أنظمة العلاج الحالية

لقد كانت إدارة النفايات الصحية مصدر قلق منذ أقدم الحضارات المستقرة. تاريخياً، كانت مياه الصرف الصحي تصرف في أقرب المجاري المائية، مع الاستفادة من التخفيف والأكسدة كمعالجة. لم تكن فكرة "تطهير الذات" غير صحيحة؛ يمكن إزالة العديد من الملوثات عن طريق العمليات الطبيعية مع التعرض الكافي والوقت والتخفيف. ومع ذلك، فإن النمو السكاني وزيادة تلوث مياه الصرف الصحي جعل هذا النهج غير كاف. أدى اكتشاف الأمراض التي تنتقل عن طريق المياه إلى تطوير أنظمة الصرف الصحي بهدف فصل مياه الصرف الصحي عن مياه الشرب لحماية صحة الإنسان. المرجع ومنذ ذلك الحين تم تطوير العديد من أنظمة المعالجة لتقليل كمية النفايات البشرية الخام التي تدخل المحيطات. فيما يلي مقدمة لأنظمة معالجة مياه الصرف الصحي الشائعة المستخدمة اليوم.

أنواع أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي

أنظمة المعالجة المركزية

تعتمد المناطق ذات الكثافة السكانية العالية والمدن الصناعية بشكل أساسي على محطات معالجة مياه الصرف الصحي المركزية لتلقي ومعالجة مياه الصرف الصحي. تقوم شبكات معقدة من أنابيب الصرف الصحي تحت الأرض بنقل مياه الصرف الصحي من المنازل والمباني إلى محطة المعالجة باستخدام الجاذبية والمضخات. بمجرد وصول مياه الصرف الصحي إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي، فإنها تمر بعدة مراحل من المعالجة قبل تصريفها:

• المرحلة الابتدائيةتبدأ المعالجة الفيزيائية أو الفيزيائية بالغربلة: يتم تمرير مياه الصرف الصحي عبر مصافي لإزالة المواد الصلبة الكبيرة. تصريف يتم إحضارها بعد ذلك إلى خزانات الترسيب حيث تساعد الجاذبية على ترسيب المواد الصلبة المعلقة الإضافية.
• ثانوي، أو المعالجة البيولوجية ، تهدف إلى إزالة المواد العضوية من مياه الصرف الصحي قبل التطهير. يستخدم الأكسجين والكائنات الدقيقة لتحفيز وتعزيز التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تكسر الملوثات. تشكل هذه العملية نماذج للأنظمة الطبيعية وتصبح أكثر كفاءة عن طريق التهوية أو التعرض لأكسجين إضافي. الأكسجين ضروري للتحلل ، والتهوية تساعد في التخلص من الغازات المذابة. تشجع هذه التفاعلات في النهاية الجسيمات المتبقية على الاستقرار. تشمل التقنيات الشائعة للمعالجة البيولوجية المرشحات المتقطرة والحمأة المنشطة ، والتي تزيد من مساحة السطح المتاحة للكائنات الحية الدقيقة ، فضلاً عن كثافتها.
• بعد الثانوي، أو العلاج الكيميائي ، لتعزيز المزيد من الاستقرار وإزالة المغذيات. تجذب البوليمرات المضافة الملوثات لتكوين كتل بينما تحفز مرشحات الكربون أو الفحم على الامتزاز المادي لتقليل العناصر الغذائية.
• أخيرًا ، يتم تطهير النفايات السائلة لتحييد أي مسببات الأمراض المتبقية. بينما يعتبر الكلور من أكثر المطهرات شيوعًا ، UV أو الأوزون لتقليل التركيزات الكيميائية المتبقية. المرجع

تدفق النفايات السائلة من خلال محطة معالجة مياه الصرف الصحي من أنابيب السحب إلى التصريف. مصدر: مالك وعارفين 2018

تختلف أنواع المعالجات المستخدمة وجودة المياه المعالجة حسب الموقع، وظروف المياه، وتوافر تكنولوجيا المعالجة، وأهداف الحد من التلوث، وعوامل أخرى. هناك حاجة إلى العلاج الأولي والثانوي في بعض البلدان، ويتزايد عدد المرافق التي تتضمن العلاج الثالث. المرجع ومع ذلك، حتى عندما يكون العلاج مطلوبًا، تكون حالات الفشل شائعة ولا ينبغي افتراض أن اللوائح تضمن العلاج المناسب. على مستوى البلديات والمرافق، غالبًا ما تكون هناك قيود على تركيزات المغذيات في النفايات السائلة لمعالجة تحميل المغذيات والنتيجة الناتجة المغذيات. في حين أن معايير العلاج مفيدة ، فهي ليست كافية لحماية النظم البيئية البحرية من التلوث دون تنفيذ واسع النطاق لتدابير الحد من المغذيات.

