محطة معالجة مياه الصرف الصحي هي منشأة أساسية تجمع وتعالج وتفرغ أو تعيد استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة التي ينتجها المجتمع. يعد التشغيل والصيانة السليمة لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي أمرًا بالغ الأهمية لضمان صحة وسلامة سكان المدينة وحماية البيئة من تلوث المياه. تغطي هذه المقالة أهم جوانب تشغيل وصيانة محطة معالجة مياه الصرف الصحي، بما في ذلك المراقبة والتحكم في العملية والصيانة الوقائية وبروتوكولات السلامة وتدريب الموظفين.

المراقبة والتحكم في العملية

يتطلب التشغيل الفعال لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي المراقبة المستمرة والتحكم في العملية لضمان عمل عمليات المعالجة على النحو المقصود. تشمل المعلمات الرئيسية التي يجب مراقبتها معدلات التدفق ومستويات الأس الهيدروجيني والأكسجين المذاب وتركيزات المغذيات ووجود الملوثات. يمكن إجراء المراقبة من خلال أخذ العينات والتحليل اليدوي أو باستخدام أجهزة استشعار وأنظمة تحكم آلية. بناءً على بيانات المراقبة، يمكن للمشغلين ضبط معلمات العملية لتحسين كفاءة المعالجة والحفاظ على الامتثال للمتطلبات التنظيمية.

الصيانة الوقائية

الصيانة الوقائية المنتظمة ضرورية للحفاظ على موثوقية وكفاءة محطة معالجة مياه الصرف الصحي. وهذا يشمل فحص وتنظيف وصيانة المعدات بشكل روتيني، مثل المضخات والمحركات والمنفاخات وأنظمة التحكم. يجب وضع جدول صيانة موثق جيدًا لضمان حصول جميع المكونات على الاهتمام في الوقت المناسب. يمكن أن تساعد الصيانة الوقائية في إطالة عمر المعدات، وتقليل مخاطر الأعطال غير المتوقعة، وتقليل تكاليف التشغيل الإجمالية.

بروتوكولات السلامة

يعد ضمان سلامة موظفي محطة معالجة مياه الصرف الصحي والمجتمع المحيط جانبًا بالغ الأهمية من تشغيل المصنع. يتضمن ذلك تنفيذ إجراءات السلامة، مثل بروتوكولات القفل/التعليق، وإجراءات دخول الأماكن الضيقة، واستخدام معدات الحماية الشخصية. يجب توفير تدريب منتظم على السلامة لجميع أعضاء الموظفين، ويجب وضع خطط للاستجابة للطوارئ لمعالجة المخاطر المحتملة، مثل الانسكابات الكيميائية أو الحرائق أو تسرب الغاز.

تدريب الموظفين وإصدار الشهادات

يتطلب تشغيل وصيانة محطة معالجة مياه الصرف الصحي قوة عاملة ماهرة ذات معرفة متخصصة بعمليات ومعدات معالجة مياه الصرف الصحي. يجب أن يتلقى أعضاء الفريق تدريبًا منتظمًا للبقاء على اطلاع بأحدث معايير الصناعة والتقنيات واللوائح. في العديد من المناطق، يُطلب من مشغلي محطة معالجة مياه الصرف الصحي الحصول على شهادة لإثبات كفاءتهم. يجب توفير فرص التعليم المستمر والتطوير المهني لدعم نمو وتطوير موظفي المصنع.

حفظ السجلات وإعداد التقارير

يعد الاحتفاظ بسجلات دقيقة ومحدثة جانبًا بالغ الأهمية من تشغيل وصيانة محطة معالجة مياه الصرف الصحي. يتضمن ذلك الاحتفاظ بسجلات بيانات العملية وأنشطة الصيانة وحوادث السلامة وتدريب الموظفين. يمكن استخدام هذه السجلات لتحديد الاتجاهات وتقييم الأداء ودعم اتخاذ القرار. بالإضافة إلى ذلك، يُطلب من محطات معالجة مياه الصرف الصحي عادةً تقديم تقارير منتظمة إلى الهيئات التنظيمية، موضحة امتثالها لتصاريح التصريف والمتطلبات الأخرى.

التناضح العكسي

تستخدم في عملية التناضح العكسي أغشية شبه نفاذة تسمح بمرور جزئيات الماء من خلالها فقط، وتمنع مرور الأملاح الذائبة،

وتمر المياه في تلك العملية بمجموعة من المراحل،

هي: التخلص من المواد الصلبة الموجودة في المياه. تطبيق ضغط عالٍ باستخدام المضخات لإجبار الماء على المرور عبر الأغشية شبه النفاذة، وترك الأملاح عالقة فيها.

