الفرق بين معالجة المياه الرمادية والمياه السوداء

المياه الرمادية هي المياه المجمّعة من الاستعمالات المنزلية باستثناء تلك الناشئة عن المراحيض، حيث تسمى المياه السوداء. إن متوسط ​​إنتاج المياه الرمادية لكل فرد يختلف من بلد إلى آخر؛ حيث تتراوح النسبة من 90 إلى 150 لتر في اليوم الواحد، وذلك وفقاً للعمر والجنس ولمستويات المعيشة والعادات ونمط الحياة ودرجة وفرة المياه. معالجة المياه الرمادية والمياه السوداء يمثل حلاً ممتازاً للعديد من مشكلات المياه الحالية.

إنَ المناخ أيضاً يؤثر على إنتاج المياه الرمادية، فعلى سبيل المثال في بلدٍ حار يبلغ معدل إنتاج المياه الرمادية حوالي 150 لتر للشخص في اليوم، وهو ما يعادل 82٪ من إجمالي استهلاك المياه العذبة، 56٪ منها من الاستحمام، 30٪ من المطبخ، 8٪ من غسيل الملابس و6٪ استهلاكات أخرى كالشطف مثلاً.

المياه السوداء

فهي تمثل جميع مياه الصرف الصحي أي المياه الرمادية بالإضافة إلى مياه المراحيض.

وتأتي التسميتان أسود ورمادي” من لون الماء، حيث أنّ المياه الرمادية لونها رمادي إلى حد ما. بينما تتحول المياه العادمة التي تحمل المواد البرازية إلى اللون الأسود بعد فترة قصيرة. ستجد هنا معلومات أكثر عن المياه الرمادية والمياه السوداء.

معالجة المياه السوداء

ينتج عن معالجة المياه السوداء كمية أكبر بكثير من المياه القابلة لإعادة الاستخدام.

وميزة أخرى لمعالجة المياه السوداء على معالجة المياه الرمادية هي عدم الحاجة إلى توصيل المجاري بمياه الصرف الصحي

عيوب معالجة المياه السوداء

هي حمأة المعالجة التي يتم إنتاجها في عملية المعالجة والتي يجب إزالتها ومستوى معين من عدم الرغبة في إعادة استخدام مياه الصرف الصحي بناءً على تصورات الناس.

على الرغم من أن مياه الصرف الصحي المعالجة أقل جودة بشكل عام من مياه الأمطار. إلا أنها صافية وعديمة الرائحة ومناسبة تمامًا لغسل المراحيض والفنون المائية والري.

كقاعدة عامة تحتوي على نسبة أعلى من العناصر الغذائية مما يعزز ملاءمتها للنباتات. وإذا تم استخدام كل من مياه الأمطار ومياه الصرف الصحي المعالجة فمن الأفضل استخدام مياه الأمطار للأغراض ذات الدرجة الأعلى.

المخاطر والممارسات المتعلقة بإدارة المياه الرمادية في أنحاء العالم

عادة ما يحظى نظام إدارة المياه الرمادية بأقل قدر من الاهتمام بالمقارنة مع أنظمة الصرف الصحي البيئي الأخرى مثل إدارة المخلفات الصلبة وإدارة مياه المراحيض. وفي المناطق الحضرية وشبه الحضرية في البلدان منخفضة ومتوسطة الدخل يتم تصريف المياه الرمادية بدون معالجة في شبكات تصريف مياه الأمطار أو شبكات الصرف الصحي وذلك إن وجدت. ويؤدي ذلك إلى استنزاف الأكسجين وزيادة التعكر وكثرة المُغذيات في أنظمة المياه.

المخاطر المتعلقة بفقر أنظمة إعادة إدارة المياه الرمادية

يشيع إعادة استخدام المياه الرمادية في ري الحدائق المنزلية أو الأراضي الزراعية خاصة في المناطق التي تندر فيها المياه أو ترتفع فيها أسعار المياه وذلك في أجزاء معينة من الشرق الأوسط وأفريقيا وأمريكا اللاتينية (الجنوبية). ومن هنا تكمن أهمية وقيمة المياه الرمادية، إلا أننا غالبًا ما نُهمل الآثار السلبية المحتملة من استخدام مصادر المياه الرمادية. فالمياه الرمادية غير المعالجة، وبرغم احتوائها على أقل نسبة من الملوثات إلا أنها تحتوي على مُسببات الأمراض والمواد الكيميائية والأملاح والزيوت والدهون والجسيمات الصلبة والتي قد تؤثر على صحة الإنسان وجودة التربة والمياه الجوفية. إلا أننا يمكن التقليل من مخاطر تلوث المياه الجوفية وذلك باتباع بعض القواعد الأساسية.

إعادة استعمال المياه الرمادية

بسبب الافتقار إلى المياه العذبة، طوّرت بعض البلدان ممارسات مختلفة لإعادة استخدام المياه الرمادية. فعلى سبيل المثال، إعادة استخدام المياه الرمادية في مدينة لوس أنجلوس يوفر من 12% إلى 65% من المياه العذبة المستخدمة للري. أبحاث أخرى وجدت أنَّ استخدام المياه الرمادية لشطف المرحاض قد يوفر ما بين 29 و35 % من المياه المستهلكة للشرب. كما ويمكن مزج المياه الرمادية المعالجة مع مياه الأمطار المجمّعة لزيادة إمكانيات الاستعمال.

