الماء المستعمل((les eaux usées
مقدمة:
يعتبر تلوث الماء من أوائل الموضوعات التي يهتم بها العلماء والمختصون في مجال البيئة ولعل السر في ذلك مرده إلى سببين:
الأول: أهمية الماء و ضرورته، فهو يدخل في كل العمليات البيولوجية والصناعية، ولا يمكن لأي كائن حي– مهما كان شكله أو نوعه أو حجمه – أن يعيش بدونه، فالكائنات الحية تحتاج إليه لكي تعيش، والنباتات هي الأخرى تحتاج إليه كي تنمو، وقد أثبت علم الخلية أن الماء هو المكون الهام في تركيب الخلية، وهو وحدة البناء في كل كائن حي نباتًا كان أم حيواناً وأثبت علم الكيمياء الحيوية أن الماء لازم لحدوث جميع التفاعلات والتحولات التي تتم داخل أجسام الأحياء فهو إما وسط أو عامل مساعد أو داخل في التفاعل أو ناتج عنه، وأثبت علم وظائف الأعضاء أن الماء ضروري لقيام كل عضو بوظائفه التي بدونها لا تتوفر له مظاهر الحياة ومقوماتها, إن ذلك كله يتساوى مع الآية الكريمة التي تعلن بصراحة عن إبداع الخالق جل وعلا في جعل الماء ضرورياً لكل كائن حي.
الثاني: أن الماء يشغل أكبر حيز في الغلاف الحيوي، وهو أكثر مادة منفردة موجودة به، إذ تبلغ مساحة المسطح المائي حوالي 70.8% من مساحة الكرة الأرضية، مما دفع بعض العلماء إلى أن يطلقوا اسم ( الكرة المائية ) على الأرض بدلا من الكرة الأرضية. كما أن الماء يكون حوالي( 60-70% ) من أجسام الأحياء الراقية بما فيها الإنسان، كما يكون حوالي 90% من أجسام الأحياء الدنيا وبالتالي فإن تلوث الماء يؤدي إلى حدوث أضرار بالغة بالكائنات الحية، ويخل بالتوازن البيئي الذي لن يكون له معنى ولن تكون له قيمة إذا ما فسدت خواص المكون الرئيسي له وهو الماء.
1ـ تركيب الماء المستعمل:
الماء مذيب للكثير من المواد: الغازية و السائلة و الصلبة، مياه الأمطار تتشبع أثناء سقوطها بالغازات المتواجدة في الجو, أما الجارية في داخل الأرض أو على سطحها فإنها تذيب كثيرا من الأملاح المعدنية و المركبات العضوية لدلك نجد المواد في الماء مختلفة و متنوعة ومن أهمها مايلي:
1-1- الشوائب الصلبة المعلقة: وهي الأجسام الصلبة ذات الكثافة الأعلى من كثافة الماء، غير أن بقاءها على شكل معلق مرتبط بحركة المياه فكلما كانت تلك الحركة أقوى كلما ازدادت إمكانيات بقاء الأجسام المعلقة ضمن الوسط المائي وتتعرض لفعل الترسيب (أو التركيد) عندما تهدأ حركة
المياه، أما طبيعة الأجسام المعلقة فهي إما معدنية مثل الرمال و التراب، أو عضوية كبقايا النباتات و الحيوانات أو حيوية مثل البكتيريا.
1-2 - المواد الصلبة المنحلة: و منها أملاح معدنية منحلة (شوارد سالبة-الأنيونات: كلوريدات، كبريتات، كربونات...و شوارد موجبة- الكاتيونات: حديد، رصاص، زئبق ... )،
ومركبات عضوية طبيعية ناتجة عن إنحلال البقايا النباتية و الحيوانية.
1-3 - الغازات المنحلة: أهمها الأكسجين، و الآزوت، و ثاني أكسيد الكربون، وغاز كبريت الهيدروجين.
