مياه صرف: الفرق بين النسختين

—* '''المواد الصلبة الكلية''': —علميا تعرف المواد الصلبة الكلية فيفى مياه الصرف على أنها كل المواد التى تبقى عند التبخير عند درجة حرارة من 103 إلى 105 ºم. أما المواد التى لها ضغط بخارى مرتفع فإنها سوف تفقد فيفى عملية التبخير عند هذه الدرجة وبالتالى لا تعتبر مواد صلبة. — —وتعرف المواد الصلبة القابلة للترسيب على أنها المواد التى تترسب فيفى قاع إناء على شكل مخروطي (يسمى مخروط امهوف) فيفى خلال زمن قدرة 60 دقيقة. تعتبر المواد الصلبة القابلة للترسيب والتى وحدة قياسها مللتر/لتر قياس تقريبي لكمية الحمأة التى سوف تنفصل بالترسيب الأولى. ويمكن تقسيم المواد الصلبة الكلية أو المتبقية بعد التبخير أيضاً إلى مواد لا يمكن ترشيحها (عالقة) أو مواد يمكن ترشيحها وذلك بتمرير حجم معلوم من السائل خلال فلتر (مرشح). — —ويمكن تقسيم المواد الصلبة تقسيماً آخر طبقاً لدرجة تطايرها عند درجة 550 ºيتأكسد الجزء العضوي عند هذه الدرجة ويتحول إلى غاز بينما يبقى الجزء الغير عضوى كرماد، وبذلك يمكن أن نطلق مصطلح "المواد العالقة المتطايرة" و"المواد العالقة الثابتة" على كل من المحتوى العضوي والغير العضوي (المعدني) للمواد العالقة على الترتيب. ويتم دائماً إجراء تحليل المواد الصلبة المتطايرة على الحمأة لقياس مدى الثبات البيولوجي لها.

* '''درجات الحرارة''': —تعتبر درجة الحرارة من أهم المؤشرات المؤثرة فيفى عملية المعالجة وذلك لتأثيرها على التفاعلات الكيميائية وسرعتها، وكذلك تؤثر على الأحياء المائية، وعلى مدى ملائمة المياه للاستخدامات المفيدة. فمثلا ارتفاع درجة الحرارة قد يؤدى إلى اختلاف فيفى فصائل الأسماك المتواجدة فيفى البيئة المائية المستقبلة لمياه الصرف. ولذلك فإن العديد من المنشآت الصناعية تولى اهتماماً بالغاً بدرجة حرارة المياه السطحية التى يتم استخدامها فيفى عمليات التبريد.

بالإضافة إلى ما سبق فإن الأكسجين أقل ذوباناً فيفى المياه الدافئة عن المياه الباردة ولذلك فإنه عند ارتفاع درجة حرارة المياه فيفى أشهر الصيف يزداد معدل التفاعلات البيوكيميائية مصاحباً لانخفاض فيفى كمية الأكسجين المتواجدة فيفى المياه السطحية مما قد يؤدى إلى نفاذ حاد لتركيز الأكسجين الذائب فيفى المياه. وقد تتزايد هذه التأثيرات الخطيرة عند زيادة كمية المياه الساخنة التى يتم صرفها على المسطحات المائية، مع ملاحظة أنه عند حدوث أي تغير مفاجئ لدرجة الحرارة قد ينتج عنه ارتفاع معدل الوفيات فيفى الأحياء المائية، كما أن الارتفاع الغير طبيعى لدرجة الحرارة قد يؤدى إلى ازدياد نمو بعض النباتات المائية الغير مرغوب فيها والفطريات.

* '''اللون''': —يختلف لون مياه الصرف الصناعى طبقاً لنوع الصناعة ولذلك فإنه من المهم معرفة خواص وطرق قياس اللون. ولا يمكن لطرق المعالجة التقليدية إزالة اللون وذلك لأن أغلب المواد الملونة تكون فيفى الحالة الذائبة ولكن يمكن لبعض وحدات المعالجة الثانوية مثل الحمأة النشطة والمرشحات الرملية إزالة نسبة معينة لبعض أنواع المواد الملونة وفيوفى بعض الأحيان تحتاج إزالة المواد الملونة إلى عمليات الأكسدة الكيميائية.