معالجة المياه المحلاة عبر تعقيمها وتعديل الأس الهيدروجيني لها لجعلها مناسبة للشرب.
التقطير متعدد المراحل
استخدمت تلك الطريقة لتحلية المياه منذ ستينات القرن الماضي،

وتعتمد تلك التقنية على الضغط والحرارة لتحلية المياه، إذ يتكون النظام الذي يعمل بتلك الطريقة من مجموعة من الأقسام المتصلة ببعضها البعض،

بحيث يتم تسخين المياه في البداية تحت ضغط مرتفع، ومن ثم يدخل الماء بسرعة إلى القسم الأول، ويتعرض لضغط منخفض، الأمر الذي يؤدي إلى غليانه بسرعة بحيث يتبخر جزء منه.

وتتكرر تلك العملية في كل قسم يمر الماء خلاله، بحيث ينخفض الضغط بالتدريج في كل مرحلة ويتبخر الماء،

وفي النهاية يتم تحويل البخار الناتج عن عمليات التبخر المتتابعة إلى مياه عذبة ليتم تجميعها فيما بعد.

الفصل الكهربائي
تستخدم في تلك الطريقة التيار الكهربائي لفصل الماء عن الملح،

وذلك من خلال دفع الماء عبر غشاء نفاذ تعلق فيه أيونات الملح المنفصلة، إلا أن تلك الطريقة تعتمد على تركيز الملح في الماء، وبالتالي فهي مناسبة للمياه ذات التركيز القليل بالأملاح،

إذ إنها تستهلك الكثير من الطاقة لتحلية مياه البحر

هل تسائلت من قبل ما هي المياه السوداء؟ ما الفرق بينها وبين المياه الرمادية؟ كيف يمكن إعادة استخدامها؟

تعتبر المياه من أثمن الموارد وأهمها على الاطلاق على وجه الأرض، فهي تُستخدم فى كل الممارسات اليومية مثل: الشرب، والتنظيف، والغسيل، والزراعة، والصناعة، ونتيجة للاستهلاك اليومي لهذه المياه تنتج مياه الصرف وهي نوعان:

• هناك مياه صرف رمادية: وهي مياه الصرف الناتجة عن المغاسل، الاستحمام، المطابخ
• هناك مياه صرف سوداء: وهي المياه التي تصرف في المراحيض، ومن الضروري معالجتها بشكل كامل في محطات خاصة لمعالجة مياه الصرف قبل إعادة استخدامها.

وتعتبر المياه السوداء من أخطر أنواع مياه الصرف لاحتوائها على العديد من الملوثات الخطيرة والبكتيريا ومسببات الأمراض، لذلك وجب الحرص على معالجتها بالأسلوب الصحيح المناسب.

على الرغم من أن وكالة حماية البيئة تنظم وتضع معايير لمياه الشرب العامة، يستخدم العديد من الأشخاص وحدة معالجة المياه المنزلية من أجل:

إزالة الملوثات المحددة.

اتخاذ احتياطات إضافية إذا كان أحد أفراد الأسرة لديه جهاز مناعة ضعيف.

تحسين طعم مياه الشرب.

وتتكون أكثر أنواع أنظمة معالجة المياه المنزلية من:

أنظمة الترشيح

مرشح المياه هو جهاز يزيل الشوائب من الماء عن طريق حاجز فيزيائي أو كيميائي أو عملية بيولوجية.

أجهزة تنقية المياه

جهاز تنقية المياه هو جهاز يقلل من عسر الماء أو قساوته، ويعمل على تنعيم المياه.

عادةً ما يستخدم مطهر الماء أيونات الصوديوم أو البوتاسيوم لتحل محل أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم، والأيونات التي تخلق صلابة للمياه.

أنظمة التقطير

التقطير هو عملية يتم فيها غلي الماء غير النقي وتجميع البخار وتكثيفه في وعاء منفصل، تاركًا وراءه العديد من الملوثات الصلبة.

أنظمة التطهير أو المعالجة الكيميائية للمياه

التطهير هو عملية فيزيائية أو كيميائية يتم فيها تعطيل أو قتل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض.

ومن أمثلة المطهرات الكيميائية الكلور والأوزون.

وتتضمن أمثلة المطهرات الفيزيائية الأشعة فوق البنفسجية والإشعاع الإلكتروني والحرارة.

بعد أن عرفنا أنواع معالجة المياه يجب أن ندرك أن المياه من أثمن الموارد على هذا الكوكب، مما يجعل عملية معالجة المياه العادمة الملوثة من أهم العمليات اليوم، سواء كانت مياه سوداء أو المياه الرمادية.

