محمد بشار خليل
01-22-2009, 11:06 AM
المعالجة المتقدمة لمياه الصرف الصحي لتجمعات السياحية والسكنية الصغيرة
تقوم إيديولوجية التنقية البيولوجية لمياه المجاري على النحو التالي:
Oxidation
COHNS + O2 + Bacteria è CO2 + H2O + NH3 + Nuevas bacterias + Energy
هناك نوعان من التقنية المستعملة في معالجة مياه الصرف الصحي:
1 - التقنية المكثفةTECNOLOGY INTENSIVE
وتعتمد على التجهيزات والطاقة وتحتاج إلى مهارة في التشغيل والصيانة.
2- التقنية الممددة TECNOLOG EXTENSIVE
وتعتمد على الطبيعة في المعالجة وتكون سهلة الإنشاء وقلة تكاليف التشغيل والصيانة مع تأثيرات بيئية منخفضة وفعالية عالية في إزالة التلوث الحاصل.
ومن الشائع في التجمعات السكانية الصغيرة اعتماد الطرائق التالية:
- في المعالجة الأولية:أحواض التعفن وأحواض امهوف.
- في المعالجة غير التقليدية:المراشح الخضراء، الأرض الرطبة الصنعية، اللاكون، فلترالتربة بيت.
-في المعالجة الوسطية بين التقليدية وغير التقليدية: الفلتر البيولوجي، القرص البيولوجي الدوار.
-في المعالجة التقليدية: التهوية المطولة.
معايير اختيار التقنية الملائمة لمعالجة مياه الصرف الصحي الناتجة عن التجمعات السكنية والسياحية:
يعتمد اختيار نوع التقنية الملائمة لمعالجة مياه الصرف الصحي المتولدة عن التجمعات السكنية والسياحية (الصغيرة) على عدد من العوامل التي تجعلها مناسبة جداً أو مناسبة جزئياً أو غير مناسبة لكل حالة معينة، وأهم العوامل الرئيسية التي يجب أخذها بعين الاعتبار هي:
1- حجم المجموعات السكانية:
إن لكل تقنية مجالاً مختلفاًً من الحجوم المثلى لعدد السكان المكافئ والتي تعتمد بشكل رئيسي على احتياجات الأرض التي ستنشأ عليها محطة المعالجة، إن القيم الوسطية لهذه الاحتياجات (بشكل مكافئ سكاني) هي كما يلي:
التقنية المتبعة لمعالجة مياه الصرف الصحي م2 لكل شخص
طريقة المراشح الخضراء 30 - 50 م2
طريقة الأرضي الرطبة الصنعية 3 – 5 م2
طريقة أحواض اللاكون ( lagooning ) 7 – 10 م2
طريقة الفلتر بيت 0.5 – 1 م2
طريقة الفلتر البيولوجي 0.1 – 0.3 م2
طريقة القرص البيولوجي الدوار 0.1 – 0.3 م2
طريقة التهوية المطولة 0.1 – 0.3 م2
بما أن التقنيات غير التقليدية تحتاج لزيادة في المساحة فإن المجال الطبيعي لتطبيقها
هو التجمعات الصغيرة وليس غريبا أن توجد هذه التقنيات في بعض التجمعات السكانية الكبيرة.
2- الظروف المناخية للمنطقة التي سيتم فيها إنشاء محطة المعالجة:
- تكون طرائق المعالجة التي تعتمد العمليات الطبيعية مثل المراشح الخضراء – الأراضي الرطبة الصنعية – أحواض اللاكون أكثر تأثراً بالظروف المناخية.
- يؤثر الهطول المطري الكثيف على المراشح الخضراء حيث يحد من مقدار الجريان الذي يمكن تطبيقه على المحطة، كما يؤثر على طريقة البيت فلتر حيث يطيل من الفترات الزمنية اللازمة لجفاف القشرة السطحية للحمأة.
- يشجع التبخر بدرجة مرتفعة على إقامة المراشح الخضراء، حيث انه يحد من مقدار الجريان الذي يمكن تطبيقه على المحطة، لكن في أحواض اللاكون يؤدي لفقدان معتبر من المياه المخزنة ونقص كفاءة في المعالجة.
- تكون الأشعة الشمسية هامة بشكل خاص لأحواض اللاكون حيث لها تأثير مباشر على التركيب الضوئي الذي تقوم به الالجينات الصغيرة (الإشنيات-الطحالب) في الأحواض الهوائية اللاهوائية وأحواض النضج.
