المعالجة المركزية ( الترسيب)

الترسيب البسيط (ويشار إليه بالاستقرار أو ترسيب الجاذبية البسيطة) هو معالجة مادية منخفضة التكلفة تسبق معالجة المياه قبل تطبيق معالجات أخرى طرق المعالجة الاخرى مثل الترشيح (على سبيل المثال ترشيح الرمال البطئ ) والتطهير (مثل المعالجة بالكلور، والمعالجة بالأوزون). حيث تعمل على إزالة الجسيمات الصغيرة العالقة غير المرغوب فيها (كالرمل والطمي والطين) وبعض الملوثات البيولوجية من المياه تحت تأثير الجاذبية. كلما طالت فترة ركود المياه أو تخزينها، كلما ترسبت المواد الصلبة والجراثيم في قاع الإناء. تساعد إضافة المواد المسببة للتخثرفي تسريع عملية الترسيب.

تركز هذه الورقة على الترسيب كخطوة في محطات معالجة  المياه المركزية. وبالنسبة للترسيب كجزء من تنقية المياه عند نقطة الاستخدام على المستوى المنزل  انظر: الترسيب .

عملية الترسيب. المصدر: HARVEYوآخرون. (1999) {صورة موجودة بالفعل في ورقة حقائق  الترسيب(POU)}

تتباين الجسيمات العالقة في الماء إلى حد كبير في المصدر، والتكوين، والشحنات، وحجم الجسيمات، والشكل، والكثافة. تبقى الجسيمات الصغيرة الموجودة في المياه معلقة بسبب القوى الفيزيائية  الواقعة على الجسيمات نفسها.  واحدة من القوى  تلعب دورًا مهيمناً في  الثبات تنتج  من الشحنة السطحية على الجزيئات. تحتوي معظم المواد الصلبة العالقة في الماء على شحنة سالبة وحيث لها نفس الشُحنة، فهي تتنافر عندما تقترب من بعضها البعض. ولذلك فسوف تبقى معلقة بدلاً من أن تجتمع مع بعضها وتستقر. ومع ذلك، تحت تأثير الجاذبية، سوف تستقر الجزيئات الكبيرة في القاع، ويمكن فصلها عن المياه. يعتمد الوقت الأمثل للانتظار على حجم العكارة الأولية ومتطلبات نوعية المياه لخطوات المعالجة اللاحقة.

يشار إلى هذه العملية بالترسيب البسيط أو الاستقرار

الرسوم التوضيحية للمراحل المختلفة للترسيب بمساعدة وسائل التخثر. المصدر: MECC (n.y.)  (1999) {صورة موجودة بالفعل في ورقة حقائق  الترسيب(POU)}

تؤدى إضافة المواد الكيميائية أو الطبيعية التخثر إلى الماء إلى تسريع عملية الترسيب. كبريتات الألومنيوم كلوريد البولي ألمونيوم (المعروفة أيضًا باسم PACأو الشبة السائلة) وكبريتات الحديديك هي ثلاثة أنواع شائعة من المواد الكيميائية المستخدمة للتخثير. بعض الأمثلة من وساثل التخثر الطبيعية هي صبار الكمثرى الشائك، وبذور المورينجا والفول وحبوب الفافا. بعض المنتجات تحتوي على  مواد التخثر والتطهير مثل "PUR". بعد الترسيب، يجب ترشيح المياه  على سبيل المثال ترشيح المياه البطئ، ترشيح الرمال السريع، وما إلى ذلك  لمواصلة إزالة المواد العالقة والجراثيم.

في معظم الأحيان، تشكل غرف الترسيب المركزية جزءًا لا يتجزأ من دورة المعالجة من خلال الجمع بين مرافق الترسيب  مع مرافق  التبلد والتخثر، والترشيح والتطهير و التخزين. لمزيد من المعلومات حول دورة المعالجة هذه على المستوى الأسري، انظر: معالجة مياه الشرب والتخزين الآمن على مستوى المنزل HTWS.

يمكن أن يتم الترسيب ببساطة عن طريق ملء الحاويات أو الخزانات وإبقاء الماء ساكناً  لفترة من الوقت ومن ثم تنقية الماء من الرواسب. قد تكون هذه العملية مناسبة لمعالجة المياه على مستوى الأسرة. بالنسبة لإمدادات المياه المجتمعية أو الحضرية، تحتاج عملية الترسيب إلى العمل بشكل مستمر.

دورة معالجة المياه المركزية. المصدر: EPA (n.y.)

يتراوح تصميم المرافق والترسيب لإمدادات المياه المجتمعية أو الحضرية من غرف الترسيب البسيطة والصغيرة إلى  أحواض الترسيب الكبيرة وذات التقنية العالية. غالبًا ما يتم تصنيع الأول من خزانات مستطيلة خرسانية. تمر المياه الدافقة أفقيًا من غرف فرعية منفصلة بينما تترسب المزيد والمزيد من الجزيئات.

