2. مراحل معالجة مياه الصرف الصحي

أ. المرحلة التمهيدية

يفصل، في هذه المرحلة، ويزال ما تراوح بين 5 و10 % من المواد العضوية، القابلة للتحلل، بالإضافة إلى كمية تراوح بين 2 و20 % من المواد العالقة الأخرى. ولا تُعد إزالة هذه النسبة من الشوائب، كافية لإعادة استعمال الماء، في أي من الأغراض. لذا، فإن الماء الناتج من هذه المرحلة، ينقل إلى المرحلة التالية (اُنظر شكل خطوات المرحلة التمهيدية). وفي هذه المرحلة، تمرر مياه الصرف الصحي على خلاطات، لتحويل الفضلات العضوية، كبيرة الحجم، إلى فضلات أصغر حجماً. ثم يمر الخليط من خلال شبكات ومرشحات ومناخل، للتخلص من الفضلات غير العضوية. بعد ذلك، تجمع مياه الصرف في أحواض أولية، لتشبيع الخليط بالأكسجين، اللازم لعمليات التكسير العضوي، فيما بعد.

ب. المعالجة الابتدائية Primary Treatment

في هذه المرحلة، يُزال ما بين 35 و50 % من المواد العضوية، القابلة للتحلل، بالإضافة إلى ما بين 50 و70 % من المواد العالقة.

وتترسب المواد الصلبة في أحواض خاصة، يطلق عليها "أحواض الترسيب"، مكونة طبقة طينية سوداء، أسفل الحوض، يطلق عليها "الوحل". وتطفو المواد الدهنية والزيوت والشحوم، على سطح طبقة الوحل، لتُزال بعملية، يطلق عليها "القشط". أما المواد العالقة، فتزال من على سطح الأحواض.

ج. المعالجة الثانوية Secondary Treatment

وفيها تعالج مياه الصرف الصحي معالجة بيولوجية، أي أنها تُجرى باستخدام كائنات حية، من طريق تنمية البكتريا الهوائية، القادرة على التهام المواد الصلبة وتحليلها، بالإضافة إلى هضم المواد العضوية، الموجودة في مياه الصرف، وتحويلهما إلى طاقة وماء وثاني أكسيد الكربون. وغالباً ما تُجرى هذه العمليات، في أحواض أو برك وبحيرات ضحلة، ذات مياه ساكنة، لا توجد فيها تهوية. أو قد تُمد هذه الأحواض والبرك بتهوية صناعية، من خلال ماكينة لدفع هواء جوي في مياه الصرف، لتوفير الأكسجين اللازم للبكتريا. وتكون معدلات التحلل البيولوجي في هذه الحالة منخفضة.

إلا أنه يمكن الإسراع من عمليات التحلل البيولوجي، من خلال إجراء تحريك مستمر لمياه الصرف الصحي، في الأحواض، أو إضافة بعض أنواع البكتريا المحللة، ذات المقدرة العالية على تحليل المواد العضوية. وبعد إتمام هذه العملية، يمرر السائل إلى خزان الترسيب الثانوي، أو النهائي، حيث يستقر الوحل في القاع، بينما ينقل السائل إلى المرحلة التالية.

ويجمع "الوحل"، الناتج من المراحل، التمهيدية والابتدائية والثانوية، وينقل إلى "خزان هضم الوحل". لتتولّى البكتيريا تكسير المواد العضوية المعقدة، وتحويلها إلى مواد أقل تعقيداً، ويصاحب هذه العملية انطلاق غاز الميثان، الذي يستخدم مصدراً للوقود. ويجمع الوحل، المتبقي من هذه العملية، ويجفف، ويستخدم كمخصبات للتربة. ويمكن، من خلال المعالجة الثانوية، إزالة 90 % من المواد العضوية، القابلة للتحلل، ونحو 85 % من المواد العالقة (اُنظر شكل خطوات المعالجة الثانوية).

د. المعالجة الثلاثية Tertiary Treatment أو المعالجة المتقدمة

وفي هذه المرحلة، يُجرى عديد من العمليات الكيماوية، للتخلص من مختلف الملوثات، التي لم يُتخلص منها، في المراحل السابقة، مثل الفسفور، والنيتروجين، والمواد العضوية الذائبة، وبعض العناصر السامة. وينتج من هذه المرحلة ماء، على مستوى عال من النقاء؛ إذ يُزال نحو 100 % من المواد العالقة الصلبة، والنيتروجين، والفوسفور، والزيوت العالقة والدهون (اُنظر جدول متوسط نسبة إزالة بعض الملوثات، الموجودة في مياه الصرف الصحي، باستخدام وسائل المعالجة المختلفة). وتتضمن هذه العمليات: التخثر الكيماوي، والترسيب، والترشيح الرملي، والامتصاص الكربوني، والتبادل الأيوني، والتناضح العكسي.

وتُضاف مركبات الحديد والألومنيوم والكالسيوم، إلى ماء الصرف الصحي، فينتج، عند ذلك، تغير في صفات الماء، بما يؤدي إلى تلاصق الجسيمات، العالقة في سائل الصرف الصحي، بعضها ببعض، مكونة كتلاً صلبة أكبر حجماً، تترسب، فيُتخلص منها. وتسمى هذه العملية "عملية التخثر الكيماوي بغرض الترسيب" Chemical Coagulation and Sedimentation.

ثم يمرر سائل الصرف الصحي، على مرشحات، تحتوي على طبقات من الرمل، سمكها نحو نصف متر. وتسمى هذه العملية "عملية الترشيح الرملي" Sand Filtraing.

وللتخلص من الروائح الكريهة، يمرر سائل الصرف الصحي، على خزانات، تحتوي على الفحم الناشط، الذي يتحد بجزيئات الرائحة الكريهة. ويتبقى، في النهاية، أملاح، بتركيزات عالية، يُتخلص منها بعمليات التبادل، الأيوني والأسموزي العكسي.

ولقتل الميكروبات المعدية، يوضع الكلور، بتركيز 100 ملجم/ لتر، لمدة تراوح بين 15 و120 دقيقة. وبذلك، يتحول سائل الصرف الصحي ، إلى مياه نقية، خالية من السمية والعدوى (اُنظر شكل خطوات المعالجة المتقدمة)