أنظمة التنقية أو معالجة المياه، هي الأنظمة التي توفر تحضير منابع ومصادر المياه إلى ماء الشرب التي هي مصدر حياتنا.
مع مرور الزمن بتأثير الإنحباس الحراري على الصعيد العالمي، والإستهلاك الغير واعي للماء وما مثل ذلك من كثير من العوامل الأخرى قلت منابع ومصادر الماء التي هي مصدر حياتنا وأصبح من الصعب توفيرها والحصول عليها، أما الماء التي يتم الحصول عليها فقد أصبجت بعيدة جداً عن خاصة كونها مياه للشرب أو للإستخدام.
مازال ينتشر يوماً بعد يوم إستخدام أنظمة تنقية المياه التي توفر تحضير ماء الشرب والإستخدام التي يحتاج إليها الإنسان في كل مكان، أي في المساكن، والمعامل، والمنشآت الصناعية والمنشآت الإجتماعية.
ماهي التنقية
يتم تقسيمها بشكل عام إلى العنواين المشار إليها أدناه؛
- منشآت تنقية المياه الطبية
*غسل الكلى – الغسل الكبي بشكل عام
*التطبيقات الطبية الخاصة
*أنظمة المحافظة على إعتدال نسبة الأسيد والضبط والتحديد والتطهير
- أنظمة تنقية المياه الصناعية
*مجموعة التنقية وتخفيف الماء
*أنظمة RO
*الماء المرة
*مياه البحر.
* أنظمة التصفية من الدرجة العالية
* أنظمة تنقية مياه الصرف الصحي
* أنظمة تدوير مياه الصرف الصحي
* أنظمة تنقية مياه الأنهار
* أنظمة تنقية المياه الرمادية ومياه الأمطار
* أنظمة تنقية البرك
من المهم معرفة إختيار أنظمة التنقية – التصفية الصحيحة من بين هذه العناوين المختلفة وكيف سيتم إستخدامها.
أول خطوة في أنظمة تنقية – تصفية الماء ومياه الصرف الصحي هي منبع الماء الخام، أي أنه من المهم جداً القيام بتحليل منبع الماء المطلوبة من الناحية الفيزيائية، والكيميائية والجرثومية. في الحقيقة أنظمة المعالجة مبنية على عنوانين رئيسيين.
- ماهي جودة الماء الخام؟
- ماهو الطلب الموجود بما يخص المياه التي تم تنقيتها؟
إن الجواب على هاذين السؤالين سيكون يرينا الطريق لإختيار تقنية التصفية – التنقية اللازمة التي سنختارها من أجل نظام التنقية.
بشكل عام نضع تسلسل التقنيات كالتالي
التطهير والأكسدة بالكلور
نقوم قبل كل شيء بتنفيذ إجراء التطهير والأكسدة بالكلور للتخلص من وإبعاد البكتيريا والجراثيم التي تتسبب بالأمراض وبجانب ذلك الكائنات الحية الأخرى التي من الممكن تواجدها في المياه والتي من الممكن أن تؤثر على جودة المياه سلبياً. ومن جانب آخر يتم تحويل النيتريت إلى نترات بواسطة الأكسدة، وأيضاّ أكسدة الحديد، ويتم تصفيته بوسائط أنظمة التصفية المتعددة لتحويله تحقق توله إلى حديد بالإضافة إلى ذلك من الممكن إبعاد المنغنيز وكبريتيد الهيدروجين بكمية معينة من الكلور.
من أجل تحقيق إجراء الأكسدة والتطهير بالكلور بشكل مجدي، من المهم جداً مراعاة بعض الأمور مثل مدة التماس، وكيف تم تحديد جرعة الكلور وتحديد كمية الكلور الذي تم تحديده في الجرعات، ومعطائية الكلور الذي تم تحديده بالجرعات.
