يُعد نظام إزالة السوائل إلزاميًا في كل منطقة ضاحية بشكل أو بآخر.
صُممت هذه المحطة كمحطة لمعالجة مياه الصرف الصحي. ولا يقتصر هدفها على إزالة الرطوبة الزائدة فحسب، بل يشمل أيضاً تنقية مياه الصرف الصحي من مختلف أنواع الملوثات الطبيعية والصناعية.
بالنظر إلى حجم مياه الصرف الصحي وكثافة العمل اللازمة لمعالجتها، تنقسم هياكل الصرف الصحي إلى نوعين رئيسيين: الصرف الصحي والصرف المنزلي.
محطات معالجة مياه الصرف الصحي هي مرافق مجهزة مصممة لتنقية مياه الصرف الصحي وتطهيرها. وتُستخدم فيها طرق المعالجة الميكانيكية والبيولوجية. وتُعد هذه المعالجات ضرورية لحماية البيئة.
أنظمة تصريف المياه
كما أن لهذه الهياكل خصائص معينة، لكن غرضها العام - إزالة الرطوبة الزائدة من منطقة غارقة بالمياه - يبقى دون تغيير.
يُعدّ تراكم المياه الزائدة في الموقع مشكلة شائعة إلى حدٍّ ما، ناجمة عن هطول أمطار غزيرة أو ذوبان الثلوج في فصل الربيع. وتُصبح الرطوبة الزائدة مشكلةً خاصةً إذا كانت المنطقة ذات منسوب مياه جوفية مرتفع أو ذات طبقة طينية تمنع الترشيح والتصريف الطبيعي.
إن المياه الزائدة في التربة لا تعيق النمو الطبيعي لنباتات الحدائق والخضراوات فحسب، بل لها أيضًا تأثير مدمر على أساسات المبنى، مما يؤدي إلى زيادة الرطوبة في المنزل وتسريع تدهور الهياكل الرئيسية للمبنى.
بحسب الظروف السائدة، قد تكون أجهزة الصرف كما يلي:
- تتكون أنظمة تصريف المياه السطحية من أنظمة تصريف نقطية وأنظمة تصريف خطية. تُركّب أنظمة التصريف النقطية في المناطق التي تتجمع فيها المياه، مثل أسفل المزاريب. أما أنظمة التصريف الخطية فتأخذ شكل خنادق ضحلة وتوجد على طول محيط العقار.
- الأنابيب العميقة - تتكون من شبكة من الأنابيب المثقبة المصممة لجمع وتصريف المياه من الموقع.
يتطلب إنشاء نظام تصريف المياه في موقع ما إجراء دراسة أولية للموقع لتحديد الظروف التالية:
- عمق المياه الجوفية؛
- خصائص التربة نفسها؛
- المنحدرات الموجودة في الموقع؛
- أعلى وأدنى مستويات المياه الجوفية الموسمية.
ستكون هذه المعلومات ضرورية عند تصميم المباني في الموقع. على سبيل المثال، إذا تم اكتشاف تربة خثية، فقد يكون بناء منزل في مثل هذا الموقع غير عملي تمامًا، نظرًا لارتفاع تكاليف العمالة والتكاليف المالية.
تصريف المياه السطحية الخطية
هذا النوع من أنظمة الصرف أطول ويُركّب حول المبنى المراد حمايته. يتطلب تركيبه حفر خندق، وتعتمد أبعاده على حجم المزاريب المستخدمة في تشكيل نظام الصرف، ويُفضّل أن يكون أكبر قليلاً.
تُصنع الصواني من مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك:
- معدن؛
- بلاستيك؛
- الحديد الزهر؛
- مصنوع من الخرسانة بأشكال مختلفة.
لضمان استقرار قناة التصريف، يجب تركيبها على أساس متين، لذا يُصبّ في قاعها طبقة خرسانية لا يقل سمكها عن 10 سنتيمترات. تُركّب القناة على الخرسانة غير المتصلبة، وتُوضع بحيث تكون الشبكة أعلى من مستوى الرصف الخرساني بمقدار 1-3 سنتيمترات.
