من الخواص المعروفة للمياه أن لا طعم ولا لون ولا رائحة لها، وتكون هي حالة المياه التي نحصل عليها من الصنابير وتعد المحطة الأخيرة والتي تمثل الصورة النهائيّة للمياه. تبدأ المياه من المصادر وتكون محملة بالأتربة، والحطام، والملوثات المسببة للأمراض. ولذلك فمن الضروري مرورها بمراحل من المعالجة، حيث تُخصص كل مرحلة لإزالة ملوثات معينة للحصول في النهاية على مياه آمنة للشرب.

عملية الغربلة

تمر المياه عقب بداية مرحلة المعالجة بشاشة تعمل على غربلتها، إذ تمنع هذه العملية دخول الأحجام الكبيرة مثل الأسماك، والنباتات، أو الخشب. أما المواد العضوية والملوثات الدقيقة فالماء خالٍ منها نظرًا لمروره عبر طبقات الأرض التي تعمل على غربلتها بشكل طبيعي. ثم تمر المياه بالخطوات التالية بمساعدة عمليات كيميائية للتخلص من باقي الملوثات. [1]

عملية الترسيب

تحمل المياه ملوثات من جميع الأحجام والكثافات، في الخطوة السابقة (عملية الغربلة) تُزال الملوثات ذات الحجم الأكبر والكثافة الأقل والتي لها القدرة على الطفو على سطح الماء، لكن هناك أحجام أصغر تسبح في المياه وفي تنقل دائم من القاع إلى السطح أثناء حركة المياه، فهي دائمًا عالقة فيها ولا تستقر إلا باستقرارها، ويُسمى هذا النوع من الملوثات بالعوالق. تُفصل عن الماء خلال عملية الترسيب. توجد خزانات مخصصة لعملية الترسيب حيث تصمم بعمق لا يقل عن ثلاثة أمتار ومساحة سطح كبيرة أكبر من العمق والحجم وذلك لأن كفاءة الخزان في إزالة الرواسب تعتمد على المساحة الكبيرة. يتحقق الترسيب في الخزان كالتالي: تتدفق المياه ببطئ من مدخل خزان الترسيب إلى المخرج بدلًا من ترك المياه فترات طويلة في الخزان بسبب الكميات الكبيرة التي يجب معالجتها. تجتمع العوالق في قاع الخزان وتسمى بالحمأة، وتُدفع بواسطة كاشطات ميكانيكة مزودة في الخزان.

يوجد أنواع من الشوائب بالتحديد الشوائب العضوية التي لا تتمكن عملية الترسيب من إزالتها فتتطلب إضافة مواد كيميائية مثل كبرتيات الألومنيوم، أو كلوريد الحديد الثنائي، ويشار إلى هذه المواد باسم مواد التخثر (coagulants) لأن المراد من إضافتها جمع المواد العضوية في كتلة واحدة، حيث تعمل على تحييد الشحنة السالبة على المواد العضوية وباتالي لا يحدث تنافر عندما تقترب من بعضها البعض بل تسمح بالتكتل معًا وتشكيل ما يعرف بالتبلد. وبهذه الطريقة يتم التخلص من الشوائب العضوية بالعملتين المشار إليهم التخثر والتبلد. [1،2]

عملية الترشيح

لا تزال المياه بعد الخروج من عملية الترسيب تحمل شوائبَ عالقة ما يجعلها غير صافية بعد. بالإضافة للمرور بعملية التخثر والتبلد التي تسبب عكورة في المياه وتحجب تأثير عملية التطهير وهذا يفسر سبب القيام بالترشيح قبل التطهير. ما الآلية المستخدمة في إزالة تلك الشوائب؟ تمر المياه عبر طبقات تتكون كل طبقة من حبيبات بحجم معين يتخلل الحبيبات مسام يحتجز فيها الجسيمات العالقة وتفصلها عن المياه كما لها القدرة على نزع الراوئح والأطعمة وبعض الكائنات الأولية. يستخدم في طرق المعالجة الحديثة المرشح الثنائي الذي يصمم من طبقتين الطبقة العليا من فحم أنثراسايت المعروف بالفحم الصلب وهو من أجود أنواع الفحم، وتأتي بعدها طبقة من الرمال الناعمة تعمل على حصر الشوائب الأصغر وتسمى هذه العملية بالترشيح العميق. ومن أجل الحصول على أجود عملية ترشيح؛ تُضاف طبقة آخرى في الأسفل تتكون من معدن كثيف ذو حبيبات ناعمة يدعى الحصى. ويطلق على المرشح ثلاثي الطبقات بمرشح الوسائط المختلطة.

عملية التطهير

تأتي المياه من مصادرها محملة بالبكتيريا المسببة للأمراض، وهذا يتطلب محاربة بمواد مطهرة وغير مضرة للمياه.

المعالجة بالكلور

يمتلك الكلور خصائص معينة تمكنه من القضاء على البكتريا حيث يقول ستيف هاريسون، رئيس شركة تصنيع النظم البيئية لتوزيع مرشحات المياه: «سمحت خصائص الكلور المطهرة بنمو وازدهار المجتمعات من خلال توفير مياه الصنبور الخالية من الأمراض إلى المنازل والصناعة». لم يكن هذا الجانب الوحيد للكلور فهذه العملية لم تكن خالية تمامًا من المشاكل. حيث يمكن أن يتفاعل الكلور مع المستويات المتبقية من المركبات العضوية في الماء لتشكيل مركبات تسمى ثلاثي هالوجينات الميثان (THMs) وهذه المركبات يحتمل أن تكون مسببة للسرطان. لكنه لا يوجد ما يكفي من الأدلة بأنها خطر على الإنسان ولكن ثبت بأنها مسببة للسرطان لدى الحيوانات. وفي محاولة لمنع تكوين المركبات السامة تتم عملية الكلورة بعد عملية الترشيح للتأكد من التخلص من المركبات العضويّة. [3]

بدائل الكلور

الأوزون: يُستخدم غاز الأزون في في تطهير ماء الشرب ويتميز بعدم تسبب لون أو رائحة للمياه ولا يترك بقايا تدل على وجوده مما يصعب رصده خلال أنبابيب المياه. يعتبر غاز الأزون أكثر تكلفة من المعالجة بالكلور ذلك لأن غاز الأزون غير مستقر وهذه الحالة تجعل من الصعب تخزينة ويتم إنتاجه في الموقع أثناء عملية المعالجة.

الأشعة الفوق البنفسجيّة: تعتبر الطريقة الأكثر أمانًا في عملية التطهير، وتلغي الحاجة للمواد الكيميائية. إذ أنها لا تسبب مشاكل في التذوق أو الرائحة. ولكنها تقدم كفائتها العالية مقابل تكلفة مرتفعة جدًا تجعلها كمطهر منافسًا ضعيفًا أمام الكلور أو الأوزون. [2]

المصادر
المصدر الأول
المصدر الثاني
المصدر الثالث

إعداد: هاجر عبد العزيز
مراجعة علمية : أزناي ياسين
تدقيق: حمزة مطالقة
تحرير: نسمة محمود