معالجة المياه


طرق زيادة كمية المياه العذبة منها :
أ. المطر الاصطناعي : عادة يسقط المطر بواسطة تكتل بخار الماء على الذرات الصلبة الموجودة في الهواء مثل ذرات الغبار فتثقل هذه الذرات وتسقط على شكل أمطار ، بالطبع بوجود عوامل أخرى مناسبة . حاولوا تقليد هذه الطريقة بواسطة رش ملح يدعى يوديد الفضة AgI . يوجد لهذا الملح مقدرة لتجميع بخار الماء وتكوين قطرات ثقيلة تسقط على شكل أمطار . إحدى سيئات هذه الطريقة أنه يجب أن تتوفر الغيوم لحدوثها وأيضًا ممكن أن تسقط في أماكن غير مرغوب فيها بسبب الرياح الشديدة . التكاليف الاقتصادية لهذه الطريقة منخفضة نسبيًا ولكنها تزودنا بكمية قليلة من الماء .
ب. تحلية المياه المالحة : تحلية المياه المالحة معناه الحصول على مياه تركيز الأملاح فيها قليل بواسطة طرق مختلفة تقوم بفصل الأملاح عن الماء أو بفصل الماء عن الأملاح . هنالك عدة طرق لعملية التحلية منها طريقة الأسموزة العكسية وطريقة التبخر المضغوط .
ت. طريقة التبخر المضغوط : عندما نسخن الماء المالح حتى درجة الغليان يتبخر الماء ويبقى الملح في الوعاء . درجة غليان الماء تتعلق بالضغط وبدرجة الحرارة . على مستوى سطح البحر يغلي الماء بدرجة حرارة 100 درجة مئوية . إذا تسلقنا جبلا عاليًا ، ينخفض ضغط الهواء ولذلك يغلي الماء بدرجة حرارة أقل من 100 مئوية . لذلك ممكن الحصول على بخار ماء بطريقتين : بواسطة تسخين الماء ، أو بواسطة تقليل ضغط محيط الماء . ممكن الدمج بين هاتين الطريقتين بما يسمى طريقة التبخير المضغوط . في هذه الطريقة تمر المياه المالحة في عدة خلايا. في الخلية الأولى يسود ضغط أقل بقليل من الضغط الخارجي ويسخن  الماء قليلا . نتيجة لذلك يتبخر جزء من الماء . بقية الماء المالحة تنقل إلى الخلية الثانية ، حيث تعاد العملية مرة أخرى بضغط أقل وبدرجة حرارة أعلى مما في الخلية الأولى . وتتم هذه العملية أيضًا في باقي الخلايا . يتم تجميع بخار الماء في جميع الخلايا بواسطة تبريده فوق أنابيب المياه الباردة . من كل 3.5 لتر ماء مالح نحصل على لتر مياه محلاة . بسبب تسخين الماء نحن بحاجة إلى الطاقة ولذلك تكاليف هذه الطريقة باهظة . ممكن تخفيض التكاليف عن طريق استعمال المياه المستعملة لتبريد الطوربينات في محطات توليد الطاقة .
ث. الأسموزة العكسية : عملية الأسموزا هي انتقال الماء من وعاء فيه تركيز الأملاح منخفض إلى وعاء فيه تركيز الأملاح مرتفع عبر غشاء شبه نفاذ يفصل بين الوعاءين .
لتحلية المياه المالحة قاموا باستعمال هذا المبدأ ولكن بطريقة عكسية . يضعون الماء المالح في وعاء يحتوي على غشاء شبه نفاذ يسمح بمرور الماء ، ثم يقومون بإشغال ضغط على هذا الوعاء حيث ينتقل الماء نتيجة هذا الضغط من تركيز الأملاح المرتفع إلى المنخفض . استعمال مبدأ الأسموزة ولكن انتقال الماء يتم بطريقة عكسية أدى إلى تسمية هذه الطريقة بالأسموزة العكسية . كما ذكرنا يجب تشغيل ضغط لانتقال الماء ، وهذا يتم باستعمال طاقة ولذلك هذه الطريقة تستعمل خاصًة في البلدان حيث تتوفر الطاقة مثل دول الخليج وهي تعتبر طريقة مكلفة . في إسرائيل أقيم مؤخرًا مصنع لتحلية مياه البحر والنية لإقامة مصانع أخرى موجودة وذلك لسد احتياجات الماء في البلاد .

