يقدم لكم موقع إقرأ في هذا المقال بحث علمي عن الصرف الصحي ، و أنواع مياه الصرف الصحي ، و مكونات مياه الصرف الصحي ، و مشاكل الصرف الصحي ، و مراحل معالجة مياه الصرف الصحي ، و أهمية معالجة مياه الصرف الصحي ، فان مياه الصرف الصحي أو ما تسمى المياه العادمة والمترجمة في الإنجليزية: Sewage Water هي عبارةٌ عن مياة المخلّفات تكون في شكل سائل ينتج من خلال أنشطة الإنسان المتعددة سواءً داخل المنزل ، أو العمل ، أو اي مكان بالخارج ومياة الصرف صحي قد يتم تجميعها عن طريق شبكةٍ مكونة من الأنابيب والقنوات تصل إلى نقطةِ تجمع يتم تحديدها من البداية بعمليّة المعالجة، وتعرف هذه النقطة بمحطّة معالجة المياه.
بحث علمي عن الصرف الصحي
هي عبارة عن نفايات يتمُّ نقلها عبر المجاري من مسكن، أو مكان عمل صناعي ليتم إغراقها أو تحويلها إلى صورة غير سامة، فمياه الصرف الصحي تتكون من أكثر من 99٪ ماء، لكن المادة المتبقية تحتوي على مواد صلبة، وأيونات، وبكتيريا ضارَّة، حيث يجب استخلاص هذه المادة من الماء بعملية الترشيح قبل إعادة مياه الصرف الصحي إلى مصدر طبيعي آخر للمياه.
أنواع مياه الصرف الصحي
تُصنّف مياه الصرف الصحي حسب مَصدرها إلى:
- مياه الصرف الصحي المنزلية: (بالإنجليزية: Domestic Wastewater)، هي عبارة عن المِياه العادمة القادِمة من المَنازل، والأماكن التجاريّة كالأسواق، والمطاعم، والبنوك، والأماكن المؤسّسية كالمدارس، والمُستشفيات.
- مياه الصرف الصحي الصناعية: (بالإنجليزية: Industrial Wastewater)، هي المياه العادمة القادمة من المصانع المختلفة.
- المياه المتسللة والمتدفقة: (بالإنجليزية: Infiltration and Inflow Water)، هي المياه المُتسلّلة إلى شبكات الصرف الصحي من آبار المياه الجوفيّة عن طريق الارتشاح والتسرّب من خلال الأنابيب التالفة أو عن طريق وصلات الأنابيب، بالإضافة إلى مِياهِ الأمطار التي تدخل عن طريق المَناهل والمصارف.
- مياه الأمطار: (بالإنجليزية: Storm Water)، هِي عبارة عن مياه الأمطار أو المياه الناتجة عن ذَوبان الثلوج التي تدخل شبكات مياه الصّرف الصحي.
مكونات مياه الصرف الصحي
تتكوّن مياه الصرف الصحيّ بشكلٍ تقريبي من 99% من المياه، و1% من المواد العضوية وغير العضوية على شكل مواد ذائبة وعالقة؛ حيث يتواجد كلٌّ من البروتين، والسليليلوز، والدهون، والمواد غير العضوية على شكل مواد عالقة، بينما تَكون المواد الكحولية، والدهون الحمضية، والأحماض الأمينية على شكل مواد ذائبة.
تتراوح قيمة الرقم الهيدروجيني في مِياه الصرف الصحي المنزلية ما بين 6.7-8، أمّا الرقم الهيدروجيني لمياه الصرف الصحي الصناعيّة فيختلف حسب المكوّنات الكيميائيّة لها، ويُشار إلى تنوّع الكائنات الحيّة الدقيقة الموجودة في مياه الصرف الصحي ما بين الفطريات، والبكتيريا، والأوليات، والفيروسات، والطحالب الدقيقة.