- العامل المناخي الأهم تأثيراً الذي يجب أخذه بعين الاعتبار في الأقراص البيولوجية الدوارة، والفلتر البيولوجي، والتهوية المطولة هو درجة الحرارة رغم أن القرص البيولوجي الذي يعمل في مكان مغلق يتأثر بدرجة اقل بالشروط المناخية المحيطة.
3- التأثير البيئي على محطة المعالجة:
يجب الاهتمام بشكل خاص بالتأثير المحتمل على البيئة (الناحية الجمالية – الرائحة – الضجيج – الخ) الذي قد ينتج من جراء إقامة محطة المعالجة.
تتكامل تقنيات المعالجة بالشكل الأفضل مع البيئة في المراشح الخضراء، الأراضي الرطبة الصنعية، وأحواض اللاكون.
يحتاج كل من الفلتر البيولوجي والأقراص البيولوجية الدوارة والتهوية المطولة لإقامة المحركات واحتياجها إلى الطاقة ضروري حيث تزداد الحاجة إلى الطاقة وفق ترتيب التقنيات المذكورة وتسبب هذه المحركات ضجيجاً ملوثاً للبيئة يتفاوت وفقاً لحجم المحرك.
يضم الفلتر البيولوجي خزانات بارتفاع 5 م تقريباً لها تأثير معتبر من الناحية الجمالية على البيئة، ويمكن إنقاص هذا التأثير بالطلاء أو بتغطيته بسجاد نباتي اخضر.
4 – تكلفة التشغيل والصيانة:
نظراً لمحدودية المصادر المتوفرة للسلطات المحلية للتجمعات السكانية الصغيرة فان تقنيات المعالجة غير التقليدية لمياه المجاري تقدم الميزة الأفضل فيما يتعلق بمجال تكلفة التشغيل والصيانة مقارنة مع تقنيات المعالجة التقليدية حيث تشمل هذه التكاليف على ما يلي:
تكلفة العمالة التي تعتبر واحدة من اكبر المكونات لمجموع تكاليف التشغيل.
- تحتاج تقنية المراشح الخضراء والأراضي الرطبة الصنعية والفلتر بيت إلى إجراءات تشغيل وصيانة بسيطة جداً، يمكن أن يقوم بها أشخاص دون مؤهلات خاصة مما ينتج عنه انخفاض في تكلفة أجور العمال.
- تحتاج المراشح البيولوجية والأقراص البيولوجية الدوارة والتهوية المطولة إلى إجراءات تشغيل أكثر تعقيداً وتحتاج لأشخاص مدربين بشكل جيد أكثر مما هو ضروري في أنظمة المعالجة الطبيعية.
تكلفة الصيانة الالكتروميكانيكية:
لا يوجد للمراشح الخضراء والأراضي الرطبة الصنعية والفلتر بيت تكاليف صيانة الكتروميكانيكية، حيث أنها تعمل دون أية تجهيزات الكتروميكانيكية بينما تتضمن المراشح البيولوجية والأقراص البيولوجية الدوارة والتهوية المطولة تكاليف تجهيزات وصيانة وتشغيل.
تشكل تكاليف الطاقة الكهربائية مع تكلفة أجور العمال القسم الأعظم من تكاليف التشغيل:
- إن المراشح الخضراء والأراضي الرطبة الصنعية وأحواض اللاكون ومراشح البيت قادرة على أن تعمل دون أي استهلاك للكهرباء مع العلم انه يمكن تغذية مياه المجاري إلى محطة المعالجة بفعل قوة الجاذبية دون استخدام للمضخات.
- يحتاج المرشح البيولوجي والقرص البيولوجي إلى الكهرباء لكي يعمل لكن استهلاكه اخفض مما هو في التهوية المطولة بينما المراشح البيولوجية تستهلك كهرباء اقل من الأقراص البيولوجية الدوارة.
الجرعات الكيميائية:
- لا تحتاج التقنيات غير التقليدية لأي جرعات كيميائية من اجل عمل المحطة بالشكل الصحيح والنتيجة عدم وجود تكلفة في هذا المجال.
- تتضمن المراشح البيولوجية والأقراص البيولوجية الدوارة والتهوية المطولة وحدات التجفيف الميكانيكي للحماة التي تتولد من عمليات المعالجة مما يستلزم إعطاء جرعات كيميائية قبل تجفيف الحمأة.