لتحلية المياه المالحة أفضليات وصعوبات عدة منها :
1.     الأفضلية الأساسية هي إمكانية استعمال مياه البحر التي كميتها غير محدودة .
2.     الصعوبة في التكاليف الباهظة لإقامة مصانع التحلية .
3.     صعوبة أخرى في الحصول على الطاقة اللازمة لهذه العملية مما يزيد من سعر المياه المحلاة .
4.     مشكلة أخرى تتعلق بإيجاد أماكن مناسبة لإقامة مصانع التحلية، حيث يجب أن تكون بالقرب من شواطئ البحر ولكن
      غالبًا تكون لهذه الشواطئ استعمالات أخرى .
ح. استيراد الماء : طريقة أخرى لزيادة كمية الماء في دولة معينة هي استيراد الماء من دول مجاورة غنية بالماء . عملية الاستيراد تتم إما بواسطة أنابيب أو بواسطة سفن كبيرة . تكاليف المياه المستوردة تشمل ثمن المياه ، ثمن نقلها ، ثمن إقامة أماكن خاصة لاستيعابها وثمن معالجة هذه المياه قبل استعمالها . أفضلية هذه الطريقة بسرعة الحصول عليها ويتم ذلك مباشرة بعد التوقيع على الاتفاقية أما السيئة فهي تكاليفها الباهظة .
خ. تنقية مياه المجاري : تحتوي مياه المجاري 99.9% مياه وفقط 0.1% مواد صلبة منها المواد العضوية . لهذا السبب مهم جدًا أن نقوم باسترجاع هذه المياه ، خاصةً بسبب قلة كمية المياه .  هنالك عدة طرق لتنقية مياه المجاري والطريقة المتبعة اليوم هي الطريقة التقليدية والمكونة من أربع مراحل :
أ. معالجة مسبقة : حيث يتم إزالة جميع الأجسام الصلبة بطريقة ميكانيكية أو يدوية .
ب. معالجة أولية : حيث يتم تجميع المياه في بركة كبيرة لترسيب المواد الصلبة والمواد العضوية في قاع البركة . في هذه البركة تحدث عمليات تحليل لاهوائية . يتم التخلص من حوالي 50% من كمية المواد العضوية في هذه البركة .
ت. معالجة ثانوية : يتم أكسدة المواد العضوية المتبقية في الماء بواسطة الكائنات المحللة الموجودة . هذا التحليل يكون هوائيًا ، أي بوجود أكسجين ولذلك نرى أحيانًا آلات خاصة تدخل الأكسجين إلى هذه البرك . ممكن ملاحظة نمو الطحالب في هذه البركة التي تزود البركة بالأكسجين أيضًا . تدعى هذه البرك ببرك الأكسدة . في حالة عدم توفر الأكسجين (في قاع البركة) يكون التحليل لاهوائيًا وينتج روائح كريهة وغازات سامة . في نهاية هذه العملية تنخفض قيمة استهلاك الأوكسجين البيوكيميائي بحوالي 95% نسبةً لمياه المجاري الخام ، وينخفض تركيز المواد الصلبة العائمة بنسبة 90% وأغلب المواد الصلبة المتبقية عبارة عن الطحالب . إن إحدى حسنات استعمال برك الأكسدة هو تكاليف إقامتها وتشغيلها تعتبر رخيصة ، لا حاجة لأيادي عاملة كثيرة لمتابعة عملها ولسنا بحاجة إلى طاقة لتشغيلها . أما السيئة الكبيرة لها أنها تحتل مساحات واسعة ، وتصدر روائح كريهة تؤثر على السكان قربها . إضافة إلى ذلك نجاعة هذه البرك قليلة في فصل الشتاء بسبب انخفاض درجة الحرارة وقلة عمل المحللات وقلة الضوء الذي يعيق عملية التمثيل الضوئي لدى الطحالب . هنالك طريقة أخرى تتم فيها الأكسدة تدعى الحمأة المنشطة ، وبهذه الطريقة يتم تنقية المجاري بسرعة أكثر (تتم العملية بأكملها بأقل من يوم) . تنقل المياه بعد المعالجة الثانية إلى برك تهوية ، تعمل داخلها هوايات كبيرة التي تدخل الهواء إلى البرك وهذا بالطبع يمكن المحللات الهوائية من التكاثر وتحليل المواد العضوية في الماء . ممكن زيادة تركيز هذه المحللات بواسطة إضافة الحمأة المنشطة التي تحتوي على تركيز مرتفع للبكتيريا .
ث. معالجة ثالثة : حيث نقوم بقتل الكائنات المحللة بواسطة إضافة مواد كيماوية ، أو نقوم بعملية الترشيح بواسطة فلاتر أو بواسطة سكب المياه المكررة بالتربة للقيام بعملية الترشيح وغيرها .
د. استعمال مياه المجاري : إن استعمال مياه المجاري المكررة يوفر كميات كبيرة من المياه الصالحة للاستعمال . وممكن توفير حوالي 40% من المياه الصالحة للاستعمال المستعملة بالزراعة بواسطة استبدالها بمياه مجاري مكررة . إن الخطر الأساسي باستعمال مياه المجاري المكررة يكمن في إمكانية التعرض للأمراض نتيجة استعمال المنتجات الزراعية . لكي نمنع ذلك يجب أن تكون المياه المكررة ذات جودة عالية ، واستعمال هذه المياه لمنتجات لا تحتوي على ثمار يستعملها الإنسان . نقص آخر لاستعمال مياه المجاري المكررة هو بتركيز الأملاح المرتفع لهذه المياه .
ذ. تجميع مياه الأمطار : كميات كبيرة من الأمطار تذهب سدى في كل سنة لأنها تجري كمياه علوية إلى البحر . ممكن تجميع هذه المياه في مجمعات خاصة واستغلالها فيما بعد . لهذا الهدف يجب بناء السدود في مجرى الأنهار ، ولكن توجد صعوبة في إيجاد مساحات تستعمل كمجمعات مائية وكذلك تكلفة إقامة هذه المجمعات تعتبر باهظة .
ر. توفير في استهلاك الماء : توفير المياه هو مصدر المياه الصالحة الأكبر وهو الأرخص . ممكن توفير المياه بعدة طرق منها :
أ‌.    استعمال وسائل تقنية : تعتبر إسرائيل إحدى الدول البارزة في تطوير تقنيات وأدوات لتوفير الماء . من التقنيات المستعملة أنابيب التقطير لري المزروعات ، استعمال جهاز يوضع على الحنفية لتوفير الماء وغيرها .
ب‌.   صيانة دائمة : لأجهزة نقل المياه وذلك لمنع خسارة الماء من الأنابيب .
ت‌.   نجاعة استعمال الماء : مثلا اختيار مزروعات تحتاج إلى كمية قليلة من الماء للري ، استعمال الدلو لغسيل السيارة ، تقليل فتح الحنفية بالاستعمالات المختلفة .
ث‌.   زيادة الوعي والإعلام : كلما زاد الوعي والشرح أكثر ممكن زيادة التوفير في استهلاك الماء .
ج‌.سن القوانين والتعليمات : ممكن سن قوانين تلزم السكان بتوفير الماء مثل عدم ري الحدائق الخاصة ، عدم تعبئة برك السباحة الخاصة ، زيادة أسعار الماء بعد استهلاك حجم مناسب من الماء وذلك حسب عدد أفراد العائلة وغيرها .