مشاكل الصرف الصحي
تعتبر معالجة مياه الصرف الصحي مُكلفة، وفي أغلب الأحيان يتمُّ التخلُّص منها دون معالجتها؛ فيؤدي ذلك إلى عدِّة مشاكل في الصرف الصحي أهُمها:
- انتشار النُّفايات، والجراثيم، والديدان، والمواد الكيميائية السَّامَّة التي قد تحتويها؛ مما يتسبَّب في مشكلات صحية مثل: التهاب الكبد في الأماكن التي يُتخلص فيها من مياه الصرف الصحي.
- تلوُّث الأرض التي يعيش فيها الناس ويزرعونها، وفقدان الموارد الغذائية (الأسمدة) للزراعة.
- تلوُّث مصادر المياه المستخدمة للشرب، والاستحمام، والزراعة.
- صعوبة معالجة المياه العادمة، وإعادة استخدامها بسبب خلط أنواع مختلفة من النفايات معًا، وقيام المصانع بإلقاء المواد الكيميائية السامة في المجاري.
كما أنّ ذلك قد يؤدي إلى انسداد المجاري حيث تعتبر من أصعب الأمور التي من الممكن أنْ تواجه الأفراد أثناء ممارسة الحياة اليومية، وتعتبر تلك هي الأخطر على الإطلاق بما تتسبب به من مشاكل مختلفة، مثل:
- التسبّب في تلف أساسات المنازل والبنية التحتية للمباني مما يساهم في حدوث بعض التصدُّعات والشقوق المزعجة.
- حدوث بعض التلوث في المياه السطحيَّة، والمياه الجوفية، وكذلك في شبكة الإمدادات؛ وذلك نتيجة وجود خلل في شبكة التوصيلات.
- التحميل الزائد أو ما يُسمى بالنُّفايات السائلة، حيث يؤدي التحميل الزائد لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي حتماً إلى مشاكل في معالجة مياه الصرف الصحي.
- تحتوي جميع محطات معالجة مياه الصرف الصحي على ممرِّ امتصاص من أجل التوزيع الفعَّال والآمِن للنفايات السائلة في الأرض المحيطة، فإذا كانت هناك مشكلة في النقع، فلن يعمل نظام الصرف الصحي بشكل صحيح مما يؤدي إلى ظهور علامات وأعراض مثل: الروائح الكريهة.
مراحل معالجة مياه الصرف الصحي
تمرّ عمليّة معالجة مياه الصرف الصحي بالعديد من المراحل كالآتي:
مرحلة المعالجة الأولية
(بالإنجليزية: Preliminary Treatment) تتمّ في هذه المرحلة إزالة جميع المواد التي قد تُعيق عمليّات المعالجة اللاحقة، مثل أغصان الأشجار، والحصى، والزيوت، والرمال، والتربة، باستخدام الأدوات الآتية:
- المصافي: (بالإنجليزية: Screens) تعمل على حجز المواد كبيرة الحجم.
- أحواض حجز الرمل: (بالإنجليزية: Grit Chambers) ترسّب المواد غير العضويّة كالزيوت، والرمال، والتربة، والحصى؛ حيث تُمرّر مياه الصرف الصحي في أحواض ترسيب رملية، ويتمّ التحكّم في المواد المُترسّبة عن طريق التحكّم في سرعة الترسيب، ليتمّ تخزينها في أحواضٍ محدّدة وإرسالها إلى مكبّ النفايات لاحقاً، وتتميّز هذه الأحواض بصغر حجمها.
مرحلة الترسيب الابتدائي
(بالإنجليزية: Primary Sedimentation)، في هذه المرحلة تُزال المواد ذات الكثافة العالية التي قد تكون مواد عضويّة أو غير عضويّة، وتؤدّي هذه المرحلة إلى انخفاض تركيز المواد العالقة بنسبة تصلُ إلى 55%.
