مياه الصرف الصحي هي المياه الناتجة عن العديد من المصادر وبكميات كبيرة، فهي المياه التي يتم استخدامها يوميًا في الحمامات والمنازل بمختلف أنشطته من استحمام وغسيل وجلي وغير ذلك، وتحتوي تلك المياه على جراثيم ضارة ورواسب مبيدات ومواد عضوية نسبتها لا تزيد عن 5%.
وتُعد معالجة مياه الصرف الصحي من الوسائل التي لجأت إليها مختلف الدول لمنع إهدار تلك المياه، ومعالجتها حتى تصبح صالحة لمختلف الاستخدامات في الحياة اليومية.
وتختلف طرق معالجة مياه الصرف الصحي باختلاف الهدف من المعالجة نفسها، وعلى سبيل المثال، ليس هناك خطورة من وجود النترات والفسفور في المياه المعالجة المُستخدمة في الزراعة والري لأنها ستغذي النباتات والتربة، بينما تشكل نفس المياه خطرًا في حال استخدامها في البحار والمسطحات المائية، لأنها ستؤثر على الأحياء المائية وستلوث المغذيات.
وتمر عملية معالجة مياه الصرف الصحي بالمراحل التالية:
مرحلة المعالجة الأولية
في مرحلة المعالجة الأولية، يتم التخلص من المواد التي يمكن أن تشكل حاجزًا أمام المراحل التالية للمعالجة.
فيتم التخلص من التربة والرمال والزيوت والحصى وأغصان الأشجار.
في مرحلة المعالجة الأولية يتم استخدام عدة أدوات وهي أحواض حجز الرمل صغيرة الحجم، والتي تصفي مياه الصرف الصحي من الحصى والتربة والرمال والزيوت وغيرها من المواد غير العضوية، ويتم التحكم في سرعة الترسيب للتحكم في تلك المواد وتخزينها حتى تستقبلها مكبات النفايات.
ومن الأدوات الأخرى المُستخدمة في تلك المرحلة المصافي، والتي تحجز المواد ذات الحجم الكبير.
تُستخدم المواد الكيميائية في تلك المرحلة من أجل طفو الأجسام على سطح المياه ونزول المواد الصلبة في القاع وترسبها.
الهدف من القيام بمرحلة المعالجة الأولية هو توفير مياه يمكن معالجتها، واستخراج مياه وحلية من الرواسب لمعالجتها بشكل منفصل.
مرحلة الترسيب الابتدائي
في مرحلة الترسيب الابتدائي يتم التخلص من المواد العضوية أو غير العضوية عالية الكثافة.
وفي هذه المرحلة ينخفض تركيز المواد العالقة، وتصل نسبة هذا الانخفاض إلى 55%.
مرحلة المعالجة الحيوية
في هذه المرحلة يتم استخدام البكتيريا الهوائية في أكسدة المواد العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي، وطبقًا لنظام النمو البيولوجي المُستخدم للكائنات الحية الدقيقة يتم وسيلة المعالجة على النحو التالي:
النمو البيولوجي الهوائي المعلق:
خلال عملية الخلط تصبح البكتيريا مُعلقة في المياه العادمة فيتم استخدام الحمأة المنشطة، وفيها تُضاف كمية قليلة من حمأة نشطت سابقًا حتى تنشط الكائنات الحية الدقيقة ثم يتم خلط وتقليب المياه العادمة، فتأكسد البكتيريا المواد العضوية ويزيد تركيز المواد المعلقة ليتم إزالتها بعد ذلك في مرحلة الترسيب الثانوية.
كما تُستخدم طريقة برك الأكسدة وهي أحواض مُعدة لمعالجة المياه عن طريق أشعة الشمس والطحالب وعناصر مياه الصرف.
النمو البيولوجي الهوائي المتلاحق:
حيث تتصل البكتيريا بدعامات، وتتم المعالجة البيولوجية عن طريق الوسائل التالية:
المرشحات البيولوجية المكونة من أحواض مصنوعة من الخرسانة المُسلحة أو من الطوب ومليئة بالبلاستيك أو الحصى، وعندما تخرج المياه العادمة من حوض الترسيب الابتدائي تدخل أنابيب مثقبة ثم يتم توزيعها على سطح المرشحات، فيتكون على السطح طبقة هلامية تحتوي على الكائنات الحية الدقيقة والبكتيريا والتي تقوم بالأكسدة.
الأقراص البيولوجية الدوارة: وهي أقراص بلاستيكية تدور ببطيء وتغمرها المياه العادمة حتى منتصفها، وتتشكل طبقة بيولوجية بسبب هذا الدوران، وعندما تُغمر هذه الأقراص في المياه العادمة ثم تتعرض للجو؛ تبدأ عملية المعالجة.
مرحلة الترسيب النهائية
عندما يصل الماء إلى مرحلة الترسيب النهائية، يكون شاملًا على مواد عالقة مثل البكتيريا.