خزان ترسيب مركزي بسيط. المصدر: الاقتصاد الفقير (n.y.)

غالبًا ما تكون أحواض الترسب الواسعة مستديرة الشكل. يقع مدخل المياه العذبة في وسط الحوض حيث تدفق المياه شعاعيًا إلى منفذ دائري على الحافة.

أحواض الترسيب الواسعة المركزة عالة الترسيب. المصدر: MIDVAALWATER (n.y.)

إجراءات تنقية المياه  ترتبط بتكاليف رأس المال والتشغيل. تعتبر العديد من محطات معالجة المياه المركزية في المناطق الحضرية في البلدان المتقدمة مكلفة لأنها تستغل التقنيات الحديثة . ومع ذلك، فإن العلاج الفعال لا يتطلب بالضرورة مثل هذا المستوى من الاستثمار. ترتبط غرف الترسيب البسيطة بتكاليف بناء منخفضة جدًا. وبالمساواة، فإن الإنفاق على  التشغيل والصيانة قليل جدا  إذا كانت العكارة الاولية للماء غير مرتفعة للغاية. وبموجب ذلك، تشمل مهام الصيانة أساسًا وقف التدفق، وتفريغ الغرفة، وإزالة المواد المترسبة. ومع ذلك، فإن استخدام المواد المسببة للتخثر قد يكون مكلفًا اعتمادًا على نوعية المياه وتوافر المواد الكيميائية المطلوبة.

يعد الترسيب البسيط فعًال في خفض عكارة المياه، لكنه ليس فعالاً على الدوام في الحد من التلوث الميكروبي. يسمح إبقاء المياه بشكل ساكن لمدة ساعات قليلة للجسيمات الأكبر كثافة بالترسيب (مثل الرمل والطمي). كلما طالت فترة بقاء الماء بلا حراك داخل غرفة الترسيب، كلما بدأت الجسيمات الاكبر في الترسيب. حيث أن العديد من الجراثيم بما في ذلك البكتيريا والفيروسات والطفيليات والديدان المعوية ترتبط بالجسيمات العالقة، فإن ازالة العكارة  أيضًا يحسن الجودة الميكروبيولوجية (AMAGLOHو BENANG 2009). تأتي إزالة العكارة جنباً إلى جنب مع تحسين جودة منظر  للمياه وبالتالي يزيد قبولها من قبل المستهلكين.

ومع ذلك، فإن المواد الصلبة الدقيقة جدًا (أي الطين) والفيروسات الأكثر تفرقًا والبكتيريا صغيرة جدًا بحيث لا يمكن استقرارها عن طريق ترسيب الجاذبية البسيط. لهذا السبب، تساعد وسائل التخثر بشكل فعال على إزالة الجسيمات الدقيقة وتقصير مدة عملية الترسيب يعد استخدام بذور المورنجا الألوفيرا لمعالجة المياه فعال في التقليل  من 80٪ إلى 99.5٪ من العكارة  والمصاحب للتقليل  من 90٪ إلى 99.99٪ من البكتريا(LEA 2010).

تعتمد فعالية وسائل التخثر بشكل معقد على نوع المخثر، وخصائص المياه العذبة (مثل درجة الحرارة، ودرجة الحموضة، ونسب محددة من الجزيئات التي تشكل المواد الصلبة العالقة). أفضل طريقة لتحديد طريقة معالجة مصدر المياه وتحديد المعايير المثلى (أي في المخثر الأكثر فعالية، ومعدلات الجرعة المطلوبة، ودرجة الحموضة) هو عن طريق استخدام اختبار الجرة. الترسيب البسيط أو الاستقرار ليس فعالًا في إزالة المواد الكيميائية الذائبة من الماء.

عادة، ما يتم تخزين المياه النقية في خزانات أو تغذيتها في نظام توزيع قبل أن يتم استهلاكها أو استخدامها. من أجل التأكد من أن نوعية المياه مازالت تلبي معايير التخزين أو التوزيع، يحتاج الترسيب أن يجتمع مع مزيد من إجراءات التنقية. لهذا السبب، فإن الترشيح والمعالجة بالكلور يتم تطبيقها غالبًا على الرغم من كفاية جودة المياه بعد تنقيتها. سيمنع أيضًا التركيز المتبقي من الكلور أيضًا المياه من إعادة تلويثها.

في حالة تنقية المياه في حالات الطوارئ، يمكن ترك الترشيح خارجًا مؤقتًا، ومع ذلك، يمكن تطبيق المعالجة بالكلور في جميع الأحداث

بنظرة سريعة