مرحلة المعالجة الحيوية
(بالإنجليزية: Biological Treatment) هي المرحلة التي تؤكسد فيها المواد العضويّة الموجودة في مياه الصرف الصحي بواسطة البكتيريا الهوائية، ويتمّ استخدام وسيلة المُعالجة حسب نظام النموّ البيولوجي المُستخدم للكائنات الحيّة الدقيقة، كالآتي:
النمو البيولوجي الهوائي المعلق
تكون البكتيريا مُعلّقةً في المياه العادمة أثناء عمليّة الخلط، وتُستخدم الطرق الآتية للمُعالجة البيولوجيّة:
- الحمأة المنشطة (بالإنجليزية: Activated Sludge)، فيها تُنشط الكائنات الحيّةُ الدقيقة عن طريق إضافة كميّةٍ قليلةٍ من حمأة نشطت سابقاً، ثم تُخلط المِياه العادمة وتُقلب لتهويتها، لتقوم البكتيريا بأكسدة المواد العضوية، وتؤدّي عمليّة التقليب المستمرّة إلى تخثّر المواد المُعلّقة وزيادة تركيزها ليُتخلّص منها لاحقاً في عمليّة الترسيب الثانوية.
- برك الأكسدة (بالإنجليزية: Stabilization ponds)، هي عِبارة عن أحواضٍ بسيطة الصنع، تتمّ معالجة المياه فيها بطريقةٍ طبيعيّةٍ بالاعتماد على الطحالب، وأشعة الشمس، والعناصر الموجودة في مياه الصرف.
النمو البيولوجي الهوائي المتلاحق
تكون البكتيريا مُتّصلةً بدعامات، وتُستخدم الطرق الآتية للمُعالجة البيولوجيّة:
- المرشحات البيولوجية (بالإنجليزية: Trickling filters)، تتكوّن المرشّحات البيولوجية من أحواض مبنيّة من الطوب أو الخرسانة المسلحة، وتكون مملوءةً بالحَصى أو البلاستيك، وعند خروج المياه العادِمة من حوض الترسيب الابتدائي تُوزّع على سطح المرشّحات بواسطة أنابيب مثقبة، لتتخلّل المياه الفجوات بين الحصى، وبالتالي تتشكّل طبقةٌ هُلاميّةٌ على السطح تحتوي على البكتيريا والكائنات الحيّة الدقيقة لتقوم بعمليّة الأكسدة.
- الأقراص البيولوجيّة الدوارة (بالإنجليزية: Rotating Biological Contactors)، وهي عِبارةٌ عن أقراص دائريّة مَصنوعة من البلاستيك تدور بشكل بطيء، وتكون مغمورةً إلى مُنتصفها بالمياه العادمة، ونتيجةً للدوران تتكوّن طبقة بيولوجيّة تبدأ بعمليّة المُعالجة عند غمر هذه الأقراص في المياه العادمة، ثمّ تعريضها للجو.
مرحلة الترسيب النهائية
(بالإنجليزية: Final Sedimentation)، يحتوي الماء عند وصوله إلى هذه المرحلة على العديد من المواد العالقة مثل البكتيريا، وتُعدّ هذه المرحلة جزء لا يتجزأ من عملية المعالجة؛ إذ يُجرى فيها التخلص من العكورة والملوثات التي في الماء، وتُعالج مياه الصرف الصحي في هذه الخطوة بناءً على نظام حديث خاص بإمدادات المياه، إذ يُساعد هذا النظام على إبطاء تدفق المياه ممّا يؤدي إلى تنقية المياه وترسُّب الجسيمات خارج المياه.
تستقر الترسبات في القاع لتكون مادة تُسمّى الحمأة بسبب تراكم المواد الصلبة المُستخرجة من مياه الصرف الصحي، وعادةً ما تُزال هذه المادة بشكل دوري، وممّا يجدر ذِكره بأنّه في حال معالجة المياه الخاصة بالشرب يجب إضافة المواد المُخثرة للماء قبل البدء بعملية الترسيب من أجل تسهيل العملية.
قد يهمك:
أهمية معالجة مياه الصرف الصحي
تعد معالجة مياه الصرف الصحي ضرورية للحفاظ على سلامة النظام البيئي، بالإضافة إلى أهميتها في أمور أخرى، منها:
- تحسين البيئة من خلال الصرف الصحي السليم والتخلص من المياه العادمة.
- منع حدوث الفيضانات من خلال إزالة مياه الأمطار.
- الحفاظ على جودة المياه.
- استخراج الطاقة من مياه الصرف الصحي والمياه العادمة.