المزيد عن وحدات المعالجة الرمادية من هنا.

تمر مياه الصرف الصحي بمراحل عديدة لتصبح صالحة للشرب مرة أخرى، ومن هذه المراحل:

المعالجة الأولية

قبل أن تصل مياه الصرف الصحي إلى المعالجة الأولية، يتم توجيهها عبر أنظمة التجميع ومعالجتها بمواد كيميائية معادلة للرائحة.

ثم تمر مياه الصرف الصحي من خلال الغربلة، حيث يتم إزالة العناصر الكبيرة، مثل أغطية الزجاجات والمواد البلاستيكية.

يمكن أن ينتقل الماء بعد ذلك إلى المعالجة الأولية، حيث يتم فصل المواد الصلبة الماكروبيوتية عن مياه الصرف الصحي.

ستقوم أنظمة معالجة المياه الصناعية بصب مياه الصرف الصحي في خزانات كبيرة للسماح للمواد الصلبة بالاستقرار على سطح الخزان.

وتزيل الكاشطات الكبيرة هذه النفايات الصلبة، وستضخها لاحقًا خارج الخزانات لمزيد من المعالجة.

المعالجة الثانوية

في المعالجة الثانوية، الهدف هو تفكيك المياه العادمة بشكل أكبر.

فبدءًا من نظام المعالجة الهوائية، تضخ معدات المياه الهواء في خزانات التهوية الكبيرة.

تمزج هذه الخزانات مياه الصرف بكمية صغيرة من النفايات الصلبة، لتعزيز نمو البكتيريا والكائنات الدقيقة الأخرى التي ستستهلك المواد العضوية المتبقية.

تنتج هذه العملية بأكملها جزيئات كبيرة تترسب في قاع خزانات التهوية.

ثم تمر مياه الصرف الصحي عادةً عبر هذا النظام لمدة ثلاث إلى ست ساعات.

المعالجة الثلاثية

المرحلة الثالثة من المعالجة هي المكان الذي يتم فيه إزالة شوائب المياه العادمة من المياه.

خلال هذه المرحلة، يتم التخلص من 99٪ من الشوائب، مما يجعل المياه قريبة من جودة مياه الشرب.

في هذه المرحلة، تحتاج مرافق الصرف الصحي إلى معدات خاصة ومحطات تغذية كيميائية تعمل بنظام التشغيل الآلي لتطهير المياه بشكل فعال.

بعد أن عرفنا أنواع معالجة المياه، يجب أن نعرف أن نظام معالجة المياه الصناعية يعالج المياه بحيث تكون أكثر ملاءمة لاستخدام معين، سواء للاستهلاك أو التصنيع، ومع ذلك، سيختلف كل نظام حسب احتياجات المنشأة ويمكن أن تكون العديد من التقنيات التي تتكون منها هذه الأنظمة متشابهة، فبشكل عام، تتضمن بعض أنظمة معالجة المياه الصناعية الأكثر احتياجًا عادةً ما يلي:

• المياه الخام.
• مياه تغذية الغلايات.
• أنظمة معالجة مياه أبراج التبريد.

ستختلف التقنيات المختارة وبأي ترتيب تظهر في كل نظام معالجة للمياه اعتمادًا على الملوثات التي يجب إزالتها، ولكن من الممكن تضييق نطاق ما قد تراه في أنظمة المعالجة الصناعية الأربعة الشائعة.

إذا كان لديك مياه عسرة، فقد تكون قد بدأت في البحث عن خيارات لحل هذه المشكلة. يعد جهاز تنقية المياه وسيلة رائعة للمساعدة في تنقية المياه وجعلها أكثر مذاقًا إلى جانب فوائد أخرى متنوعة. ومع ذلك، قد تتساءل عن كيفية عمل هذه التكنولوجيا قبل اتخاذ قرار شرائها. حيث تعد صمامات التحكم من أهم الأجزاء التي توجد في جهاز تنقية الماء.

مكونات جهاز تنقية المياه

عندما يتعلق الأمر بأجهزة تنقية المياه القائمة على الملح، فهي عبارة عن آلات بسيطة. تتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية، بما في ذلك:

• خزان المحلول الملحي: هذا خزان أقصر يخزن الملح للنظام. يتسع هذا الخزان لما يصل إلى 300 رطل من الملح أو أكثر. يستخدم هذا الخزان لإنشاء محلول مالح عالي التركيز يسمى المحلول الملحي والذي يستخدم للتجديد.
• خزان الراتينج: هذا خزان أطول حيث يتم تنقية المياه. يحتوي هذا الخزان على طبقة من الراتينج مغطاة بأيونات الصوديوم.
• صمام التحكم (صمام الرأس): يقع صمام الرأس، الذي يُسمى أيضًا صمام التحكم، أعلى خزان الراتينج. هذا هو الجزء من جهاز تنقية المياه الذي يقوم بتشغيل النظام ويمرره عبر الدورات المختلفة. كما يتحكم في اتجاه تدفق المياه ومعدل تدفق المياه.