الخصائص الفيزيائية للمياه الرمادية

درجة الحرارة

غالبًا ما تكون درجة حرارة المياه الرمادية أعلى من درجة حرارة مصادر إمدادات المياه وتختلف في نطاق يتراوح بين 30-18 درجة مئوية. ويعزى هذا الاختلاف إلى استخدام المياه الدافئة عند التنظيف وإعداد الطعام.

ويمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة النمو البكتيري. كما يؤدي إلى انخفاض قابلية ذوبان كربونات الكالسيوم مما يسبب ترسبه على جدران الخزانات والمواسير.

المواد الصلبة العالقة

يمكن أن يؤدي وجود بقايا الطعام والمواد الدهنية والألياف إلى ارتفاع نسبة المواد الصلبة في المياه الرمادية، ويؤدي وجود الجزيئات والمواد الغروية إلى زيادة عكارة المياه وتترسب الأملاح فى المواسير والمضخات والفلاتر المستخدمة في عمليات المعالجة.

الخصائص الكيميائية للمياه الرمادية

الأس الهيدروجيني وقلوية المياه الرمادية

يحدد الرقم الهيدروجيني درجة الحموضة والقلوية للمياه، ولتسهيل المعالجة وتجنب التأثيرات السلبية عند استخدام المياه الرمادية يجب أن تتراوح قيمة الأس الهيدروجيني بين 8.4-6.5 .

الملوحة ونسبة امتزاز الصوديوم SAR

تحتوي المياه الرمادية أيضاً على أملاح التي يمكن التعبير عنها بالتوصيلية الكهربية EC. والتوصيلية الكهربية تستخدم لقياس درجة الملوحة لكل الأيونات الذائبة في المياه الرمادية، بما في ذلك الأيونات الموجبة والسالبة، وتكون أعلى الأملاح شيوعا في المياه الرمادية كلوريد الصوديوم والنيترات والفوسفات الموجودة في مواد التنظيف ومساحيق الغسيل. و تتراوح التوصيلية بين 1500/300 ميكروسيمنز وقد ترتفع لتصل إلى 2700 ميكرو سيمنز.

الأوكسجين المطلوب حيوياً وكيميائياً (COD,BOD)

تُعبر نسبة الأوكسجين المطلوب حيوياً وكيميائياً عن قيمة التلوث العضوي في المياه الرمادية. حيث تعبر قيمة الأوكسجين المطلوب كيميائياً عن كمية الأوكسجين اللازمة لأكسدة المواد العضوية الموجودة في المياه الرمادية. بينما تعبر قيمة الأوكسجين المطلوب حيوياً عن كمية الأوكسجين المستهلكة لعملية تنفس البكتريا في فترة محددة عادة ما تكون خمسة أيام. وقد تصل قيمة الأوكسجين المطلوب حيوياً من 50-20 مليجرام/ لتر في اليوم بينما تصل النسبة بين الأوكسجين المطلوب كيميائياً إلى المطلوب حيوياً 2-2.5.

المغذيات (الفوسفور، النيتروجين)

غالبًا ما تحتوي المياه الرمادية على نسبة قليلة من المغذيات بالمقارنة مع مياه المراحيض والصرف. وبالرغم من أن المغذيات المشبعة في النيتروجين والفوسفور مهمة لما تحويه من نسبة عالية من المسمدات التي تستفيد منها التربة في حالة الري. إلا أننا يجب أن نراعي الآثار السلبية التي يمكن أن تضر بالبيئة المائية. خاصة النسبة العالية من الفوسفور التي يمكن أن تؤدي إلى نمو الطحالب على سطح المياه. وتكون مستويات النيتروجين منخفضة نسبيًا في المياه الرمادية ويكون البول ومياه الصرف المتولدة من المطابخ السبب الرئيسي لوجوده. يليه مياه المراحيض وأحواض الغسيل. وتتراوح القيم النموذجية للنيتروجين في المياه الرمادية المنزلية بين 5 – 50مليجرام / لتر. وفي البلدان التي لم تُحظر فيها مواد التنظيف المحتوية على الفوسفور فقد يصل تركيز الفوسفور فيها إلى 4-40 مليجرام /لتر.

معالجة المياه الرمادية

تم دراسة طريقتين لمعالجة المياه الرمادية:

طريقة الأراضي الرطبة الاصطناعية:

هذه الطريقة مناسبة للمباني والمنازل المنفصلة التي تملك أراضي متاحة حولها حيث تبلغ المساحة المطلوبة حوالي 0.8 متر مربع للشخص الواحد. تعتمد هذه الطريقة على النباتات حيث تقوم جذور النباتات بامتصاص الملوثات والمواد العضوية. يتم بعد ذلك تجميع المياه وتعقيمها لتستعمل لشطف المراحيض.

طريقة المرشح البيولوجي:

المرشح البيولوجي هو منتج تجاري يباع ككتلة واحدة. العديد من الشركات العالمية تنتج مثل هذه الأنظمة التي تعالج المياه الرمادية في أربع خطوات: الترسيب، الترشيح، الامتزاز، والتعقيم عبر الأشعة فوق البنفسجية أو بالمواد الكيميائية. هذه الأنظمة لا تحتاج إلى أي تدخل من المالك وتعطي مياه ذات جودة مقبولة للاستعمالات المنزلية.