ما هي تقنيات معالجة المياه الرمادية؟
قد دفعت المخاوف بشأن انخفاض إمدادات المياه في المناطق الحضرية والتدهور البيئي الناجم عن البنية التحتية للمياه القائمة إلى إجراء أبحاث حول تقنيات معالجة المياه الرمادية، وأنظمة توصيل المياه أكثر مرونة وطويلة الأجل. وقد تم اقتراح إعادة استخدام المياه الرمادية لتوسيع محافظ إمدادات المياه المحلية مع تقليل الضغط على النظم البيئية والبنية التحتية القائمة.
طور الباحثون العديد من التقنيات لإعادة استخدام المياه الرمادية وإعادة تدويرها. هناك ثلاث تقنيات معالجة أساسية لمعالجة المياه الرمادية: الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. إلى جانب طرق العلاج التقليدية، جذبت العديد من التقنيات المتقدمة الاهتمام في السنوات الأخيرة، مثل التكنولوجيا القائمة على الأغشية، والتخثير الكهربي المحسن، والحلول القائمة على الطبيعة (الأراضي الرطبة المبنية)، والمناهج المعتمدة على الطاقة الشمسية.
نوعية المياه الرمادية
يمكن تقسيم محتوى المياه الرمادية إلى فئتين:
- المياه الرمادية الخفيفة: المياه الرمادية الخفيفة هي نوع من المياه الرمادية التي تحتوي على نسبة منخفضة من الملوثات
- المياه الرمادية الثقيلة: في حين أن المياه الرمادية الثقيلة تحتوي على نسبة عالية من الملوثات. يتكون العنصر الموجود في المياه الرمادية من عناصر عضوية، ومواد خافضة للتوتر السطحي، ومغذيات، وكمية صغيرة من المعدن. على الرغم من أن جودة المياه الرمادية تختلف بسبب تأثيرها على جودة المياه المستخدمة والأنشطة المائية ونمط الحياة، فإن الملوثات الرئيسية للمياه الرمادية هي في الغالب نفايات الغسيل والمطبخ
مزايا رئيسية لاستخدام المياه الرمادية هما:
إن إعادة استخدام مياه الصرف الصحي أمر ضروري لإدارة كافية ومستدامة للموارد المائية. تُستخدم المياه الرمادية غالبًا كمصدر بديل للمياه في العديد من المناطق حول العالم (معظمها قاحلة)، حيث يكون الطلب الأكبر على المياه في فترة الجفاف. تشمل المزايا البيئية الواعدة للمياه الرمادية ما يلي:
- توفير المياه العذبة بسبب انخفاض الحاجة إلى عمليات الاستخراج من الأنهار وطبقات المياه الجوفية
- كميات أقل من الطاقة المستخدمة وتلوث كيميائي أقل من معالجة المياه
- التصريف العميق واستعادة العناصر الغذائية
- تقليل التأثير البيئي الناتج عن محطات معالجة المياه وخزانات الصرف الصحي
تقنيات معالجة المياه الرمادية
العلاج الفيزيائي الكيميائي
تستخدم المعالجات الفيزيائية والكيميائية للمياه الرمادية في المقام الأول طرق الترشيح والتطهير. تعتبر طريقة التصفية فعالة في تقليل TSS وTDS والتعكر. تعد المرشحات الرملية فعالة في تقليل مستويات TSS وTDS وتعكر المياه الرمادية التي تزيد عن 80٪. يحدث هذا لأن جزيئات الرمل الدقيقة يمكنها إزالة الأيونات (الشحنة السالبة من غروانيات النفايات) باستخدام آليات الامتصاص والتبادل الأيوني. كما أن للرمل خصائص كارهة للماء يمكنها التفاعل بقوة مع المواد الصلبة مثل TSS. سيشكل مرشح الرمل أيضًا طبقات مسام يمكنها احتجاز المواد الصلبة. ومع ذلك، فإن استخدام مرشح رملي وحده دون أي خطوات ترسيب سابقة لمعالجة المياه الرمادية سيتطلب فترة تنظيف أقصر للمرشح. ولا يعد المرشح الرملي وسيلة فعالة لتقليل ملوثات الكربون في المياه الرمادية لأن معظم عناصر الكربون تذوب.