تنتهي دائرة الصرف عند مدخل تصريف مياه الأمطار، وهو مزود بمصيدة رمل مصممة لحجز الرمل والطمي والحطام في مياه الجريان السطحي. ويتطلب هذا الجهاز تنظيفًا دوريًا.
تصريف عميق
صُمم نظام الصرف هذا لتصريف رطوبة التربة الجوفية، ويتم تركيبه باستخدام أنابيب صرف مثقبة. يلزم وجود آبار تفتيش عند جميع انحناءات شبكة الصرف لمراقبة حالة النظام وإجراء التنظيف عند الضرورة.
تُركّب الأنابيب بميل يتراوح بين 1 و3 مليمترات لكل متر من طولها، وهذه القيمة بالغة الأهمية. فمع الميل الأكبر، يتدفق الماء بسرعة عبر الأنبوب، مما يمنع الملوثات من الانتشار مع التدفق، ويحصرها داخله. ومع مرور الوقت، تتراكم هذه الملوثات، مسببةً انسداداً.
لضمان تصريف المياه بشكل سليم، لا يكفي مجرد دفن الأنبوب في الأرض، بل يتطلب الأمر حمايةً فعّالة. وهذا يستلزم إنشاء طبقة ترشيح، يمكن بناؤها على النحو التالي:
- احفر خندقاً بالعمق المطلوب.
- يتم وضع النسيج الأرضي في الأسفل بطريقة تثبت الحواف بالجوانب.
- قم بتغطية القاع بالحصى في طبقة يصل سمكها إلى 15 سنتيمترًا.
- ضع أنبوبًا مثقبًا عليه.
- أضف المزيد من الحصى في الأعلى حتى يختفي الأنبوب تحته.
- قم بطي حواف النسيج الأرضي فوق الحواف، بعد توصيل أنابيب الصرف ببئر الفحص أولاً.
- يتم تنفيذ عملية الردم النهائية للخندق بالتربة التي تم حفرها مسبقًا عندما يتم تشكيل شبكة نظام الصرف بالكامل بالطريقة الموصوفة.
تُصنع أنابيب الصرف الصحي نفسها من مجموعة متنوعة من المواد. حالياً، تُعد الأنابيب البلاستيكية ذات الثقوب المحفورة في الجدران الخيار الأكثر شيوعاً.
من الواضح أن الحصى يعمل كمرشح في هذا التصميم. مع ذلك، ليس هذا التصميم الوحيد المستخدم. تُنتج العديد من التعديلات على أنابيب الصرف الصحي المزودة بمرشحات مُثبتة مسبقًا، وهي تتميز بتقنيات متطورة ومتانة عالية.
في السابق، كانت تُستخدم أنابيب الأسمنت الأسبستي، المصممة خصيصًا للاستخدام في استصلاح الأراضي. وهي متينة ومقاومة لمختلف المواد الكيميائية النشطة. وتُستخدم وصلات خاصة لأغراض متنوعة في خطوط أنابيب المياه.
تُعد آبار التفتيش مكونًا هامًا من مكونات نظام الصرف، وهي مصممة لمراقبة حالة النظام وتنفيذ التدابير الوقائية والعمل على تنظيف الشبكات المسدودة.
يُعدّ البئر التجميعي المكون النهائي لنظام الصرف. ويتم تركيبه عندما يتعذر ربط شبكة الصرف بشبكة الصرف الصحي المركزية، وهو أمر شائع في معظم مشاريع البناء في الضواحي. تُضخّ محتويات البئر التجميعي إلى باطن الأرض، وبما أن مياه الصرف نظيفة نسبيًا، فإن ترشيحها عبر التربة كافٍ لضمان سلامة مياه الجريان السطحي من الناحية الصحية.
تنظيف مياه الصرف الصحي
تتمثل الطريقة الرئيسية للحفاظ على بيئة ملائمة في تنظيف مياه الصرف الصحي بشكل صحيح من مختلف أنواع الملوثات.
يتم تنقية المياه المستخدمة باستخدام طرق مختلفة تهدف إلى إزالة المواد الضارة والملوثات منها على مراحل من خلال الترشيح والمعادلة.
الهدف النهائي هو إعادة الرطوبة النقية إلى العملية التكنولوجية في المؤسسة أو إلى البيئة الطبيعية.