أنظمة الصرف الصحي المركبة

في المدن الحضرية الكبيرة ، تفتقر العديد من المناظر الطبيعية إلى امتصاص وقدرات الاستبقاء التي توفرها التربة والأراضي العشبية والغابات والسمات الطبيعية الأخرى. عندما تمطر ، تتدفق المياه على الأسطح غير المنفذة (أي ، المرصوفة) ، وتجمع الحطام والملوثات وتصبح الجريان السطحي الملوث يشار إليه عادة باسم مياه الأمطار. ولتقليل التأثيرات على المسطحات المائية، قامت العديد من المدن ببناء أنظمة صرف صحي مشتركة لجمع ونقل مياه الأمطار من مواقع متعددة إلى نفس محطات معالجة مياه الصرف الصحي المركزية مثل مياه الصرف الصحي. وهذا يسمح لمحطة المعالجة بإزالة الزيوت والمبيدات الحشرية والبكتيريا والرواسب والملوثات الأخرى التي تحتوي عليها مياه الأمطار. في حين أن نظام الصرف الصحي المشترك يبدو فعالا، إلا أن العواصف الشديدة وذوبان الثلوج الكبيرة وأحيانا حتى الأمطار الخفيفة يمكن أن تتجاوز قدرة هذه الأنابيب والخزانات وأنظمة المعالجة. يقوم النظام المثقل بتصريف كميات كبيرة من مياه الصرف الصحي غير المعالجة، بما في ذلك مياه الصرف الصحي الخام، في المجاري المائية. في الولايات المتحدة، يتم خدمة 40 مليون شخص من خلال شبكات الصرف الصحي المجمعة، والتي تصرف أكثر من 3 تريليون لتر من مياه الصرف الصحي غير المعالجة ومياه الأمطار المتدفقة سنويًا في أحداث فيضان المجاري المجمعة. المرجع

انظر دراسة الحالة هذه للعمل على مركزية معالجة مياه الصرف الصحي في جزيرة رواتان ، هندوراس.

أنظمة العلاج اللامركزية

أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي اللامركزية ، أو أنظمة الصرف الصحي غير المجاري ، هي أنظمة صغيرة الحجم في الموقع لإدارة النفايات البشرية.

نظام الصرف الصحي التقليدي. المصدر: وكالة حماية البيئة 2018

تقوم أنظمة معالجة المياه العادمة اللامركزية بجمع مياه الصرف الصحي ومعالجتها وتصريفها في الموقع الذي يتم إنتاجها فيه. توجد أنواع عديدة من أنظمة المعالجة في الموقع. الأنواع التالية هي الأكثر شيوعًا على مستوى العالم:

• أنظمة الصرف الصحي تشتمل عادةً على خزان للصرف الصحي وحقل تصريف. الخزان عبارة عن حاوية مدفونة مانعة للماء مصنوعة عادة من الخرسانة أو الألياف الزجاجية أو البولي إيثيلين. يتم هضم المواد العضوية في الخزان وتقوم العملية بفصل المواد العائمة (مثل الزيوت والشحوم) والمواد الصلبة عن مياه الصرف الصحي. يتم تصريف النفايات السائلة ببطء من الخزان إلى سلسلة من الأنابيب المثقبة المدفونة في حقل الترشيح أو الغرف أو الوحدات الخاصة الأخرى.
• حقول الصرف، وهو جزء من نظام الصرف الصحي، يعزز فرص المعالجة الإضافية للنفايات السائلة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في التربة أو الحصى أو غيرها من المواد قبل تصريفها في الأرض أو المياه السطحية.
• البالوعات لها خطوة واحدة للاحتواء والعلاج. تجمع الحفر المحفورة أو المبنية النفايات السائلة من أجل الترسيب الطبيعي. وقد تكون الحفر غير مبطنة أو مفصولة عن التربة والمياه الجوفية بحاجز حجري أو خرساني. ولا توفر البالوعات العلاج المناسب، ويتم استبدالها في العديد من الأماكن بأنظمة معالجة أكثر فعالية.
• الأنظمة القائمة على الحاويات جمع وتخزين مياه الصرف الصحي في الموقع والمطالبة بنقل النفايات إلى مكان آخر للمعالجة. توجد هذه الأنظمة في الغالب في المناطق ذات البنية التحتية المحدودة وتشمل مراحيض الحفر ، والتي يجب إفراغها بمجرد امتلائها ، ومراحيض الدلو ، التي يتم إفراغها يوميًا. يمكن أن تتراوح معالجة النفايات المجمعة من الخيارات القائمة على الحاويات بين عمليات المعالجة التقليدية أو ممارسات استعادة الموارد الجديدة أو عدم المعالجة على الإطلاق.

يوفر الفيديو أدناه من The Nature Conservancy Long Island شرحًا أكثر تفصيلاً لأنظمة الصرف الصحي والبالوعة.