* '''العكارة''': —العكارة هى مقياس لمرور الضوء خلال الماء ويستخدم كاختيار لقياس مدى جودة المياه المنصرفة بالنسبة للمواد الرغوية العالقة. وعموماً فإنه لا توجد علاقة بين درجة العكارة وتركيز المواد العالقة فيفى المياه الغير معالجة ولكن تتوقف درجة العكارة على كمية المواد العالقة ونوعها ولونها ودقة حبيباتها.

تتكون المواد العضوية من خليط من الكربون والهيدروجين والأكسجين وفيوفى بعض الأحيان النيتروجين، هذا بالإضافة إلى بعض العناصر الأخرى المهمة مثل الكبريت والفسفور والحديد. وقد تحتوى مياه الصرف الصناعى على كميات قليلة من جزيئات عضوية مخلقة والتي يتباين تركيبها الكيميائي تباينا كبيرا مثل المواد الخافضة للتوتر السطحي (المنظفات الصناعية) والملوثات العضوية الرئيسية والمركبات العضوية المتطايرة والمبيدات الزراعية. وقد أدى وجود هذه المركبات إلى تعقيدات عديدة لعمليات معالجة مياه الصرف الصناعي لأن أغلب هذه المركبات لا تتحلل بيولوجيا أو تتحلل ببطء شديد.

* '''الزيوت والدهون والشحوم''': —تعتبر الدهون من أكثر المواد العضوية ثباتا حيث أنها لا تتحلل بسهولة بفعل البكتيريا. ويصل الكيروسين وزيوت التشحيم إلى الصرف عن طريق الورش والجراجات حيث يطفو على سطح مياه الصرف ويتبقى جزء ضئيل منه فيفى صورة مواد راسبة تتجمع مع الحمأة. هذا وتسبب الزيوت المعدنية مشاكل فيفى الصيانة نتيجة لتغطيتها للأسطح. وإذا لم تتم إزالة الشحوم قبل صرف المياه إلى البيئة الخارجية، فإنها قد تؤثر عكسيا على الحياة البيولوجية فيفى المياه السطحية مسببة طبقة من المواد الطافية غير المرئية.

* '''المنظفات الصناعية''': —المنظفات الصناعية هى المواد الخافضة للتوتر السطحي وهى عبارة عن جزيئات عضوية كبيرة ولها قابلية ضعيفة للذوبان وهى تسبب الرغوة فيفى محطات معالجة مياه الصرف وفيوفى المياه السطحية التى تصرف إليها وتتجمع جزيئات المنظفات فيفى الطبقة ما بين الهواء والماء كذلك تتجمع هذه المركبات على سطح فقاعات الهواء أثناء عملية المعالجة البيولوجية مسببة رغوة ثابتة تفوق عملية المعالجة.

* —'''الفينـول''':يعتبر الفينول وغيره من المركبات العضوية من المكونات الهامة فيفى المياه حيث يمكن أن يسبب مشاكل فيفى طعم مياه الشرب، خاصة عندما تكون المياه معقمة بالكلور. وتنتج مادة الفينول من العمليات الصناعية حيث تأخذ طريقها إلى المياه السطحية عند التخلص من مياه الصرف الصناعى. ويمكن إزالة الفينول بالأكسدة أثناء المعالجة البيولوجية وحتى تركيزات 500 ملجم/لتر.

—* '''المركبات العضوية المتطايرة''': هى المركبات العضوية التى لها نقطة غليان أقل من 100 درجة مئوية و/أو ضغط بخار أقل من 1 مم زئبق عند درجة حرارة 25 درجة مئوية. إن انسياب هذه المركبات فيفى المجارى أو فيفى محطات المعالجة قد تؤثر عكسيا على صحة العاملين بشبكات الصرف ومحطات المعالجة. —

—* '''المبيدات والكيماويات الزراعية''': تعتبر المركبات العضوية الموجودة فيفى المبيدات الحشرية والنباتية بالإضافة إلى الكيماويات الزراعية سامة بالنسبة لمعظم الكائنات الحية ويمكن اعتبارها مادة ملوثة مهمة فعالة فيفى المياه المستقبلة للصرف. —

