تطهير المياه:
هي عملية القضاء على الأحياء الدقيقة الممرضة وغيرها من المتعضيات التي يمكن أن تجعل المياه غير صالحة للاستخدام لأغراض الشرب ولبعض الاحتياجات الاقتصادية الأخرى.
لا تسمح عملية تخثير الشوائب مع عمليات الترسيب والترشيح اللاحقة، وكذلك عملية الكلورة المسبقة للمياه بالحصول على إزالة كاملة للبكتريا الضارة، حيث تحافظ حتى 10% من البكتريا والفيروسات على حياتها بعد العمليات السابقة. وكذلك لا تسمح عمليات المعالجة المختلفة لمياه الصرف الصحي بالقضاء نهائياً على الأحياء الممرضة في هذه المياه. لذلك تعتبر عملية التطهير هي العملية النهائية اللازمة لتحضير مياه الشرب وكذلك لمعالجة مياه الصرف الصحي قبل طرحها إلى المجتمعات المائية الطبيعية أو استخدامها للأغراض المختلفة.
تجري عمليات التطهير عادة على المياه الخاضعة لأطوار المعالجة الأولية المتضمنة لعمليات التخثير والترويق وإزالة اللون إضافة إلى الترسيب والترشيح حيث تزال خلال هذه المعالجة الجزئيات التي يمكن أن تحتجز البكتريا والفيروسات بشكل مميز على سطوحها أو في مداخلها بعيداً عن تأثير وسائل التطهير.
يجري ضبط فعالية تطهير المياه بتحديد العدد الكلي للبكتريا في 1 سم3 من المياه وكذلك بتحديد تواجد زمرة العصيات المعوية Esherichia Coli وذلك بدلالة مؤشر كولي ـ إيندكس أو مؤشر كولي تيتر للمياه بعد التطهير.
إن العصيات المعوية E.Coli عصيات غير ضارة بحد ذاتها إنما تستخدم عمليات تحديدها كمؤشر للتلوث البكتيري للمياه. ويرتبط استخدام هذه العصيات كدليل لتواجد الأحياء الدقيقة في المياه بالتصورات التالية:
-1 إن تحديد تواجد العصيات المعوية E.Coli في المياه أبسط من تحديد تواجد البكتريا الأخرى للزمر المعوية.
-2 تؤثر المؤكسدات القوية المستخدمة لتطهير المياه على هذه العصيات بشكل أصعب من تأثيرها على الأحياء الممرضة التي تسبب الأمراض المعوية المختلفة.
-3 تتواجد هذه العصيات في أمعاء الإنسان وأمعاء حيوانات الدم الحار، لذلك فإن تواجدها في مصادر الإمداد المائي دليل على تلوث مياه هذه المصادر بالمخلفات البرازية.
عرفت تكنولوجيات المعالجة المائية الكثير من طرق تطهير المياه يمكن تصنيفها على الشكل التالي:
- I الطرق الحرارية: إن غلي المياه لفترة 12-20 دقيقة يقود إلى قتل جميع الأحياء الدقيقة ذات التشكلات اللابوغية، بينما لإبادة الأبواغ فتجري عمليات تسخين المياه تحت الضغط لدرجة حرارة 120° C أو أن يتم غلي لمياه لمدة 15 دقيقة ثم تبرد حتى درجة الحرارة 35° C وتترك لمدة ساعتين للسماح بالانتشار الأبواغ ليتم بعد ذلك التسخين من جديد للمياه حتى الغليان. رغم بساطة هذه الطرق إلا أن استخدامها بقي محدوداً جداً نظراً لعدم إمكانية اعتمادها كطريقة أساسية في تطهير حجوم كبيرة من المياه.
-II الطرق الفيزيائية: تجري عمليات التطهير في هذه الطرق باستخدام تأثير الأشعة الشمسية أو الأشعة فوق البنفسجية أو أشعة g أو b أو استخدام الأمواج فوق الصوتية.
-III استخدام تأثير بعض أيونات المعادن الثقيلة: إن استخدام كميات غير كبيرة من أيونات الفضة والنحاس والذهب يقود إلى تطهير المياه، إلا أن ذلك يتطلب مدة تعريض طويلة فمثلاً تحتاج لتطهير المياه من الأحياء الممرضة باستخدام أيونات الفضة ذات التركيز 0.015 مغ/ل إلى فترة تماس للمياه مع هذه الأيونات لا تقل عن أربع ساعات. تعتبر أيونات النحاس أقل فعالية في القضاء على زمر الأحياء المعوية من بقية الأيونات المستخدمة في هذا المجال.
يتم غالباً تشريب الكربون المنشط بهذه الأيونات بغية استخدامه في عملية التطهير وخصوصاً في أجهزة التنقية صغيرة أو متوسطة الحجم.