لم يتم تصميم أنظمة الصرف الصحي التقليدية والبالوعات لإزالة العناصر الغذائية أو الملوثات الأخرى من النفايات السائلة، والتي يمكن أن تشكل تهديدات خطيرة على البيئات البحرية في المناطق الساحلية. وقد تم تطوير تقنيات مؤخرًا لمعالجة إزالة المغذيات في الأنظمة اللامركزية، لكن هذه الحلول الجديدة لم يتم تنفيذها على نطاق واسع بسبب الافتقار العالمي إلى التنظيم بشأن العناصر الغذائية في مياه الصرف الصحي السائلة. إن تطوير الأنظمة اللامركزية لتشمل تقليل المغذيات المعززة أمر مكلف ولكنه أثبت كفاءة أكبر من حيث التكلفة مقارنة ببناء مرافق جديدة واسعة النطاق لمعالجة مياه الصرف الصحي. تعرف على المزيد حول هذه التقنيات الجديدة في حلول الإدارة الناشئة قسم من مجموعة الأدوات هذه. تشمل العيوب الأخرى للأنظمة اللامركزية التسريبات والأعطال التي يمكن أن تؤدي إلى تلوث من مصدر غير محدد وغالبًا ما لا يتم اكتشافها؛ وعواقب قليلة على عدم الامتثال حتى عندما يتم تتبع مصادر التلوث، مما يترك فرصة ضئيلة للإنفاذ.

تفريغ

تصريف من أنبوب المصب. الصورة © pixabay

بعد المعالجة من الأنظمة المركزية أو اللامركزية ، يتم تصريف النفايات السائلة المعالجة مباشرة إلى المسطحات المائية القريبة أو في الأرض. تؤثر أنواع المعالجة المطبقة على مياه الصرف الصحي وموقع التصريف على درجة تلوث مياه الصرف الصحي في المحيط. أنابيب المصب تصريف النفايات السائلة مباشرة إلى الأنهار والمحيطات. وبدلاً من ذلك، تعمل حقول الصرف والتربة والأراضي الرطبة والغطاء النباتي على إبطاء ترشيح النفايات السائلة إلى المياه الجوفية، مما يساعد على إزالة الملوثات. وقد أدى ذلك إلى تطوير تقنيات متقدمة لتقليل المغذيات وحلول قائمة على الطبيعة لإبطاء تدفق النفايات السائلة. ال دراسة حالة من سانتياغو في جمهورية الدومينيكان يُظهر نجاحاً كبيراً في استخدام الأراضي الرطبة المشيدة لتقليل الملوثات العضوية التي يتم تصريفها إلى مستجمعات المياه. انظر حلول الإدارة الناشئة قسم لمزيد من المعلومات حول تقنيات الحد من المغذيات المبتكرة والحلول القائمة على الطبيعة.

يؤدي تصريف مياه الصرف الصحي المعالجة بشكل غير مناسب إلى زيادة المخاطر الخطيرة على البشر والحيوانات والنظم البيئية. ومن السهل نسبيًا تحديد ما إذا كانت محطة المعالجة الساحلية واسعة النطاق تقوم بتصريف النفايات السائلة المعالجة أو الخام مباشرة في المحيط. ومن الصعب اكتشاف الترشيح من أنظمة الاحتواء الأصغر وتصريف المياه الجوفية. انظر دراسة حالة من دار السلام ، تنزانيا ، شرق إفريقيا للحصول على مثال لكيفية مكافحة مشكلة إلقاء محتويات مراحيض الحفرة في البيئة.

كيفية اختيار نظام إدارة مياه الصرف الصحي

هناك مجموعة متنوعة من الطرق لإدارة مياه الصرف الصحي. إن اختيار طريقة معالجة مياه الصرف الصحي يعتمد بشكل كبير على الموقع والسياق. تحدد العديد من العوامل نوع النظام الأكثر ملاءمة: نظام معالجة مركزي مجاري أو نظام معالجة لامركزي في الموقع. إن الحل الأفضل لمجتمع ما قد لا يصلح لمجتمع آخر. يجب أن تشمل اعتبارات اختيار نظام إدارة مياه الصرف الصحي ما يلي:

• موارد المجتمع
• حجم السكان
• الأعراف والتوقعات الاجتماعية والثقافية
• الدعم السياسي أو القيود التنظيمية
• الجيولوجيا والهيدرولوجيا المحلية
• أهداف الحد من التلوث
• البنية التحتية الحالية

عند تحديد نظام الصرف الصحي أو التكنولوجيا الأكثر ملاءمة لموقعك وسياقك، يمكن للمديرين البحريين استشارة أدوات دعم القرار التي تأخذ في الاعتبار المعايير الاجتماعية وصحة الإنسان والبيئية. وتشمل الأمثلة مجموعة أدوات إدارة المياه والصرف الصحي المستدامة مما يساعد على تسليط الضوء على خيارات الصرف الصحي المختلفة بناءً على المدخلات أو المخرجات المحددة المرجع و مخطط التدفق هذا من WaterAid، الذي يرسم خريطة لتدفق البراز من المصدر إلى البحر ويسلط الضوء على المناطق التي تعمل فيها إجراءات الإدارة بشكل جيد والمناطق التي تحتاج إلى تحسين.