تتضمن الأجزاء المهمة الأخرى لجهاز تنقية المياه ما يلي:

• محرك الصمام: يستخدم هذا المحرك لتدوير صمام الدوار حتى يتمكن من أداء أوضاع تشغيل مختلفة مثل التجديد والتنعيم.
• تجاوز مدمج: يقوم هذا التجاوز بإيقاف تشغيل إمداد المياه لجهاز تنقية المياه للسماح بالتجديد والإصلاح والصيانة. لا يتوفر هذا في كل طراز من طرازات جهاز تنقية المياه.
• وسائط الراتينج للتنعيم: وسائط الراتينج هي مادة طبيعية أو صناعية تشبه الرمل. وهي عبارة عن مركب بوليسترين عادةً.
• الملح: يتم خلط الملح بالماء لإنشاء محلول عالي التركيز من كلوريد الصوديوم.
• مقياس التدفق: يستخدم هذا المكون لقياس كمية المياه التي تمر عبر جهاز تنقية المياه ولا يتوفر في جميع الطرازات.
• أنبوب الرفع: يُطلق عليه أيضًا أنبوب التوزيع، ويقع أنبوب الرفع في وسط خزان الراتينج ويعمل على توجيه المياه خارج خزان الراتينج إلى صمام الرأس. يحتوي هذا الحوض على سلة في الأسفل تمنع الراتينج من مغادرة الخزان.
• أنبوب التعبئة: يستخدم هذا الأنبوب لتوصيل خزان المحلول الملحي بصمام الرأس، وسحب المحلول الملحي أثناء التجديد وسحب المحلول الملحي أيضًا لإعادة ملء خزان المحلول الملحي.
• مجموعة تعويم المحلول الملحي: يقوم هذا المكون بإيقاف إمداد المياه بأمان عند مستوى معين لمنع الإفراط في الملء.
• حاقن المحلول الملحي: يعمل هذا الحاقن عن طريق امتصاص المحلول الملحي في خزان الراتينج ويستخدم شبكة أو نوعًا من الشاشة لاحتجاز أي أوساخ.
• مرشح مسبق: هذه ميزة اختيارية أخرى تحبس الجسيمات مثل الطمي أو الرمل للمساعدة في إطالة عمر منقي المياه. هذا جزء بالغ الأهمية إذا كانت المياه قادمة من بئر.
• لوحة الشبكة: يتم وضع لوحة الشبكة داخل خزان المحلول الملحي. تحدد شبكة الملح حجم الماء في خزان المحلول الملحي، مما يسمح بكمية محسوبة من محلول الملح المشبع، والذي يحتوي على كمية ثابتة من الملح المذاب لكل جالون من الماء.

الآن بعد أن فهمت المكونات المختلفة التي يتكون منها جهاز تنقية المياه، يمكننا الانتقال إلى كيفية عملهم جميعًا معًا لتنعيم المياه.

يتم توزيع المياه العسيرة إلى منزلك والتي تحتوي على معادن صلابة مثل المغنيسيوم والكالسيوم بالإضافة إلى المنغنيز والحديد. عند استخدام جهاز تنقية المياه، يأتي الماء من خط الإمداد الرئيسي، والذي يمر بعد ذلك عبر الالتفافية ويدخل صمام الرأس. من هذه النقطة، يتم توجيه الماء إلى خزان الراتينج ثم إلى أسفل إلى أنبوب التوزيع.

أثناء انتقاله إلى الأنبوب، يتلامس الماء مع حبيبات الراتينج المشبعة بأيونات الصوديوم أو، في بعض الحالات، البوتاسيوم. تعمل هذه الحبيبات على إزالة المعادن الصلبة من الماء من خلال التبادل الأيوني. هذه عملية حيث ترتبط أيونات الصلابة المشحونة إيجابيا بحبيبات الأيونات المشحونة سلبًا، والتي تحل محل معادن الصلابة بالصوديوم.

بمجرد إزالة المعادن، يرتفع الماء عبر الناهض، ويتدفق إلى صمام الرأس، ويتم توزيعه عبر المنزل.