1-4 - الأحياء الدقيقة: وهي الأجسام الحية الدقيقة كالفيروسات و البكتيريا و الطحالب...
2 - مصادر تلوث الماء :
يتلوث الماء عن طريق المخلفات الإنسانية و النباتية و الحيوانية و الصناعية التي تلقى فيه أو تصب في فروعه، و من أهم ملوثات الماء:
- مياه المطر الملوثة(ألأمطار الحمضية،...)
- مياه المجاري.
- المخلفات الصناعية.
- المفاعلات النووية.
- المبيدات الحشرية.
- التلوث الناتج عن تسرب البترول إلى البحار و المحيطات.
و يعتبر التلوث الناتج عن المخلفات الصناعية من أهم و أخطر أنواع التلوث في العصر الحالي وخاصة في البلدان المتقدمة صناعيا, وهي تشمل مخلفات المصانع الغذائية والكيمائية والألياف الصناعية والتي تؤدي إلى تلوث الماء بالدهون والبكتريا والدماء والأحماض والقلويات والأصباغ والنفط ومركبات البترول والكيماويات والأملاح السامة كأملاح الزئبق والزرنيخ، وأملاح المعادن الثقيلة كالرصاص والكادميوم.
3 - تعريف الماء المستعمل:
* الماء المستعمل هو الماء الملوث الذي يتركب من المواد الغريبة التي تفسد خواصه الكيميائية أو تغير من طبيعته مما تجعله غير صالح للإنسان أو الحيوانات أو النباتات أو الكائنات التي تعيش في البحار و المحيطات.
4- تصنيف الملوثات حسب طبيعتها:
إن تصنيف النفايات كخطوة أولى في الدراسة الأولية من شأنه أولا أن يساعد في إعداد لائحة للملوثات المتوقع مواجهتها في الصناعة و هذه اللائحة هامة تسمح باختيار نوع عمليات المعالجة الملائمة. و من بين هذه الملوثات نذكر:
4-1- التلوث الفيزيائي: ـ أجسام صلبة كبيرة الحجم مثل المواد البلاستيكية وأجسام عالقة مثل الرمال........
4-2- التلوث العضوي: مواد عضوية منحلة، و مواد عالقة مثل الزيوت، الدهون،...
4-3- التلوث الكيميائي: مواد كيميائية و معدنية منحلة،..
معالجة المياه المستعملة ( معالجة بسيطة)
المدخل:
المعالجة تتم بفصل الملوثات حسب خواصها. المحطات المستعملة غالبا ما تستعمل تقنيات جد متشابهة، إلا أنّ البعض منها يحتوي عل أجهزة إضافية لمعالجة بعض الملوثات الخاصة.
تشتمل معالجة المياه المستعملة مجموعة من العمليات الفيزيائية والكيميائية والإحيائية التي يتم فيها إزالة المواد الصلبة والعضوية والكائنات الدقيقة أو تقليلها إلى درجة مقبولة، ثم تأتي عملية التطهير للقضاء على الأحياء الدقيقة في نهاية مراحل المعالجة.
مراحل المعالجة تتضمن الأطوار التالية:
1 – المعالجة القبليةPrétraitement:
1– 1:الغربلةDégrillage: الماء المستعمل يمر عبر شبكة أو عدة شبابيك التي تحجز المواد الصلبة الخشنة (حصى, قطع خشبية أو بلاستيكية أو معدنية )
1 – 2: نزع الزيوت Déshuilage: ضخ الهواء في قعر الحوض يعطي رغوة التي نسحب الزيوت و الدهون إلى الأعلى، مما يسمح بفصلها من أعلى الحوض.هذه التقنية تسمى:التعويم la flottation.
1-3: نزع الرمال Dessablage: نزع المواد الصلبة مثل الرمال المجرفة أثناء السيل.
* نزع الزيوت و الرمال يجري في نفس الحوض.