أنظمة التصفية
مما يشكل الخطوة الأولى في معالجة المياه هو تخليص المياه من التلوث الفيزيائي، وفي هذه النقطة إن مقياس التلوث الأساسي الواضح أمامنا بشكل عام هو المواد الصلبة المتعلقة بالمياه، والتعكر، والرواسب، والأجسام الأخرى، والرمال ومثل ذلك من التلوث الكيميائي والفيزيائي الذي يجب تخليص المياه منه بالدرجة الأولى. بالنسبة لنظام التصفية، يمكن إستعمال أنظمة مختلفة، وعند إستعمال هذه الأنظمة يتم إختيار النظام بالأخذ بعين الإعتبار تصفية الجسيمات الخشنة ثم تصفية الجسيمات الأصغر فالأصغر.
يوجد العديد من أنظمة التصفية؛
- مصافي الترشيح
- المصافي التي ممكن غسلها تلقائياً
- مصافي أكياس
- مصافي عبوات
- أنظمة التصفية المتعددة
ومثل ذلك العديد من تقنيات التصفية يمكن إستخدامها مع بعضها البعض
هذه الأنظمة وعلى الأخص منها الأنظمة المتعددة، بشكل عام تشكل الوحدات التي تعتبر مرحلة هامة من حيث الإستخدام والتصفية. فمن الممكن بواسطة هذه الأنظمة تخليص المياه من الجسيمات الدقيقة إلى حد 20-40 ميكرون.
التصفية في أنظمة التصفية النتعددة ليست فقط ترشيح الماء المارة من أرضية المصفاة بل في نفس الوقت تقوم هذه المصفاة بفضل تأثيرها في إمتصاص المعادن الذي يتحقق بجذبها الجسيمات الموجودة في الماء.
في أنظمة التصفية المتعددة يتم إجراء التصميمات الصحيحة والمعادن الصحيحة للتخلص من التلوثات الموجودة في الماء وبجانب ذلك التخلص من الحديد والمنغنيز وحتى من الزرنيخ.
أنظمة تصفية الكربون الفعال
معجزة الكربون الفعال، كمعدن هي الأكثر إستخداماُ في أنظمة تصفية المياه وبواستطها يتم التخلص من الرائحة والطعم الموجودة في الماء، كما أنها عبارة عن وحدة قبل كل شيء توفر التخلص من المواد العضوية واللون، وبنفس الوقت تححقق التخلص من الكلور.
على الأخص في وحدات RO (التناضح العكسي) يجب إستخدامها على التأكيد للتخلص من الكلور الذي يمس الضرر بغشاء RO .
يمكن تفضيل إستخدامها كبديل لأنظمة معالجة المياه الغير مناسبة المستخدمة من أجل مياه الآبار وما يتواجد بها من رائحة وطعم.
إستخدام إبكت EBCT ( Empty Bed Contact Time) يعتبر مقياس مهم جداً في تصميم نظام تصفية الكربون الفعال.
أنظمة تخفيف المياه
أنظمة تخفيف المياه هي الأنظمة التي إستخدامها يأتي على رأس الأنظمة المستخدمة في معالجة المياه. وهي عبارة عن إجراء معالجة الماء بالإستناد على مبدأ التخلص من وإبعاد المعادن الموجودة في الماء (الكالسيوم والمغنيزيوم) المتسببة في قساوة الماء بإستخدام الراتينج الموجبة، وتتم هذه العملية وفق مبدأ التبادل الأيوني.
الإيون المستخدم في إجراءات تخيفيف المياه هو على شكل صوديوم الراتنج القادر على التغيير. إيونات الكالسيوم والمغنيزيوم التي تعطي القساوة للماء أثناء تمريرها من أنظمة التخفيف وتغير هذه الإيونات أماكنها مع إيونات الصوديوم. وبذلك الإيونات البنائة تقوم بإزالة القساوة الموجودة بالماء وتصبح الماء خفيفة. الراتنج الموجبة مع الزمن تصل إلى حد الإشباع ولا تستطيع القبض على أيون المغنيزيوم والكالسيوم. في هذه النقطة يدخل حيز العمل الصمام التلقائي العمل أو نظام التحكم ب ل سي PLC، ويبدأ إجراء التجديد (تحميل الراتنج مرة أخرى بالصوديوم). يتم إستخدام الملح كمصدر للصوديوم في إجراء التجديد. يقوم النظام بتمرير الماء المالح على الراتنج ويهدم الراتنج. بإجراء الهدم تتحد إيونات الكالسيوم والمغنيزيوم التي تم أخذها على الراتنج مع ملح الكلورور ويتم إخراجها كمياه صرف من خط الصرف.
