تعتبر المياه النظيفة عنصرا أساسيا لبقاء الإنسان وتطوره، إلا أن المياه الطبيعية غير المعالجة غالبا ما تحتوي على شوائب مختلفة تشكل مخاطر صحية محتملة. كيف يتم تحويل المياه الملوثة إلى مياه صالحة للشرب؟ تتناول هذه المقالة سبع عمليات رئيسية لمعالجة المياه، بدءًا من مبادئها الأساسية ووصولاً إلى التطبيقات العملية.
تعد معالجة المياه عملية معقدة مصممة لإزالة الملوثات وتلبية معايير الشرب أو الاستخدام المحدد. اعتمادًا على جودة المياه وأهداف المعالجة، يمكن استخدام طرق أو مجموعات مختلفة. فيما يلي سبع عمليات شائعة لمعالجة المياه: التخثر/التلبد، والترسيب، والترشيح، والتطهير، وتجفيف الحمأة، والفلورة، وتعديل الرقم الهيدروجيني.
تستخدم هذه المرحلة الأولية العمليات الكيميائية لتجميع الجزيئات الصغيرة العالقة في كتل أكبر لتسهيل إزالتها. تشمل مواد التخثر الشائعة كبريتات الألومنيوم (الشب) والبوليمرات.
تضاف كبريتات الألومنيوم السائلة أو البوليمرات إلى المياه غير المعالجة. تتفاعل هذه المواد الكيميائية مع الشوائب، مما يتسبب في ارتباط الجزيئات المشتتة في كتل مرئية من خلال الخلط المتحكم فيه.
يزيل المواد الصلبة العالقة والمواد الغروية وبعض المركبات العضوية التي تؤثر على لون الماء وعكارته وطعمه وتتداخل مع تطهيره. التخثر السليم يخلق الظروف المثالية للعلاجات اللاحقة.
تعتمد الفعالية على درجة حموضة الماء ودرجة الحرارة والعكارة والقلوية ونوع/جرعة التخثر. تعديلات مخصصة مطلوبة لمصادر المياه المختلفة.
يستخدم الجاذبية لتسوية الجزيئات الأكثر كثافة من الماء، وإزالة الكتل المتكونة أثناء التخثر بشكل أساسي.
وتدخل المياه المعالجة إلى أحواض الترسيب بمعدلات تدفق بطيئة، مما يسمح للكتل بالاستقرار كحمأة. تصميم الحوض يمنع حدوث قصر الدائرة لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة.
يقلل التعكر عن طريق إزالة المواد الصلبة العالقة. في بعض الحالات، يمكن للترسيب الكيميائي (على سبيل المثال، إضافة الجير) إزالة المواد الذائبة مثل أيونات الكالسيوم / المغنيسيوم.
بالنسبة للمياه منخفضة العكارة، قد تتجاوز الأنظمة عملية الترسيب، مما يرسل الماء المتخثر مباشرة إلى المرشحات - وهو تبسيط فعال من حيث التكلفة.
الإزالة المادية للجسيمات المتبقية باستخدام مواد مسامية مثل الرمل أو الحصى أو فحم الأنثراسيت.
يمر الماء عبر طبقات الترشيح حيث يتم احتجاز الشوائب. يقوم الغسيل العكسي الدوري بتنظيف الوسائط المسدودة للحفاظ على الأداء.
كما يقلل من التعكر مع القضاء على الكائنات الحية الدقيقة، مما يضمن نقاء المياه وسلامتها قبل التطهير.
يوفر الرمل احتجازًا جيدًا للجسيمات ولكنه ينسد بسهولة؛ يتميز الحصى بنفاذية عالية ولكن بكفاءة أقل؛ يجمع الأنثراسايت بين الصفتين بشكل فعال.
يدمر البكتيريا والفيروسات والأوالي لمنع الأمراض المنقولة بالمياه. يوازن اختيار الطريقة بين الفعالية والتكلفة وخصائص المياه.
تخضع الحمأة الناتجة عن الترسيب/الغسيل العكسي للمرشح إلى التبخر الطبيعي في أحواض التجفيف أو نزح المياه ميكانيكيًا (على سبيل المثال، أجهزة الطرد المركزي).
يقلل من تكاليف التخلص وحجمه. يمكن حرق الحمأة المجففة أو دفنها أو إعادة استخدامها كسماد/مواد بناء.
يتطلب التحكم في الرائحة ومعالجة خاصة للحمأة التي تحتوي على معادن ثقيلة لمنع تلوث التربة/المياه الجوفية.
إن إضافة الفلورايد بشكل متحكم فيه (0.7-1.2 ملغم/لتر) يقوي مينا الأسنان ضد التسوس، كما أقرته منظمة الصحة العالمية.
يستخدم فلوريد الصوديوم أو حمض الفلوروسيليك، بجرعات دقيقة لتجنب تسمم الأسنان بالفلور بسبب التعرض المفرط.
في حين أن الوقاية من التسوس مدعومة علميًا، إلا أن بعض المجتمعات تعارض الفلورة بسبب مخاوف صحية، مما يتطلب إجماعًا محليًا.
المياه الحمضية (الرقم الهيدروجيني <7) تتلقى الجير لمنع تآكل الأنابيب؛ يحصل الماء القلوي (الرقم الهيدروجيني > 7) على حمض لتقليل تكوين القشور.
يحمي طول عمر البنية التحتية للتوزيع ويحسن كفاءة المعالجة (على سبيل المثال، يعمل التخثر بشكل أفضل عند درجة الحموضة 5.5-7.5).
يحسب اختبار الأس الهيدروجيني المنتظم تقلبات مياه المصدر والتأثيرات الكيميائية للمعالجة.
تجمع معالجة المياه الحديثة بين هذه العمليات السبع - غالبًا في تسلسلات مخصصة - لتحويل المصادر الملوثة إلى مياه شرب آمنة. يعد التقدم التكنولوجي المستمر بطرق أكثر كفاءة واستدامة لتلبية الطلب العالمي المتزايد على المياه مع حماية الصحة العامة.
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
tiếng Việt
ไทย
বাংলা
فارسی
polski