-IV استخدام الترشيح عبر الأوساط المسامية المختلفة: إن أغلب الأحياء الممرضة باستثناء الفيروسات تملك أبعاداً أكبر من 1-2 ميكرون، لذلك فإن ترشيحها خلال أوساط ترشيح بأبعاد مسامات أقل من 1 ميكرون سوف يخلص المياه منها. أغلب أنواع المرشحات المستخدمة في هذا المجال هي المرشحات فائقة الدقة Ultra Filtration المصنعة من الخزف المسامي أو الخزف الصيني أو المرشحات الغشائية.. الخ.
-V استخدام المؤكسدات القوية: تعتبر هذه الطريقة أكثر الطرق شيوعاً في الاستخدام. ومن المؤكسدات المستخدمة لهذا الغرض: الكلور ومركباته المختلفة، البروم، اليود، برمنغنات البوتاسيوم، بيريكس الهيدروجين.. الخ.
يستند اختيار طريقة التطهير إلى الكثير من العوامل المتعلقة بتصريف ونوعية المياه المطلوب معالجتها ودرجة التنقية الأولية لهذه المياه وطرق تأمين ونقل وضغط وسائل التطهير وإمكانية أتمتة عملية التطهير ومكننة الأعمال الصعبة في عملية الاستثمار.. الخ.
إن أكثر الطرق المستخدمة عملياً في تكنولوجيا التحضير المائي هي الطرق التي تستخدم المؤكسدات القوية.
تجري عملية تطهير المياه بالمؤكسدات القوية عموماً على مرحلتين. يقوم مفاعل التطهير في المرحلة الأولى بالانتشار إلى داخل أجسام الأحياء الممرضة ويقوم بالمرحلة الثانية بالدخول في تفاعل مع الأنزيمات داخل الخلية. تتحدد سرعة عملية التطهير بكينيتكا الانتشار لمفاعل التطهير داخل الجسم الحي وبالموت الكينيتيكي للخلية بفعل تأكسد الأنزيمات بمفاعل التطهير. ترتفع سرعة عملية التطهير بازدياد تركيز مفاعلات التطهير في المياه وبرفع حرارة المياه. تتحول مفاعلات التطهير في المياه إلى صيغ غير مشتتة تملك انتشاراً أسرع خلال الأغشية الخلوية من انتشار الأيونات المتشكلة أثناء تشرد هذه المواد.
تتباطأ سرعة عملية تطهير المياه بتواجد المواد العضوية القادرة على التأكسد وكذلك بتواجد المرجعات المختلفة والمواد الغروية والمواد العالقة. وتعيق المواد الغروية والمواد العالقة خلال تواجدها في المياه تماس البكتريا مع مفاعلات التطهير بجذبها لهذه البكتريا.
هي عملية القضاء على الأحياء الدقيقة الممرضة وغيرها من المتعضيات التي يمكن أن تجعل المياه غير صالحة للاستخدام لأغراض الشرب ولبعض الاحتياجات الاقتصادية الأخرى.
لا تسمح عملية تخثير الشوائب مع عمليات الترسيب والترشيح اللاحقة، وكذلك عملية الكلورة المسبقة للمياه بالحصول على إزالة كاملة للبكتريا الضارة، حيث تحافظ حتى 10% من البكتريا والفيروسات على حياتها بعد العمليات السابقة. وكذلك لا تسمح عمليات المعالجة المختلفة لمياه الصرف الصحي بالقضاء نهائياً على الأحياء الممرضة في هذه المياه. لذلك تعتبر عملية التطهير هي العملية النهائية اللازمة لتحضير مياه الشرب وكذلك لمعالجة مياه الصرف الصحي قبل طرحها إلى المجتمعات المائية الطبيعية أو استخدامها للأغراض المختلفة.
تجري عمليات التطهير عادة على المياه الخاضعة لأطوار المعالجة الأولية المتضمنة لعمليات التخثير والترويق وإزالة اللون إضافة إلى الترسيب والترشيح حيث تزال خلال هذه المعالجة الجزئيات التي يمكن أن تحتجز البكتريا والفيروسات بشكل مميز على سطوحها أو في مداخلها بعيداً عن تأثير وسائل التطهير.
يجري ضبط فعالية تطهير المياه بتحديد العدد الكلي للبكتريا في 1 سم3 من المياه وكذلك بتحديد تواجد زمرة العصيات المعوية Esherichia Coli وذلك بدلالة مؤشر كولي ـ إيندكس أو مؤشر كولي تيتر للمياه بعد التطهير.
إن العصيات المعوية E.Coli عصيات غير ضارة بحد ذاتها إنما تستخدم عمليات تحديدها كمؤشر للتلوث البكتيري للمياه. ويرتبط استخدام هذه العصيات كدليل لتواجد الأحياء الدقيقة في المياه بالتصورات التالية:
-1 إن تحديد تواجد العصيات المعوية E.Coli في المياه أبسط من تحديد تواجد البكتريا الأخرى للزمر المعوية.