في أنظمة تخفيف المياه، إجراءات خدمات الصيانة، والغسل العكسي، والتجديد والشطف يقام بها بواسطة الصمام التلقائي العمل وبمساعدة ب ل سي PLC. عندما يبدأ التجديد بعد وضعية الصيانة في النظام لا يمكن إنتاج الماء الخفيفة.
أنظمة ر و RO التناضح العكسي (التناضح العكسي)
أنظمة التناضح العكسي، هي الأنظمة الأكثر إستخداماً للتخلص تقريباً من جميع الأيوني والإيونات الموجبة الموجودة في داخل الماء منذ سنوات طويلة. وبإختصار تستخدم من أجل جعل الماء صافية، وتستخدم من معالجة مياه الآبار إلى معالجة مياه البحار والكثير من منابع ومصادر المياه المتعددة الأخرى.
مبدأ عمل أنظمة التناضح الأسموزي العكسي، يمكن توضيحه بأنه عكس التوازن الأسموزي الموجود في الطبيعة. ولأن نظام التناضح العكسي يستخدم مبدأ لعكس التوازن الأسموزي فيجب أن يتشكل ضغط أكثر من الضغط الأسموزي. في أنظمة التناضح الأسموزي العكسي هذه يتم إستخدام المضخات العالية الضغط. بواسطة مضغة الماء العالية الضغط يتم تحقيق الضغط عليها ويتم وفق ذلك نقل هذا الضغط على أغشية RO الموجودة على المسامات التي أبعادها 5 أنغستروم ، ولأن إيونات الماء هي التي تخرج فقط من هذه المسامات، تتواجد الماء الصافية على أغشية RO فقط في جهة الإنتناج، أما الماء التي لاتستطيع العبور أو الخروج من RO فيتم تصريفها.
أنظمة التناضح الأسموزي العكسي تستطيع التخلص من جميع التلوثات الموجوجة في الماء، ولكن الأوساخ الموجودة في الماء قادرة على إغلاق مسامات غشاء RO بشكل لايمكن فتحها، لذلك يتم تصميم نظام تنقية مبدئي مرتبط بخاصة الماء الموجودة وبعد ذلك يتم إستخدام أنظمة التناضح الأسموزي العكسي.
في تصميمات التناضح الأسموزي العكسي، يتم الأخذ بعين الإعتبار الكثير من المقاييس مثل الجريان – التدفق، كمية الماء التي تم إنتاجها، كمية مياه الصرف الصحي، الضغط، والحرارة.
أنظمة التعقيم بالأشعة الفوق بنفسجية
إن إجراء التعقيم بالأشعة الفوق بنفسجية مؤثر وفعال في التخلص من البكتيريا الموجودة في الماء، والفيروسات، والفطر وما مثل ذلك من الكائنات الأخرى.
تعقيم الماء بالأشعة الفوق بنفسجية هو الطريقة الوحيدة التي لاتتطلب مواد كيميائية والتي لايوجد لها أي تأثير جانبي. يتم وضع مصابيح مافوق الأشعة البنفسجية في زجاج من الكوارتز، ويتم بنتيجته الحصول على أشعة مافوق الأشعة البنفسجية بواسطة مصباح الفلورانس من النوع الخاص الذي جوفه مليئ ببخار الزئبق.
يتم إستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ من أجل توفير إستخدامها بشكل يتناسب معايير الأغذية ويتم وضعها فيه لكي لاتؤثر على الأحياء، ومنع تماسها المباشر مع العين والجلد.
من أجل عمل الأشعة الفوق بنفسجية بالشكل الفعال والمؤثر يجب أن تكون الماء قد تم تصفيتها بشكل جيد. على قدر ماتكون الماء براقة أكثرتكون أشعى UV فعالة ومؤثرة.
في إختيار أنظمة تعقيم الأشعة الفوق بنفسجية للأهمية يجب الأخذ بعين الإعتبار السعة، كمية الماء التي سيتم تعقيمها وقوة المصباح. المدة الزمنية للتعقيم الفعال لمصابيح الأشعة الفوق بنفسجية هي 8000-9000 ساعة.