2 – المعالجة الأوليةTraitement primaire: أين تحذف أغلبية المواد العالقة بواسطة الترسيب البسيط. simple décantation. . تجري العملية داخل حوض ذي الأبعاد تابعة لنوع المحطة و حجم الماء المعالج. كذا الوقت الذي يبقى داخل الحوض.
** هذه المواد تسبب تعكر المياه المستعملة.
3 – المعالجة الثانويةTraitement secondaire:
غالبا ما تجري المعالجة الثانوية با الطريقة البيولوجية (voie biologique). يمكن اٍستعمال طريقة
فيزياؤو-كبمبائية (physico-chimique) : التخثير أو التكتل .
3-1 –الطريقة البيولوجية: ضخ الهواء في قاع الأحواض لتنشيط البكتيريا التي تستهلك المواد العضوية المنحلة, حيث تتكاثر معطينا تكتلات التي تترسب بسهولة.
المركبات العضوية: السكريات، الدهون و البروتينات. مضرة للبيئة لأن تفككها يتطلب اٍستهلاك الأكسجين المنحل الضروري لحية الكاثنات المائية. التلوث العضوي يقاس بـ DBO5 أو DCO .
3-2 –الطريقة فيزياؤو-كبمبائية: إضافة مركبات(مكتلات) كيميائية ( كلور الحديد الثلاثي أو هيدروكسيد الألمنيوم...) يساعد عملية الفصل بالتركيد (décantation) حيث تترسب المواد العالقة بسرعة يسبب التخثر.( coagulation) . هذه الطريقة تساعد ترسيب الفوسفات.
4 – المعالجة الثالثيةTraitement tertiaire
4-1نزع الفوسفات : Déphosphatation
4-2 المعالجة البكتريولوجية: Traitement bactériologiqueللتخلص من الكاثينات المجهرية.
* التطهير: بإضافة ماء جافيل إلى الماء المعالج.
* التطهير: بالأزون ozonisation
* التطهير بالأشعاء فوق البمفسجية traitement aux UVc
مقدمة:
يعتبر تلوث الماء من أوائل الموضوعات التي يهتم بها العلماء والمختصون في مجال البيئة ولعل السر في ذلك مرده إلى سببين:
الأول: أهمية الماء و ضرورته، فهو يدخل في كل العمليات البيولوجية والصناعية، ولا يمكن لأي كائن حي– مهما كان شكله أو نوعه أو حجمه – أن يعيش بدونه، فالكائنات الحية تحتاج إليه لكي تعيش، والنباتات هي الأخرى تحتاج إليه كي تنمو، وقد أثبت علم الخلية أن الماء هو المكون الهام في تركيب الخلية، وهو وحدة البناء في كل كائن حي نباتًا كان أم حيواناً وأثبت علم الكيمياء الحيوية أن الماء لازم لحدوث جميع التفاعلات والتحولات التي تتم داخل أجسام الأحياء فهو إما وسط أو عامل مساعد أو داخل في التفاعل أو ناتج عنه، وأثبت علم وظائف الأعضاء أن الماء ضروري لقيام كل عضو بوظائفه التي بدونها لا تتوفر له مظاهر الحياة ومقوماتها, إن ذلك كله يتساوى مع الآية الكريمة التي تعلن بصراحة عن إبداع الخالق جل وعلا في جعل الماء ضرورياً لكل كائن حي.
الثاني: أن الماء يشغل أكبر حيز في الغلاف الحيوي، وهو أكثر مادة منفردة موجودة به، إذ تبلغ مساحة المسطح المائي حوالي 70.8% من مساحة الكرة الأرضية، مما دفع بعض العلماء إلى أن يطلقوا اسم ( الكرة المائية ) على الأرض بدلا من الكرة الأرضية. كما أن الماء يكون حوالي( 60-70% ) من أجسام الأحياء الراقية بما فيها الإنسان، كما يكون حوالي 90% من أجسام الأحياء الدنيا وبالتالي فإن تلوث الماء يؤدي إلى حدوث أضرار بالغة بالكائنات الحية، ويخل بالتوازن البيئي الذي لن يكون له معنى ولن تكون له قيمة إذا ما فسدت خواص المكون الرئيسي له وهو الماء.