—*'''الأكسجين الحيوي الممتص (BOD5)''': يعتبر هذا المؤشر من أكثر مؤشرات التلوث العضوية واسعة الاستخدام فيفى مجال مياه الصرف الصناعي وعادة ما يتكون الأكسجين الحيوى الممتص بسبب المواد العضوية الرغوية والذائبة مما يشكل حملا على الوحدات البيولوجية فيفى محطات المعالجة. ويلزم توفير الأكسجين اللازم لنمو البكتريا لتقوم بأكسدة المواد العضوية. ويحتاج الحمل الزائد للأكسجين الحيوى الممتص الناتج من الزيادة فيفى المخلفات العضوية إلى زيادة النشاط البكتيرى والأكسجيني بالإضافة إلى زيادة فيفى قدرة وحدة المعالجة البيولوجية. —يتم تحديد الأكسجين الحيوى الممتص لقياس الأكسجين الذائب المستهلك بواسطة الكائنات الدقيقة فيفى عملية الأكسدة البيوكيميائية للمواد العضوية. ولقياس الأكسجين الحيوى الممتص يتم عمل تخفيفات لمياه الصرف بماء مشبع بالأكسجين فيفى زجاجات خاصة يضاف إليها البكتيريا. تحضر أيضا زجاجة تحكم معبئة بماء وبكتيريا فقط. يتم وضع الزجاجات فيفى حضانة لمدة خمسة أيام على درجة 20ºم، وبذلك تسمى العملية باختبارات الخمسة أيام للأكسجين الحيوى الممتص (BOD5) ويستخدم الفرق بين تركيز الأكسجين فيفى زجاجة التحكم والأكسجين المتبقي فيفى الزجاجات الأخرى بعد خمسة أيام فيفى حساب الأكسجين الحيوى الممتص مقدرا بـ مجم/لتر.

* '''الأكسجين الكيميائي المستهلك (COD)''' : يستخدم اختبار الأكسجين الكيميائي المستهلك لقياس المواد العضوية فيفى مياه الصرف الصناعي التى تحتوي على مركبات سامة للحياة البيولوجية، ويتم بأكسدة المركبات المختزلة فيفى مياه الصرف من خلال تفاعل مع خليط من حمضي الكبريتيك والكروميك فيفى درجة حرارة عالية. وهناك اختبار آخر لـ (COD) تستخدم فيه البرمنجنات كعامل مؤكسد، ولكن هذا الاختبار يعطى نتائج ذات قيم منخفضة وليست لها علاقة مباشرة بالاختبار المعياري للأكسجين الكيميائى المستهلك. — —''وبشكل عام فإن قيمة الأكسجين الكيميائى المستهلك لمياه الصرف أعلى من قيمة الأكسجين الحيوى الممتص لأن المركبات يمكن أن تتأكسد كيميائيا'' والبعض فقط يمكن أن يتأكسد بيولوجيا، وبالنسبة لأنواع كثيرة من مياه الصرف فإنه من السهل الربط بين الأكسجين الكيميائى المستهلك والأكسجين الحيوى الممتص. وهذا يعتبر ذو فائدة لأن الأكسجين الكيميائى المستهلك يمكن تعيينه خلال 3 ساعات فقط بالمقارنة بالأكسجين الحيوى الممتص والذى يلزم لتقديره 5 أيام. وعندما تحدد العلاقة بينهما فإن قياسات الأكسجين الكيميائى المستهلك يمكن استخدامها كمؤشر لكفاءة عمليات التشغيل والتحكم فيفى محطات المعالجة.

—وفى الغالب فإن نسبة الأكسجين الكيميائى المستهلك إلى الأكسجين الحيوى الممتص 1.5 : 2 فيفى مياه الصرف الصناعى التى تحتوى على مواد تتحلل بيولوجيا (مثل صناعة الأغذية). أما مياه الصرف ذات النسب (COD/BOD) أعلى من 3، فإنه يمكن اعتبار أن المواد المؤكسدة الموجودة فيفى العينة ليست بيولوجية التحلل. فيفى بعض الأحيان يطلق على المواد غير المتحللة بيولوجيا مواد حرارية حيث توجد بصفة دائمة فيفى مياه الصرف الناتجة من الصناعات الكيماوية والورقية.

* '''النيتروجين:''' —نظرا لأهمية النيتروجين كحجر أساس فيفى سلسلة البروتين، فإن بيانات النيتروجين تستخدم لتقييم قابلية مياه الصرف للمعالجة البيولوجية. إن عدم وجود النيتروجين بشكل كاف يجعل من إضافته ضرورة لجعل مياه الصرف قابلة للمعالجة. ولكى يتم التحكم فيفى نمو الطحالب فيفى المياه المستقبلة فإن اختزال أو إزالة النيتروجين فيفى مياه الصرف يعتبر ضرورة ملحة. ويشمل النيتروجين الكلى - والمستخدم كمؤشر شائع - على العديد من المركبات مثل الأمونيا وأيون الأمونيوم والنترات والنيتريت واليوريا والنيتروجين العضوي (الأحماض الأمينية والأمينات).