علاوة على ذلك، فإن وجود روابط الكربون والأكسجين يزيد من الخصائص المحبة للماء لملوثات الكربون. بشكل عام، يمكن زيادة فعالية مرشح الرمل في تقليل ملوثات الكربون من خلال دمج مرشح الرمل مع مرشح الكربون النشط أو عن طريق إضافة خطوات التخثر والترسيب قبل الترشيح.
تعتبر المعالجات الفيزيائية والكيميائية فعالة جدًا في تقليل المواد الصلبة العالقة في المياه الرمادية ولكنها أقل فعالية في تحلل ملوثات الكربون. علاوة على ذلك، فإن إزالة عناصر المياه الرمادية المغذية مثل الفوسفور والأمونيا غير فعالة أيضًا، وبالتالي فإن عملية التخثر ضرورية في هذا العلاج. تتضمن عملية التخثر إضافة مواد كيميائية مخثرة مثل هيدروكلوريد الكالسيوم (CaOH2) والفيروكلوريد (FeCl3) لزيادة إزالة العناصر العضوية والمطهرات. أدت إضافة CaOH2 وFeCl3 إلى تقليل مستويات COD وBOD بنسبة تصل إلى 90%. إلا أن إضافة مادة التخثر يؤثر على قيمة الرقم الهيدروجيني بسبب التفاعل المباشر بين النترات والألومنيوم أو الحديد. ويصبح هذا قيدًا في تقليل ملوثات المياه الرمادية بشكل عام باستخدام المعالجة الفيزيائية والكيميائية.
المعالجة البيولوجية
يستخدم العلاج البيولوجي بشكل رئيسي تقنيات التهوية والمفاعلات الحيوية الغشائية. يتم تنفيذ تقنية التهوية عن طريق توفير مستويات كافية من الأكسجين في الماء بحيث تساعد البكتيريا على تحليل الملوثات العضوية. في المقابل، تجمع تقنية غشاء المفاعل الحيوي بين المعالجات البيولوجية والفصل الفيزيائي للمواد الصلبة. إحدى طرق تقنية التهوية هي مفاعل الدفعة التسلسلي (SBR)، وهذه الطريقة تزيل مستويات COD حتى 90٪. تحدث هذه الحالة لأن معظم COD في المياه الرمادية عبارة عن مادة غروانية، وهي أسهل في التحلل عن طريق العمليات الهوائية.
طريقة أخرى لتقنية التهوية هي الموصل البيولوجي الدوار (RBC). يتم اختيار RBC لإزالة المياه الرمادية TSS وBOD مع إمكانية إزالة مستويات TSS بنسبة تصل إلى 95%، في حين يمكن إزالة تركيز BOD حتى 93%. انخفاض كفاءة إزالة المواد الصلبة من المياه الرمادية بسبب انخفاض تكوين القطيع أثناء العملية الهوائية بسبب انخفاض مستوى الأوكسجين في الماء. يتأثر نقل الأكسجين في عملية التهوية بتركيز جزيئات الغاز وحجم الجسيمات ولزوجة المحلول. ولذلك لزيادة كفاءة إزالة الجزيئات الصلبة الفيزيائية باستخدام تقنيات التهوية.
معالجة عملية الأكسدة المتقدمة (AOP)
AOP هي تقنية كيميائية مؤكسدة تنتج في الغالب جذور الهيدروكسيل (OH*) كمؤكسدات قوية في الوسائط السائلة. هذه الـ OH* شديدة التفاعل وغير انتقائية. يتم استخدام نوعين من AOP على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الصحي، وهما: (1) الكيمياء الضوئية و (2) الكيميائية.
كيف أحدد محطات تقنيات معالجة المياه الرمادية المناسبة لي
نعمل مع أفضل الخبراء والتقنيون القادرون على تحديد احتياجاتك. بداية من دراسة كمية المياه المنتجة واجراء الاختبارات اللازمة وتحديد حجم المحطة والكمياويات المستخدمة وجميع التجهيزات اللازمة، تواصل معنا أولاً.