وفي مرحلة الترسيب النهائية تُزال جميع الملوثات الموجودة بالماء، ويتم الاعتماد على نظام حديث خاص بإمدادات المياه في معالجة مياه الصرف الصحي، حيث يبطئ هذا النظام من تدفق المياه، فتترسب جميع الجسيمات خارجها وتصبح نقية.
في القاع تتكون مادة تُسمى الحمأة نتيجة استقرار الترسبات فيه، وهي المادة الناتجة عن تراكم المواد الصلبة التي تم استخراجها من مياه الصرف الصحي.
وحتى تصبح عملية الترسيب أكثر سهولة؛ فمن الأفضل إضافة المواد المخثرة للماء قبل البدء في تلك العملية.
مرحلة التعقيم
يُطلق على مرحلة التعقيم اسم مرحلة الكلورة، نظرًا لقتل الجراثيم المُمرضة في المياه المعالجة باستخدام الكلور أو أي مركب كلوري.
كما تتم عملية التعقيم بتعريض المياه التي تمت معالجتها للأشعة فوق البنفسجية.
ومن طرق التعقيم الفعالة المُستخدمة في الوقت الحالي طريقة التعقيم بالأوزون.
مكونات مياه الصرف الصحي
تشكل المياه نسبة 99% من مياه الصرف الصحي، والـ 1% الباقية هي المواد العضوية وغير العضوية، حيث تظهر تلك المواد على شكل مواد عالقة وذائبة.
فمن المواد الذائبة الأحماض الأمينية والدهون الحمضية والمواد الكحولية.
أما المواد العالقة فهي الدهون والسليليلوز والبروتين.
وفيما يخص الكائنات الحية الدقيقة فهي عبارة عن الطحالب الدقيقة والفطريات والفيروسات والأوليات والبكتيريا والفطريات.
ويختلف الرقم الهيدروجيني لمياه الصرف الصحي الصناعية باختلاف مكوناتها الكيميائية.، وقيمة هذا الرقم بالنسبة لمياه الصرف الصحي المنزلية فهي تتراوح ما بين 6.7 إلى 8.
أنواع مياه الصرف الصحي
هناك عدة أنواع لمياه الصرف الصحي حسب مصدرها، وذلك على النحو التالي:
مياه الصرف الصحي الصناعية: وهي مياه عادمة تطرحها المصانع.
مياه الصرف الصحي المنزلية: وهي المياه العادمة الخارجة من المنازل والمطاعم والأسواق والمستشفيات والمدارس والبنوك.
مياه الأمطار: وهي مياه الأمطار أو المياه التي تنتج عن ذوبان الثلج، ثم تسربها إلى شبكات مياه الصرف الصحي.
المياه المتسللة: وهي المياه التي خرجت من آبار المياه الجوفية وتسللت إلى شبكات الصرف الصحي عن طريق وصلات الأنابيب أو الأنابيب التالفة، إلى جانب مياه الأمطار التي تدخل من خلال المصارف والمناهل.
اضرار مياه الصرف الصحي
هناك العديد من الأضرار الحيوية والكيميائية الناتجة عن تراكم واستخدام مياه الصرف الصحي وهي:
الأضرار الحيوية: فمياه الصرف الصحي مليئة بالطفيليات والبكتيريا والفيروسات وأنواع عديدة من الميكروبات الضارة، وهي الطفيليات ومنها الديدان المعوية، والسموم الناتجة عن الميكروبات والميكروبات الانتهازية والميكروبات المعوية والتي تؤدي إلى إصابة الأمعاء والمعدة بالتهابات.
الأضرار الكيميائية: فمياه الصرف الصحي مليئة بغازات سامة مثل كبرتيد الهيدروجين وأول أكسيد الكربون، وأخرى قابلة للاشتعال مثل الميثان، إلى جانب المواد السامة والمعادن الثقيلة التي تطرحها المنشآت الصناعية.
تؤدي مياه الصرف الصحي إلى تلوث التربة عندما تصل إلى الأراضي الزراعية.
تضر مياه الصرف الصحي بالكائنات الحية في الماء وتؤدي إلى موتها وتعفن المياه وانتشار الروائح الكريهة بها، نظرًا لاستهلاك الميكروبات الأكسجين المُذاب بها.
وصول مياه الصرف الصحي للإنسان واستخدامه لها يؤدي إلى إصابته بأمراض عديدة مثل أمراض الكبد والأميبا والإسهال التي تسببها الأحياء الأولية، وأمراض القلب غير المألوفة وأمراض الجهاز التنفسي واليرقان والشلل والتهاب السحايا والتهاب الأمعاء، وهي الأمراض التي تسببها الفيروسات الموجودة في تلك المياه.
تحتوي مياه الصرف الصحي على البكتيريا التي تؤدي إلى إصابة الإنسان بالعديد من الأمراض مثل التيفود والكوليرا واليرقان والحمى وأمراض الجهاز التنفسي وتقرحات الأمعاء الدقيقة والتهاب الأمعاء.
أكدت منظمة الصحة العالمية أن عدد حالات الوفاة الناتجة عن الأمراض التي تسببها مياه الصرف الصحي قد بلغ 432 ألف حالة.