* '''الكبريت:''' يتم اختزال الكبريتات حيويا تحت ظروف لاهوائية إلى الكبريتيد، والذى بدوره يمكن أن يرتبط بالهيدروجين ليكون كبريتيد الأيدروجين حيث يتصاعد هذا الغاز فيفى الهواء المحيط بمياه الصرف وكذلك يتجمع فيفى الشبكات فوق سطح المياه بالمواسير. ويمكن لغاز كبريتيد الأيدروجين المتراكم أن يتأكسد حيويا داخل الشبكات ويتحول إلى حامض كبريتيك والذى يسبب تآكل مواسير الحديد وكذلك المعدات.

* '''الأس الهيدروجيني:''' —إن تركيز الأيون الهيدروجينى يعتبر أحد المؤشرات الهامة لمياه الصرف. ويعتبر مدى التركيز المناسب لتواجد معظم الحياة البيولوجية صغيرا جدا وحرجا. إن مياه الصرف ذات الأس الهيدروجينى الخارج عن المدى من الصعب معالجتها بالطريقة البيولوجية، وبالتالى إذا لم يتم ضبط (pH) قبل الصرف فإنه سيؤثر عكسيا على (pH) فيفى المياه الطبيعية.

* '''القاعدية:''' —تنتج القاعدية من وجود عناصر الهيدروكسيدات والكربونات والبيكاربونات مثل الكالسيوم والماغنسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والأمونيا ويعتبرا الكالسيوم والمغنيسيوم هما الأكثر انتشارا. ويمكن اعتبار البورات والسيليكات والفوسفات بالإضافة إلى مركبات مشابهة مكونة لجزء من القاعدية. ويساعد وجود القاعدية فيفى مياه الصرف على مواجهة التغيرات فيفى الأس الهيدروجينى الناتجة عن إضافة الأحماض. ويشكل تركيز القاعدية فيفى مياه الصرف أهمية من حيث التأثير على المعالجة الكيميائية والمعالجة البيولوجية للتخلص من المغذيات كذلك إزالة الأمونيا باستخدام طبقات الهواء.

—بسبب السمية الناتجة عن هذه المواد، فإن بعض الكتيونات تكون ذات أهمية فيفى معالجة والتخلص من مياه الصرف. وقد تم تصنيف الكثير من هذه المركبات على أنها ملوثات ذات أولوية. ويعتبر الرصاص والحديد والفضة والكروم بالإضافة إلى البورون مواد سامة لها درجات متفاوتة من السمية على الكائنات الدقيقة لذلك يجب أخذها فيفى الاعتبار عند تصميم محطات المعالجة البيولوجية. وتعانى الكثير من محطات المعالجة بسبب وجود هذه الكتيونات فيفى المياه حيث تسبب قتل الكائنات الدقيقة وبالتالى توقف المعالجة.

—أما كتيونات البوتاسيوم والأمونيوم فإنها تعتبر سامة عند 4000 ملجم/لتر. أما السيانيد والكرومات والتى تعتبر أيونات سامة تظهر أيضا فيفى مياه الصرف الصناعى الناتجة عن طلاء المعادن ويجب إزالتها من البداية بالمعالجة الأولية فيفى المصنع بدلا من خلطها بالصرف الصحي. ويتواجد الفلوريد - وهو عنصر سام - بشكل شائع فيفى مياه الصرف الناتجة من صناعات الإلكترونيات. كذلك يمكن أن تحتوى مياه الصرف الصناعي أيضا على مواد عضوية سامة.

—تعتبر التركيزات الصغيرة لكثير من المعادن مثل النيكل والمنجنيز والرصاص والكروم والكادميوم والزنك والنحاس والحديد بالإضافة للزئبق مكونات ذات أهمية فيفى مياه الصرف الصناعى. كما أن وجود مثل هذه المعادن بكميات مرتفعة سوف تؤثر على استخدام المياه نظرا لسميتها. لذلك يفضل دائما أن يتم قياس والتحكم فيفى تركيز هذه المواد فيفى المياه.