1ـ تركيب الماء المستعمل:
الماء مذيب للكثير من المواد: الغازية و السائلة و الصلبة، مياه الأمطار تتشبع أثناء سقوطها بالغازات المتواجدة في الجو, أما الجارية في داخل الأرض أو على سطحها فإنها تذيب كثيرا من الأملاح المعدنية و المركبات العضوية لدلك نجد المواد في الماء مختلفة و متنوعة ومن أهمها مايلي:
1-1- الشوائب الصلبة المعلقة: وهي الأجسام الصلبة ذات الكثافة الأعلى من كثافة الماء، غير أن بقاءها على شكل معلق مرتبط بحركة المياه فكلما كانت تلك الحركة أقوى كلما ازدادت إمكانيات بقاء الأجسام المعلقة ضمن الوسط المائي وتتعرض لفعل الترسيب (أو التركيد) عندما تهدأ حركة
المياه، أما طبيعة الأجسام المعلقة فهي إما معدنية مثل الرمال و التراب، أو عضوية كبقايا النباتات و الحيوانات أو حيوية مثل البكتيريا.
1-2 - المواد الصلبة المنحلة: و منها أملاح معدنية منحلة (شوارد سالبة-الأنيونات: كلوريدات، كبريتات، كربونات...و شوارد موجبة- الكاتيونات: حديد، رصاص، زئبق ... )،
ومركبات عضوية طبيعية ناتجة عن إنحلال البقايا النباتية و الحيوانية.
1-3 - الغازات المنحلة: أهمها الأكسجين، و الآزوت، و ثاني أكسيد الكربون، وغاز كبريت الهيدروجين.
1-4 - الأحياء الدقيقة: وهي الأجسام الحية الدقيقة كالفيروسات و البكتيريا و الطحالب...
2 - مصادر تلوث الماء :
يتلوث الماء عن طريق المخلفات الإنسانية و النباتية و الحيوانية و الصناعية التي تلقى فيه أو تصب في فروعه، و من أهم ملوثات الماء:
- مياه المطر الملوثة(ألأمطار الحمضية،...)
- مياه المجاري.
- المخلفات الصناعية.
- المفاعلات النووية.
- المبيدات الحشرية.
- التلوث الناتج عن تسرب البترول إلى البحار و المحيطات.
و يعتبر التلوث الناتج عن المخلفات الصناعية من أهم و أخطر أنواع التلوث في العصر الحالي وخاصة في البلدان المتقدمة صناعيا, وهي تشمل مخلفات المصانع الغذائية والكيمائية والألياف الصناعية والتي تؤدي إلى تلوث الماء بالدهون والبكتريا والدماء والأحماض والقلويات والأصباغ والنفط ومركبات البترول والكيماويات والأملاح السامة كأملاح الزئبق والزرنيخ، وأملاح المعادن الثقيلة كالرصاص والكادميوم.
3 - تعريف الماء المستعمل:
* الماء المستعمل هو الماء الملوث الذي يتركب من المواد الغريبة التي تفسد خواصه الكيميائية أو تغير من طبيعته مما تجعله غير صالح للإنسان أو الحيوانات أو النباتات أو الكائنات التي تعيش في البحار و المحيطات.
4- تصنيف الملوثات حسب طبيعتها:
إن تصنيف النفايات كخطوة أولى في الدراسة الأولية من شأنه أولا أن يساعد في إعداد لائحة للملوثات المتوقع مواجهتها في الصناعة و هذه اللائحة هامة تسمح باختيار نوع عمليات المعالجة الملائمة. و من بين هذه الملوثات نذكر:
4-1- التلوث الفيزيائي: ـ أجسام صلبة كبيرة الحجم مثل المواد البلاستيكية وأجسام عالقة مثل الرمال........