تنقية ذاتية طبيعية لمياه أنهار ملوثة :
كما ذكرنا في السابق تم بناء القرى بالقرب من الأنهار مما سهل عملية التخلص من مياه المجاري بواسطة إلقائها في النهر . في البداية كانت كمية المجاري قليلة بسبب عدد السكان القليل ولذلك عملية التلوث كانت قليلة ، وبعد مسافة معينة من مجرى النهر تنقى المياه . عملية التنقية تحدث كالآتي : يحتوي النهر على كمية معينة من البكتيريا المحللة التي تقوم بتحليل المواد العضوية الموجودة في مياه المجاري . يتم هذا التحليل إذا لم تحتوِ مياه المجاري على مواد سامة تعيق عملية التحليل . عند مصب المجاري في النهر يرتفع تركيز المواد العضوية التي تشكل غذاء للبكتيريا ولذلك تركيز البكتيريا المحللة أيضًا يرتفع . عملية التحليل تتم في بيئة هوائية ولذلك يزداد أيضًا استغلال الأكسجين . نتيجة لذلك يقل تركيز الأكسجين وتصبح البيئة مناسبة لعملية تحليل لاهوائية .
مع الوقت وجريان النهر تقل كمية المواد العضوية وتزداد كمية الأملاح الناتجة من عملية التحليل . نتيجة لوجود الأملاح وخاصة النيترات والفوسفات تنمو الطحالب ويزداد تركيزها ، هذه الطحالب تقوم بعملية التمثيل الضوئي وتنتج الأكسجين . لذلك تتطور بيئة هوائية مرة أخرى وتختفي الروائح الكريهة . قلة المواد العضوية تؤدي إلى تقليل كمية البكتيريا . في النهاية يعود وضع النهر إلى ما كان عليه قبل مصب المجاري . عملية التنقية الطبيعية للنهر تتم بدون تدخل الإنسان ، تستمر فترة طويلة ومشروطة بكمية قليلة من مياه المجاري .
بالطبع لا يمكن استعمال هذه الطريقة لتنقية مياه المجاري في النهر وذلك لأن هنالك احتمالا بأن مياه المجاري تحتوي على مواد سامة مثل معادن ثقيلة التي تشكل خطرًا على صحة الكائنات الموجودة في النهر ومن ثم على الإنسان ، إضافة إلى الروائح الكريهة والغازات السامة الناتجة من عملية التحليل اللاهوائية .



معالجة المياه
معالجة مياه الشرب
بحث حول معالجة المياه
تنقية المياه
تنقية مياه الشرب
معالجة المياه الصالحة للشرب
تصفية المياه
بحث عن معالجة المياه
طرق معالجة المياه
مراحل معالجة المياه
كيفية معالجة المياه
مراحل معالجة المياه الصالحة للشرب
معالجة مياه الصرف الصحي
معالجة الماء الصالح للشرب
تصفية الماء
تنقية المياه ومعالجتها
معالجة المياه المستعملة
محطة تنقية مياه الشرب
تنقية الماء

كيفية تنقية مياه الشرب

مراحل معالجة مياه الشرب

فلتر ماء