الأساليب التكنولوجية لمعالجة مياه الصرف الصحي
نظراً لاتساع رقعة بلادنا، فإن أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي المركزية غير متوفرة في كل مكان. وفي الوقت نفسه، يُعدّ استخدام المياه جزءاً لا يتجزأ من العمليات التكنولوجية في معظم المؤسسات.
ولهذا الغرض، يتم إنتاج محطات معالجة مياه الصرف الصحي الصغيرة وهي متوفرة باستمرار في أسواق البناء.
تنقسم مياه الصرف الصحي تقليدياً إلى ثلاث فئات رئيسية:
- النفايات المنزلية والنفايات البرازية.
- السطح - الناتج عن هطول الأمطار من الغلاف الجوي.
- المياه الصناعية، وهي المياه الناتجة عن المياه المستخدمة في العمليات التكنولوجية لغسل المواد الخام والمنتجات النهائية، وكذلك لتبريد المعدات والأدوات أثناء الإنتاج. وتشمل هذه الفئة أيضاً المياه المستخرجة من باطن الأرض أثناء استخراج المعادن.
المراحل الرئيسية لعملية التنظيف
من أولى مهام معالجة مياه الصرف الصحي فصل أنواع مختلفة من الشوائب الميكانيكية. وتتمثل الطريقة الأساسية في الترشيح باستخدام أنواع مختلفة من المناخل والشاشات. ويمكن إعادة تدوير المواد غير القابلة للذوبان الناتجة أو التخلص منها في مكبات النفايات الصلبة.
بعد ذلك، تُصفّى مياه الصرف الصحي لإزالة أي ملوثات صلبة متبقية. تُودع المواد غير الذائبة المتبقية بعد الترشيح في خزانات الصرف الصحي وأحواض الترسيب، بينما تُفصل منتجات الزيوت والشحوم المتبقية في مصائد الزيوت وفواصل الشحوم.
بعد ذلك، تُستخدم طرق المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي لإزالة الملوثات البكتيرية. والهدف هو إزالة الكائنات الدقيقة الممرضة مع الاستفادة من الأنواع المفيدة. ويؤدي ذلك إلى موتها وترسيبها على شكل راسب صلب.
تُعدّ بكتيريا معالجة خزانات الصرف الصحي موادّ نشطة بيولوجيًا ومتعددة الوظائف، تُستخدم في مختلف الصناعات. فهي تُستخدم في الصناعة لمعالجة مياه الصرف الصحي، وفي الحياة اليومية لمعالجة خزانات الصرف الصحي والبالوعات.
في مجال الزراعة، تُستخدم الكائنات الحية الدقيقة لتسريع نضج السماد العضوي، مما يقلل من وقت إنتاج الأسمدة العضوية.
يُستخدم نوعان من البكتيريا لتنقية مياه الصرف الصحي: اللاهوائية والهوائية. تعمل الأولى بدون أكسجين، بينما تستخدم الثانية الأكسجين بنشاط. خلال دورة حياتها، تُنتج البكتيريا اللاهوائية غاز الميثان، وهو غاز ذو رائحة نفاذة كريهة. لذلك، نادرًا ما تُستخدم في هذا المجال.
تُستخدم البكتيريا اللاهوائية بالتزامن مع البكتيريا الهوائية، لتشكل المرحلة الأولى من معالجة مياه الصرف الصحي. وتحتاج البكتيريا الهوائية إلى وجود الأكسجين لتنمو، لذا يُضخ الهواء عبر الماء.
لهذا الغرض، تُستخدم ضواغط مزودة بفوهة رش في المنازل. كما يمكن استخدام مُنشِّط خاص.
لا ينتج عن المعالجة بالبكتيريا الهوائية غاز الميثان، لأن التفاعل يتضمن إطلاق ثاني أكسيد الكربون والحرارة. تعمل التفاعلات الهوائية على تسييل مياه الصرف الصحي بشكل ملحوظ، ويمكن استخدام الرواسب الناتجة كسماد في الزراعة.
تعمل الكائنات الدقيقة الموجودة في خزانات الصرف الصحي في ظل ظروف محددة، ويجب أخذ ذلك في الاعتبار عند استخدامها:
- يجب أن تتراوح درجة الحرارة بين 5 و 55 درجة مئوية. خارج هذه الحدود، تصبح النباتات خاملة.