التخلص من الحمأة:
تشكل تكلفة المعالجة والنقل والتخلص من الحماة المتولدة في عملية المعالجة جزءاً هاماً من تكلفة التشغيل لمحطة المعالجة وان فعالية التكلفة للتقنيات المختلفة غير التقليدية في هذا المجال هي كما يلي:
- لا تتولد في المراشح الخضراء حمأة لكن بدلاً من ذلك تتشكل قشرة حول مخارج تغذية الجريان، وإن إحدى إجراءات الصيانة هي القيام بشكل دوري بكسر القشرة (فصلها) ومزجها مع التربة حيث تتحلل حيوياً.
- تكون الفترات الزمنية بين إزالة الحماة الزائدة في أحواض اللاكون طويلة جداً (5 – 10 سنوات) وباعتبار إن هذه الفترات الزمنية تكون كبيرة فان الحماة المزالة تكون ممعدنه بشكل كامل وذات حجم منخفض بشكل معتبر.
- لا تتولد حمأة في الفلتر بيت وبدلا من ذلك فان بقايا المعالجة تشكل قشرة جافة يسهل التعامل معها.
- من الضروري أن يتم بشكل دوري إزالة الحماة في الأراضي الرطبة الصنعية التي تستقر في عمليات المعالجة الأولية، بينما تحتاج النباتات التي جفت وأكملت دورة نموها إلى قطع كل سنة.
من اجل إنقاص المشاكل التي تحدث خلال مسيرة عمليات المعالجة، تستخدم خزانات التعفن وخزانات امهوف أو الأحواض اللاهوائية من اجل المعالجة الأولية ويعاد دوران الحمأة الزائدة المتولدة خلال عمليات المعالجة إلى بداية المعالجة مع إزالة الحمأة المهضومة عند الضرورة.
تزال الحمأة من خزانات الترسيب في حالة التهوية المطولة حيث تكون مستقرة بسبب زمن البقاء الطويل للحمأة في حوض التهوية.
تجفف الحمأة في محطات المعالجة الصغيرة في أحواض تجفيف خاصة لذلك.
يرجى أخذ العلم بأنني على استعداد لتصميم أي طريقة من الطرق المذكورة أعلاه أو الاستفسار عن أي موضوع في مجال معالجة مياه الصرف الصحي أو تقديم برامج في تصميم محطات المعالجة
ولكم الشكر.
المهندس محمد بشار خليل
Bacha.khal@gmail.com
engkhbm@scs-net.org
تقوم إيديولوجية التنقية البيولوجية لمياه المجاري على النحو التالي:
Oxidation
COHNS + O2 + Bacteria è CO2 + H2O + NH3 + Nuevas bacterias + Energy
هناك نوعان من التقنية المستعملة في معالجة مياه الصرف الصحي:
1 - التقنية المكثفةTECNOLOGY INTENSIVE
وتعتمد على التجهيزات والطاقة وتحتاج إلى مهارة في التشغيل والصيانة.
2- التقنية الممددة TECNOLOG EXTENSIVE
وتعتمد على الطبيعة في المعالجة وتكون سهلة الإنشاء وقلة تكاليف التشغيل والصيانة مع تأثيرات بيئية منخفضة وفعالية عالية في إزالة التلوث الحاصل.
ومن الشائع في التجمعات السكانية الصغيرة اعتماد الطرائق التالية:
- في المعالجة الأولية:أحواض التعفن وأحواض امهوف.
- في المعالجة غير التقليدية:المراشح الخضراء، الأرض الرطبة الصنعية، اللاكون، فلترالتربة بيت.
-في المعالجة الوسطية بين التقليدية وغير التقليدية: الفلتر البيولوجي، القرص البيولوجي الدوار.
-في المعالجة التقليدية: التهوية المطولة.
