتولى جمع ونقل مياه الصرف الصحي ومياه الأمطار معًا في شبكة واحدة مشتركة.
٣ مكونات وخصائص مياه الصرف
تحتوي مياه الصرف على ما نسبته 99.9% من الماء والباقي مواد عضوية وغير عضوية تمت إضافتها للمياه نتيجة استعمالها كناقل للرواسب أو ما أضيف إليها أثناء الاستعمال،
والشكل رقم ١ يبين مكونات مياه الفضلات ونسب تركيزها ومصدر هذه الملوثات الذي يمكن أن يكون إنسانيا أو حيوانيا أونباتيا.
تشكل المواد العضوية ٧٠ % من إجمالي المواد المتواجدة في مياه الفضلات ، في حين تشكل المواد غيرالعضوية الباقي
. وتتكون المواد العضوية من مجموعة مركبات تحتوي غالبا على الكربون والأكسجين
والهيدروجين والنيتروجين، بالإضافة إلى الكبريت والفسفور والحديد أحيانًا
. ومن أهم هذه المركبات
البروتينات وتشكل ٦٥ % من إجمالي المركبات العضوية، والكربوهيدرات وتشكل ٢٥ % منها والدهون
وتشكل المتبقي منها. أما المواد غير العضوية فهي عبارة عن مركبات من الكبريتات والكلوريدات والفسفور
. والمعادن الثقيلة ( كما هو موضح بالشكل التالى شكل رقم (1)
– مكونات مياه الصرف ونسب تراكيزها ومصادرها المختلفة
وتعتبر هذه المواد، سواء العضوية أو غير العضوية المتواجدة في مياه الفضلات، ملوثات. وهي تتواجد في الماء
إما بشكل معلق أو ذائب. أما المعلق منها فمن السهل إزالته عن طريق الترسيب،
وأما الذائب منها فيصعب إزالته عن طريق الترسيب. أما المواد الذائبة عضوية كانت أو غير عضوية فإن إزالتها أكثر صعوبة،
وهناك جزء كبير من المواد العضوية قابلة للتحلل مثل مركبات السكر والكحول وغيرها وهي التي تشكل مصدرا غذائيا للبكتيريا والأحياء الدقيقة.
قياس درجة التلوث ومقدار المعالجة:
وهو يعتبر صلب حلقتنا اليوم وتنقسم إلي:
- اختبار الطلب الكيميائي الحيوي على الأكسجين (BOD)
تقاس درجة التلوث وكفاءة المعالجة بواسطة إجراء فحص الطلب الكيميائي الحيوي الأقصى من الأكسجين لمياه الصرف. وهو يعرف بالاحتياج الاكسجين الحيوي كميائي وهو الاكثر شيوعا لتقدير قوة مياه صرف المدنيه او الصرف الصناعى وأوسع تطبيقاته يكمن في قياس حمولات الصرف الواردة إلى محطات المعاجة وفى تقوية كفاءة أنظمة المعالجة
ويجرى هذا الفحص من أجل معرفة كمية الأكسجين القصوى التي تتطلبها (BOD)
البكتيريا الهوائية لأكسدة الملوثات العضوية القابلة للتحلل الهوائي، ومن ثم تحطيمها وتحويلها إلى نواتج غيرعضوية. ويمكن تمثيل عمل الجراثيم هذا كيميائيا بالتفاعلات التالية:
ويستغرق إجراء هذا الفحص مدة طويلة قد تتعدى العشرين يومًا، هذا فضلا عن أن هنالك عوامل عديدة
مثل الحرارة وطبيعة المياه تؤثر على نتائجه . لذا فقد اتفق العاملون في هذا الحقل على اعتماد نتيجة هذا
الاختبار بعد انقضاء خمسة أيام على إجرائه وتحت درجة حرارة مقدارها20 درجه مئوية فال(BOD ) بتعريف اوضح هو كمية الأكسجين المستخدمة من تجمعات مختلطة من العضويات المجهرية في الأكسدة الهوائية (للمادة العضوية في عينة مياه الصرف)تحت درجة حرارة 20 درجة مئوية ضمن حاضنة هوائية او حمام مائى يوضع كأس بلاستيكى او رقاقة قصدير فوق الفوهة المتسعه لقارورة BOD خلال الحضانه لتخفيف التبخير من مانع تسرب المياه . توضع كمية مقاسة من مياه الصرف مخففة يماء معد مسبقا في قارورات BOD سعتها 300ملي متر ثم اشباع مياه التخفيف الحاوى على منظم من الفوسفات كبريتات الماغنسيوم ، كلوريد الكالسيوم ، كلوريد الحديديك ، بالاكسجين المذاب DO يتم زرع العضويات المجهرية لتؤكسد المواد العضوية في الصرف ، أن لم يكن عضويات مجهرية كافيىة في عينة مياه الصرف وبهذه المعادلة:
سنجد أن التفاعل الرئيسي و ايضا المادة العضوية إضافة الي امتصاص الاكسجين المذاب بواسطة البكتريا و وتحرير ثانى اكسيد الكربون وإنتاج زيادة مادية بالتلوث . ينجم التفاعل الثانوي من استعمال البكتريا المستهلكه للابتدائي ، وهو تفاعل يوصف بتفاعل المفترس والضحية (predator-prey reaction) يربط استنزاف الأكسجين المذاب في قارورة الاختبار مباشرة بكميات المادة العضوية المتحللة يتم حساب BOD لمياه صرف حيث توجد بالأساس عضويات مجهريه في عينة منها لا تتطلب أي زرع خارجى بالاختبار المعياري يتضمن فترة حضانة لمدة خمسة أيام تحت درجة حرارة 20درجه سيليزوس
- اختبار الطلب الكيميائي على الأكسجين(COD)
هو اختصار ل(chemical oxygen demand)
يقيس هذا الاختبار، بالمقارنة مع اختبار الطلب الكيميائي الحيوي من الأكسجين، مقدار الأكسجين الكلي اللازم لأكسدة مختلف المواد المتواجدة في مياه الصرف، سواءً كانت عضوية أو غير عضوية
. فعلى سبيل المثال تستهلك بعض المركبات مثل مركبات المبيدات الحشرية جزءًا إضافيًا من الأكسجين على الجزء الذي تستهلكه البكتيريا الهوائية لتحلل المواد العضوية. ولذا فإن قيمة الطلب الكيميائي من الأكسجين تفوق دائما
قيمة الطلب الكيميائي الحيوي له كما يستخدم ال(C0D) علي نطاق واسع لوصف القوة العضوية لمياه الصرف وتلوث الطبيعيه يقيس الاختبار كمية الاكسجين المطلوبه لأكسده الماده العضوية الموجوده في العينه الي ثاني اكسيد الكربون ومياه . ويتكون الجهاز المستخدم في طريقة إعادة ذوبان ديكرومات من قاروره مزوده بمكثف وطبق تسخين ، تبدأ خطوات الاختبار بإضافة كمية معلومه من محلول ديكرومات قياسي وكاشف جمض الكبرتيك ويحوي كيريتات الفضه وحجم مقاس العينه في الدورق . يتم إعادة تذويب المزيج (تبخير ثم تكثيف ) لمدة ساعتين ، تتحطم معظم أنماط الماده العضويه ضمن هذا مزيج حمض الكبريتك والكروميك الذي في حالة غليان بالمعادلة التي أجريت على عينة مياة الصرف والتي تهدف الي تعويض اي خطأ قد ينتج من وجود مادة عضوية اضافية في الكواشف حيث يقسم الفرق بين كميتي الماده المعايرة المستخدمه والعينة الخلبيه وعينة مياة الصرف على حجم العينة ويضرب بنظامية المادة المعايرة ويستخدم المضاعف 8000 للتعبير عن النتائج بالميليجرامات من الأكسجين باللتر، حيث ان لترا واحدا يحوي 1000 ميلي لتر والوزن المكافئ للأكسجين هو8.
ومن الجدير بالذكر
من الجدير بالذكر بأن لاتجد علاقة متجانسة بين COD وBOD في مياه الصرف بإستثناء أن قيمة COD يجب ان تكن أكبر من BOD نظرا الي أن الأكسدة الكيميائية تحلل المادة العضية غير القابله بيولوجيا لكون اختبار BOD لاالمعياري يقيس فقط الأكسجين المستخدم في أيض المادة العضوية لمدة خمسة ايام .
ان المقارنه بين BOD و COD لمياه صرف معينه يمكن أن تبني عبر مقارنه إحصائية لتحاليل مخبرية متعددة . ولسوء الحظ يمكن لهذه العلاقة أت تغد غير صالحة نتيجة تغيرات بسيطة تحدث من يوم لأخر في نوعية مياه الصرف المنزلي يفترض أحيانا نتيجة للحاجة الي تحويل بيانات احتياج الأكسجين حتى ولو كانت دقة النتائج مدعاة تساؤل أن تكون COD مياه الصرف المذاب مساوية عدديا لقيمة BOD النهائية……