- لا تستطيع البكتيريا العيش والعمل إلا في بيئة سائلة، لذلك يجب تخفيف المستحضر بالماء قبل إضافته إلى خزان الصرف الصحي، وفقًا للتوصيات الموجودة على عبوة المزرعة.
- تموت الكائنات الدقيقة عند ملامستها للمواد التي تحتوي على الكلور.
- تموت البكتيريا بدون تغذية، لذلك يجب تجديد محتواها بعد كل فترة طويلة من توقف خزان الصرف الصحي.
تُسمى المستحضرات المعقدة لمعالجة خزانات الصرف الصحي بالمنشطات الحيوية؛ بالإضافة إلى أنواع البكتيريا المذكورة، فإنها تحتوي على مستحضرات تعزز تحلل الأكسجين.
يبدو مجمع المعدات المستخدم لتنظيف مياه الصرف الصحي على النحو التالي:
تُعدّ محطات معالجة مياه الصرف الصحي باهظة التكلفة للاستخدام المنزلي. ويمكن تحقيق أقصى كفاءة في المنازل من خلال المعالجة متعددة المراحل باستخدام التقنيات الحيوية وترشيح التربة. وتتوفر معدات محطات معالجة مياه الصرف الصحي على نطاق واسع في سوق الإنشاءات.
مرافق الصرف الصحي الحضرية
تتمثل المهمة الأساسية لنظام الصرف الصحي في المدينة في جمع مياه الصرف الصحي من المدينة. وينقسم النظام بأكمله إلى مراحل جمع مختلفة:
- يتم تجميع مياه الصرف الصحي ومياه الصرف الصحي من المباني السكنية من خلال أنابيب رأسية وتغذية نظام الصرف الصحي الرئيسي للمبنى.
- ومن هناك، تدخل المادة إلى أجهزة التجميع المشتركة للمناطق والشبكات على مستوى المدينة.
- بالإضافة إلى هذا النوع من النفايات، يتم أيضاً التخلص من تدفقات مياه الأمطار، التي تحمل معها كتلة من الملوثات تتكون مما نتركه نحن، سكان المدينة، دون تفكير في المناطق الحضرية.
- تزداد أبعاد أنابيب المياه في كل مرحلة - من 100-110 مليمترات لأنبوب رأسي منزلي إلى أنبوب تجميع مياه الصرف الصحي بقطر 3.5 متر أو أكثر. تُبنى هذه الأنابيب من الطوب.
وبعد ذلك فقط تبدأ أنشطة تنقية المياه.
في المرحلة الأولى، يمر التيار عبر شاشة تحجز الأجسام الصلبة الكبيرة. من المذهل رؤية محتويات هذه "الشبكة"!
يوجد كل شيء من رغوة الصابون إلى القطط الصغيرة الغارقة.
ثم يمر الماء عبر منخل بفتحات لا يزيد حجمها عن 2 مليمتر، حيث يتم الاحتفاظ بجميع أنواع النفايات والتخلص منها في مكبات النفايات الصلبة.
هنا تكتمل مرحلة التنظيف الأساسية، والتي تتم ميكانيكياً وجزئياً كيميائياً.
إن السائل الذي تم ترشيحه وترسيبه خالٍ عملياً من المواد الصلبة العالقة، ولكنه يحتوي على كتلة من البكتيريا الضارة والمكونات الكيميائية المذابة التي تضر بالبشر والبيئة.
تستمر عملية التنقية بإزالة المواد العضوية. وتُزال الملوثات البيولوجية باستخدام أجهزة تُسمى خزانات التهوية. هذه الخزانات الكبيرة مملوءة بسائل الحمأة المنشطة، ويتم تزويدها بالهواء باستمرار.
تحتوي الحمأة المنشطة على البكتيريا نفسها التي يمكنها القضاء على البكتيريا الأخرى، خاصةً في وجود فائض من الأكسجين. تجدر الإشارة إلى أن دورة معالجة كاملة لخزان واحد تستغرق حوالي خمس ساعات.