معايير اختيار التقنية الملائمة لمعالجة مياه الصرف الصحي الناتجة عن التجمعات السكنية والسياحية:
يعتمد اختيار نوع التقنية الملائمة لمعالجة مياه الصرف الصحي المتولدة عن التجمعات السكنية والسياحية (الصغيرة) على عدد من العوامل التي تجعلها مناسبة جداً أو مناسبة جزئياً أو غير مناسبة لكل حالة معينة، وأهم العوامل الرئيسية التي يجب أخذها بعين الاعتبار هي:
1- حجم المجموعات السكانية:
إن لكل تقنية مجالاً مختلفاًً من الحجوم المثلى لعدد السكان المكافئ والتي تعتمد بشكل رئيسي على احتياجات الأرض التي ستنشأ عليها محطة المعالجة، إن القيم الوسطية لهذه الاحتياجات (بشكل مكافئ سكاني) هي كما يلي:
التقنية المتبعة لمعالجة مياه الصرف الصحي م2 لكل شخص
طريقة المراشح الخضراء 30 - 50 م2
طريقة الأرضي الرطبة الصنعية 3 – 5 م2
طريقة أحواض اللاكون ( lagooning ) 7 – 10 م2
طريقة الفلتر بيت 0.5 – 1 م2
طريقة الفلتر البيولوجي 0.1 – 0.3 م2
طريقة القرص البيولوجي الدوار 0.1 – 0.3 م2
طريقة التهوية المطولة 0.1 – 0.3 م2
بما أن التقنيات غير التقليدية تحتاج لزيادة في المساحة فإن المجال الطبيعي لتطبيقها
هو التجمعات الصغيرة وليس غريبا أن توجد هذه التقنيات في بعض التجمعات السكانية الكبيرة.
2- الظروف المناخية للمنطقة التي سيتم فيها إنشاء محطة المعالجة:
- تكون طرائق المعالجة التي تعتمد العمليات الطبيعية مثل المراشح الخضراء – الأراضي الرطبة الصنعية – أحواض اللاكون أكثر تأثراً بالظروف المناخية.
- يؤثر الهطول المطري الكثيف على المراشح الخضراء حيث يحد من مقدار الجريان الذي يمكن تطبيقه على المحطة، كما يؤثر على طريقة البيت فلتر حيث يطيل من الفترات الزمنية اللازمة لجفاف القشرة السطحية للحمأة.
- يشجع التبخر بدرجة مرتفعة على إقامة المراشح الخضراء، حيث انه يحد من مقدار الجريان الذي يمكن تطبيقه على المحطة، لكن في أحواض اللاكون يؤدي لفقدان معتبر من المياه المخزنة ونقص كفاءة في المعالجة.
- تكون الأشعة الشمسية هامة بشكل خاص لأحواض اللاكون حيث لها تأثير مباشر على التركيب الضوئي الذي تقوم به الالجينات الصغيرة (الإشنيات-الطحالب) في الأحواض الهوائية اللاهوائية وأحواض النضج.
- العامل المناخي الأهم تأثيراً الذي يجب أخذه بعين الاعتبار في الأقراص البيولوجية الدوارة، والفلتر البيولوجي، والتهوية المطولة هو درجة الحرارة رغم أن القرص البيولوجي الذي يعمل في مكان مغلق يتأثر بدرجة اقل بالشروط المناخية المحيطة.
3- التأثير البيئي على محطة المعالجة:
يجب الاهتمام بشكل خاص بالتأثير المحتمل على البيئة (الناحية الجمالية – الرائحة – الضجيج – الخ) الذي قد ينتج من جراء إقامة محطة المعالجة.
تتكامل تقنيات المعالجة بالشكل الأفضل مع البيئة في المراشح الخضراء، الأراضي الرطبة الصنعية، وأحواض اللاكون.
يحتاج كل من الفلتر البيولوجي والأقراص البيولوجية الدوارة والتهوية المطولة لإقامة المحركات واحتياجها إلى الطاقة ضروري حيث تزداد الحاجة إلى الطاقة وفق ترتيب التقنيات المذكورة وتسبب هذه المحركات ضجيجاً ملوثاً للبيئة يتفاوت وفقاً لحجم المحرك.
يضم الفلتر البيولوجي خزانات بارتفاع 5 م تقريباً لها تأثير معتبر من الناحية الجمالية على البيئة، ويمكن إنقاص هذا التأثير بالطلاء أو بتغطيته بسجاد نباتي اخضر.
4 – تكلفة التشغيل والصيانة:
نظراً لمحدودية المصادر المتوفرة للسلطات المحلية للتجمعات السكانية الصغيرة فان تقنيات المعالجة غير التقليدية لمياه المجاري تقدم الميزة الأفضل فيما يتعلق بمجال تكلفة التشغيل والصيانة مقارنة مع تقنيات المعالجة التقليدية حيث تشمل هذه التكاليف على ما يلي:
تكلفة العمالة التي تعتبر واحدة من اكبر المكونات لمجموع تكاليف التشغيل.
- تحتاج تقنية المراشح الخضراء والأراضي الرطبة الصنعية والفلتر بيت إلى إجراءات تشغيل وصيانة بسيطة جداً، يمكن أن يقوم بها أشخاص دون مؤهلات خاصة مما ينتج عنه انخفاض في تكلفة أجور العمال.