4-2- التلوث العضوي: مواد عضوية منحلة، و مواد عالقة مثل الزيوت، الدهون،...
4-3- التلوث الكيميائي: مواد كيميائية و معدنية منحلة،..
معالجة المياه المستعملة ( معالجة بسيطة)
المدخل:
المعالجة تتم بفصل الملوثات حسب خواصها. المحطات المستعملة غالبا ما تستعمل تقنيات جد متشابهة، إلا أنّ البعض منها يحتوي عل أجهزة إضافية لمعالجة بعض الملوثات الخاصة.
تشتمل معالجة المياه المستعملة مجموعة من العمليات الفيزيائية والكيميائية والإحيائية التي يتم فيها إزالة المواد الصلبة والعضوية والكائنات الدقيقة أو تقليلها إلى درجة مقبولة، ثم تأتي عملية التطهير للقضاء على الأحياء الدقيقة في نهاية مراحل المعالجة.
مراحل المعالجة تتضمن الأطوار التالية:
1 – المعالجة القبليةPrétraitement:
1– 1:الغربلةDégrillage: الماء المستعمل يمر عبر شبكة أو عدة شبابيك التي تحجز المواد الصلبة الخشنة (حصى, قطع خشبية أو بلاستيكية أو معدنية )
1 – 2: نزع الزيوت Déshuilage: ضخ الهواء في قعر الحوض يعطي رغوة التي نسحب الزيوت و الدهون إلى الأعلى، مما يسمح بفصلها من أعلى الحوض.هذه التقنية تسمى:التعويم la flottation.
1-3: نزع الرمال Dessablage: نزع المواد الصلبة مثل الرمال المجرفة أثناء السيل.
* نزع الزيوت و الرمال يجري في نفس الحوض.
2 – المعالجة الأوليةTraitement primaire: أين تحذف أغلبية المواد العالقة بواسطة الترسيب البسيط. simple décantation. . تجري العملية داخل حوض ذي الأبعاد تابعة لنوع المحطة و حجم الماء المعالج. كذا الوقت الذي يبقى داخل الحوض.
** هذه المواد تسبب تعكر المياه المستعملة.
3 – المعالجة الثانويةTraitement secondaire:
غالبا ما تجري المعالجة الثانوية با الطريقة البيولوجية (voie biologique). يمكن اٍستعمال طريقة
فيزياؤو-كبمبائية (physico-chimique) : التخثير أو التكتل .
3-1 –الطريقة البيولوجية: ضخ الهواء في قاع الأحواض لتنشيط البكتيريا التي تستهلك المواد العضوية المنحلة, حيث تتكاثر معطينا تكتلات التي تترسب بسهولة.
المركبات العضوية: السكريات، الدهون و البروتينات. مضرة للبيئة لأن تفككها يتطلب اٍستهلاك الأكسجين المنحل الضروري لحية الكاثنات المائية. التلوث العضوي يقاس بـ DBO5 أو DCO .
3-2 –الطريقة فيزياؤو-كبمبائية: إضافة مركبات(مكتلات) كيميائية ( كلور الحديد الثلاثي أو هيدروكسيد الألمنيوم...) يساعد عملية الفصل بالتركيد (décantation) حيث تترسب المواد العالقة بسرعة يسبب التخثر.( coagulation) . هذه الطريقة تساعد ترسيب الفوسفات.
4 – المعالجة الثالثيةTraitement tertiaire
4-1نزع الفوسفات : Déphosphatation
4-2 المعالجة البكتريولوجية: Traitement bactériologiqueللتخلص من الكاثينات المجهرية.
* التطهير: بإضافة ماء جافيل إلى الماء المعالج.
* التطهير: بالأزون ozonisation
* التطهير بالأشعاء فوق البمفسجية traitement aux UVc