ثم يُرسل السائل إلى أحواض الترسيب لفصل الحمأة المنشطة. يُعاد جزء منه إلى عملية المعالجة البيولوجية، بينما يُحرق الفائض في أفران خاصة عند درجات حرارة تقارب 800 درجة مئوية.
تتمثل الخطوة الأخيرة في تنقية المياه في المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. تعمل الأشعة فوق البنفسجية على القضاء على جميع البكتيريا الموجودة في الماء بشكل شبه كامل، مما يجعله غير ضار تماماً.
غالباً ما تُجرى عملية مراقبة الجودة النهائية للتنظيف باستخدام أساليب غير تقليدية. على سبيل المثال، تُستخدم طريقة لاختبار جراد البحر، حيث تُوضع عينة في حوض مائي بماء مُتحكم فيه، ويُراقَب سلوكها.
لكن الأمر لا يتوقف عند هذا الحد. تُثبّت أجهزة استشعار تخطيط القلب على الحيوان، ويُجرى تخطيط كهربائي للقلب لتحديد حالته. إذا كانت النتائج غير مرضية، يُجرى فحص مخبري شامل لتحديد سبب عدم كفاية التنظيف.
تُعدّ الرخويات، التي تعيش في المياه النظيفة، مؤشرات ممتازة على نقاء البيئة. ولا يقتصر استخدام هذه المؤشرات على جراد البحر والقواقع فحسب، بل يشمل أيضاً أنواعاً أخرى من هذه الحيوانات. مع ذلك، فإنّ الاستجابة الإيجابية من هذه "المستشعرات" لا تعني بالضرورة أنّ السائل الذي تمّ اختباره بهذه الطريقة آمن للشرب. المناطق الصحية
يتضمن تصميم مرافق معالجة مياه الصرف الصحي بالضرورة تنظيم منطقة صحية.
تُعدّ محطات معالجة مياه الصرف الصحي عنصراً أساسياً في البنية التحتية لحماية البيئة من الملوثات الضارة. تقوم شبكة الصرف الصحي في أي مجتمع بإزالة المياه الملوثة، والتي يجب معالجتها. خلال مرحلة التصميم، يتم تحليل تركيبة مياه الصرف الصحي بشكل فردي، ويتم اختيار المعدات بناءً على ذلك.
تشكل محطات معالجة مياه الصرف الصحي نفسها خطراً متزايداً بسبب احتمالية وقوع أعمال إرهابية. لكن عملية معالجة المواد الخطرة بحد ذاتها بالغة الخطورة أيضاً.
تُنشأ مرافق إمداد المياه من أي نوع في مناطق مخصصة ومحمية تُسمى المناطق الصحية. ويُعدّ توفير السلامة الوبائية الشرط الأساسي لإنشائها وتشغيلها.
لا تقتصر هذه المناطق على مرافق المعالجة فحسب، بل تشمل أيضاً مآخذ المياه، والمرافق العامة، والمعدات. وتتولى هيئات الرقابة البيئية مسؤولية صيانة هذه المناطق الصحية.
عادةً ما تكون المناطق الصحية في محطات معالجة مياه الصرف الصحي مسيجة بشكل محكم ومُعلّمة بعلامات تحذيرية. يُحظر ما يلي في هذه المناطق:
- التلوث الناتج عن النفايات المنزلية أو الصناعية.
- استخدام السماد العضوي كسماد، واستخدام المبيدات الحشرية لأي غرض، والأسمدة.
- يُحظر وضع مستودعات المبيدات الحشرية والورنيش والدهانات والمنتجات البترولية، بالإضافة إلى أي مواد أخرى يمكن أن تلوث موارد المياه والتربة هنا.
- القيام بأي نوع من أنواع النشاط الزراعي.
- استخراج الموارد الطبيعية، بما في ذلك الرمل والحصى.
- تنفيذ أعمال الحفر والردم.
تضمن المناطق الصحية التشغيل الآمن لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي.
تنظيف المجاري
انسداد المجاري ليس بالأمر النادر لدرجة أن الجميع قد واجهه مرة واحدة على الأقل في حياتهم. لذلك، فإن معظم الناس على دراية بأدوات مثل سلك التسليك أو المكبس لتسليك أنابيب الصرف الصحي.