- تحتاج المراشح البيولوجية والأقراص البيولوجية الدوارة والتهوية المطولة إلى إجراءات تشغيل أكثر تعقيداً وتحتاج لأشخاص مدربين بشكل جيد أكثر مما هو ضروري في أنظمة المعالجة الطبيعية.
تكلفة الصيانة الالكتروميكانيكية:
لا يوجد للمراشح الخضراء والأراضي الرطبة الصنعية والفلتر بيت تكاليف صيانة الكتروميكانيكية، حيث أنها تعمل دون أية تجهيزات الكتروميكانيكية بينما تتضمن المراشح البيولوجية والأقراص البيولوجية الدوارة والتهوية المطولة تكاليف تجهيزات وصيانة وتشغيل.
تشكل تكاليف الطاقة الكهربائية مع تكلفة أجور العمال القسم الأعظم من تكاليف التشغيل:
- إن المراشح الخضراء والأراضي الرطبة الصنعية وأحواض اللاكون ومراشح البيت قادرة على أن تعمل دون أي استهلاك للكهرباء مع العلم انه يمكن تغذية مياه المجاري إلى محطة المعالجة بفعل قوة الجاذبية دون استخدام للمضخات.
- يحتاج المرشح البيولوجي والقرص البيولوجي إلى الكهرباء لكي يعمل لكن استهلاكه اخفض مما هو في التهوية المطولة بينما المراشح البيولوجية تستهلك كهرباء اقل من الأقراص البيولوجية الدوارة.
الجرعات الكيميائية:
- لا تحتاج التقنيات غير التقليدية لأي جرعات كيميائية من اجل عمل المحطة بالشكل الصحيح والنتيجة عدم وجود تكلفة في هذا المجال.
- تتضمن المراشح البيولوجية والأقراص البيولوجية الدوارة والتهوية المطولة وحدات التجفيف الميكانيكي للحماة التي تتولد من عمليات المعالجة مما يستلزم إعطاء جرعات كيميائية قبل تجفيف الحمأة.
التخلص من الحمأة:
تشكل تكلفة المعالجة والنقل والتخلص من الحماة المتولدة في عملية المعالجة جزءاً هاماً من تكلفة التشغيل لمحطة المعالجة وان فعالية التكلفة للتقنيات المختلفة غير التقليدية في هذا المجال هي كما يلي:
- لا تتولد في المراشح الخضراء حمأة لكن بدلاً من ذلك تتشكل قشرة حول مخارج تغذية الجريان، وإن إحدى إجراءات الصيانة هي القيام بشكل دوري بكسر القشرة (فصلها) ومزجها مع التربة حيث تتحلل حيوياً.
- تكون الفترات الزمنية بين إزالة الحماة الزائدة في أحواض اللاكون طويلة جداً (5 – 10 سنوات) وباعتبار إن هذه الفترات الزمنية تكون كبيرة فان الحماة المزالة تكون ممعدنه بشكل كامل وذات حجم منخفض بشكل معتبر.
- لا تتولد حمأة في الفلتر بيت وبدلا من ذلك فان بقايا المعالجة تشكل قشرة جافة يسهل التعامل معها.
- من الضروري أن يتم بشكل دوري إزالة الحماة في الأراضي الرطبة الصنعية التي تستقر في عمليات المعالجة الأولية، بينما تحتاج النباتات التي جفت وأكملت دورة نموها إلى قطع كل سنة.
من اجل إنقاص المشاكل التي تحدث خلال مسيرة عمليات المعالجة، تستخدم خزانات التعفن وخزانات امهوف أو الأحواض اللاهوائية من اجل المعالجة الأولية ويعاد دوران الحمأة الزائدة المتولدة خلال عمليات المعالجة إلى بداية المعالجة مع إزالة الحمأة المهضومة عند الضرورة.
تزال الحمأة من خزانات الترسيب في حالة التهوية المطولة حيث تكون مستقرة بسبب زمن البقاء الطويل للحمأة في حوض التهوية.
تجفف الحمأة في محطات المعالجة الصغيرة في أحواض تجفيف خاصة لذلك.
يرجى أخذ العلم بأنني على استعداد لتصميم أي طريقة من الطرق المذكورة أعلاه أو الاستفسار عن أي موضوع في مجال معالجة مياه الصرف الصحي أو تقديم برامج في تصميم محطات المعالجة
ولكم الشكر.
المهندس محمد بشار خليل
Bacha.khal@gmail.com
engkhbm@scs-net.org