لكن ليس كل شخص قد تعرّف على أساليب التنظيف الميكانيكية الأكثر تعقيداً، مثل آلة التنظيف الهيدروديناميكية. هذا الجهاز موجود منذ أكثر من نصف قرن، ويُستخدم بنجاح عند الحاجة.
تُولد المضخة ضغطًا يبلغ حوالي 120-125 ميجا باسكال، مما يجعل من الممكن إزالة الانسدادات ليس فقط في نظام الصرف الصحي، ولكن أيضًا في أنابيب المياه.
يمكن إزالة أي ملوثات باستخدام الطرق الهيدروديناميكية.بينما تتحسن قدرة نظام الصرف الصحي، مما يؤدي إلى زيادة كفاءة النظام.
تُعدّ آلة تنظيف المصارف وسيلة فعّالة للغاية لإزالة الانسدادات. مع ذلك، لا يُمكن استخدامها دائمًا، خاصةً في الطوابق العليا من المباني الشاهقة. في هذه الحالات، تُستخدم أجهزة تنظيف محمولة يُمكن نقلها يدويًا.
طريقة استخدام هذا الجهاز هي كما يلي:
- من الضروري اختيار المعدات المناسبة لأنبوب الصرف الصحي المسدود.
- باستخدام نافذة المراقبة أو فتحة المرحاض، أدخل طرف الجهاز في الأنبوب لعمق متر واحد على الأقل. عند تشغيل مصدر المياه للجهاز، يتحرك الطرف تلقائيًا.
- تقوم الفوهة بتوجيه تيار من الماء مباشرة إلى الانسداد، مما يؤدي إلى تفتيته. ثم يتم إزالة الفضلات المزاحة عبر المصرف.
- بمجرد إزالة الانسداد، يجب تنظيف الأنبوب لإزالة أي بقايا متبقية.
تُعد آلة تنظيف أنابيب الصرف الصحي أحدث طريقة لتنظيف المجاري، مما يزيد من عمرها الافتراضي.
قوانين ولوائح البناء لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي
توجد العديد من الوثائق التنظيمية والتنظيمية الخاصة بتركيب أنظمة الصرف الصحي، صادرة عن جهات مختلفة. وفيما يخص المنازل العائلية، فإن الوثيقة SNiP 31-02 هي الأكثر شمولاً وتفصيلاً، وتتناول المسائل التالية:
- المتطلبات العامة لأجهزة الصرف الصحي؛
- تركيب أجهزة العادم وخطوط الأنابيب؛
- شبكات خارجية لأنظمة الصرف الصحي المستقلة؛
- مخططات معالجة مياه الصرف الصحي؛
- أنظمة مزودة بأجهزة لتصريف مياه الصرف الصحي إلى الأرض؛
- مخططات تنص على تصريف مياه الصرف الصحي في مسطح مائي سطحي؛
- بناء خزانات تخزين مياه الصرف الصحي؛
- قواعد ضخ مياه الصرف الصحي؛
- أجهزة الصرف الصحي.
توفر الوثيقة تعليمات واضحة بشأن قواعد التعامل مع مياه الصرف الصحي من لحظة توليدها وحتى التخلص النهائي منها.
أفضل أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية
يُعدّ تجميع هذا النظام سهلاً باستخدام منتجات شركة "بيست هاوس"، وهي شركة تصنيع محلية. صُممت هذه الأجهزة المدمجة لتناسب من مستخدم واحد إلى خمسة مستخدمين، ويمكن تخصيصها لتلبية احتياجاتك.
لديّ خزان صرف صحي ثلاثي الحجرات في منزلي. قمتُ ببناء الخزان بنفسي، وصببتُ الحجرات بالخرسانة، وركّبتُ أنابيب التصريف والتهوية. أثناء استخدامه وتفريغه بمضخة غاطسة، أدركتُ حاجتي إلى معالجة المياه. كما قمتُ بتركيب أنبوب تهوية إضافي (لنوع واحد من البكتيريا)، وأضيف دوريًا مُنشّطًا حيويًا لنوع آخر من البكتيريا. الماء الخارج من الحجرة الثالثة صافٍ ولا رائحة نفاذة له؛ وأقوم بري الحديقة من حين لآخر.