-2 تؤثر المؤكسدات القوية المستخدمة لتطهير المياه على هذه العصيات بشكل أصعب من تأثيرها على الأحياء الممرضة التي تسبب الأمراض المعوية المختلفة.
-3 تتواجد هذه العصيات في أمعاء الإنسان وأمعاء حيوانات الدم الحار، لذلك فإن تواجدها في مصادر الإمداد المائي دليل على تلوث مياه هذه المصادر بالمخلفات البرازية.
عرفت تكنولوجيات المعالجة المائية الكثير من طرق تطهير المياه يمكن تصنيفها على الشكل التالي:
- I الطرق الحرارية: إن غلي المياه لفترة 12-20 دقيقة يقود إلى قتل جميع الأحياء الدقيقة ذات التشكلات اللابوغية، بينما لإبادة الأبواغ فتجري عمليات تسخين المياه تحت الضغط لدرجة حرارة 120° C أو أن يتم غلي لمياه لمدة 15 دقيقة ثم تبرد حتى درجة الحرارة 35° C وتترك لمدة ساعتين للسماح بالانتشار الأبواغ ليتم بعد ذلك التسخين من جديد للمياه حتى الغليان. رغم بساطة هذه الطرق إلا أن استخدامها بقي محدوداً جداً نظراً لعدم إمكانية اعتمادها كطريقة أساسية في تطهير حجوم كبيرة من المياه.
-II الطرق الفيزيائية: تجري عمليات التطهير في هذه الطرق باستخدام تأثير الأشعة الشمسية أو الأشعة فوق البنفسجية أو أشعة g أو b أو استخدام الأمواج فوق الصوتية.
-III استخدام تأثير بعض أيونات المعادن الثقيلة: إن استخدام كميات غير كبيرة من أيونات الفضة والنحاس والذهب يقود إلى تطهير المياه، إلا أن ذلك يتطلب مدة تعريض طويلة فمثلاً تحتاج لتطهير المياه من الأحياء الممرضة باستخدام أيونات الفضة ذات التركيز 0.015 مغ/ل إلى فترة تماس للمياه مع هذه الأيونات لا تقل عن أربع ساعات. تعتبر أيونات النحاس أقل فعالية في القضاء على زمر الأحياء المعوية من بقية الأيونات المستخدمة في هذا المجال.
يتم غالباً تشريب الكربون المنشط بهذه الأيونات بغية استخدامه في عملية التطهير وخصوصاً في أجهزة التنقية صغيرة أو متوسطة الحجم.
-IV استخدام الترشيح عبر الأوساط المسامية المختلفة: إن أغلب الأحياء الممرضة باستثناء الفيروسات تملك أبعاداً أكبر من 1-2 ميكرون، لذلك فإن ترشيحها خلال أوساط ترشيح بأبعاد مسامات أقل من 1 ميكرون سوف يخلص المياه منها. أغلب أنواع المرشحات المستخدمة في هذا المجال هي المرشحات فائقة الدقة Ultra Filtration المصنعة من الخزف المسامي أو الخزف الصيني أو المرشحات الغشائية.. الخ.
-V استخدام المؤكسدات القوية: تعتبر هذه الطريقة أكثر الطرق شيوعاً في الاستخدام. ومن المؤكسدات المستخدمة لهذا الغرض: الكلور ومركباته المختلفة، البروم، اليود، برمنغنات البوتاسيوم، بيريكس الهيدروجين.. الخ.
يستند اختيار طريقة التطهير إلى الكثير من العوامل المتعلقة بتصريف ونوعية المياه المطلوب معالجتها ودرجة التنقية الأولية لهذه المياه وطرق تأمين ونقل وضغط وسائل التطهير وإمكانية أتمتة عملية التطهير ومكننة الأعمال الصعبة في عملية الاستثمار.. الخ.
إن أكثر الطرق المستخدمة عملياً في تكنولوجيا التحضير المائي هي الطرق التي تستخدم المؤكسدات القوية.
تجري عملية تطهير المياه بالمؤكسدات القوية عموماً على مرحلتين. يقوم مفاعل التطهير في المرحلة الأولى بالانتشار إلى داخل أجسام الأحياء الممرضة ويقوم بالمرحلة الثانية بالدخول في تفاعل مع الأنزيمات داخل الخلية. تتحدد سرعة عملية التطهير بكينيتكا الانتشار لمفاعل التطهير داخل الجسم الحي وبالموت الكينيتيكي للخلية بفعل تأكسد الأنزيمات بمفاعل التطهير. ترتفع سرعة عملية التطهير بازدياد تركيز مفاعلات التطهير في المياه وبرفع حرارة المياه. تتحول مفاعلات التطهير في المياه إلى صيغ غير مشتتة تملك انتشاراً أسرع خلال الأغشية الخلوية من انتشار الأيونات المتشكلة أثناء تشرد هذه المواد.
تتباطأ سرعة عملية تطهير المياه بتواجد المواد العضوية القادرة على التأكسد وكذلك بتواجد المرجعات المختلفة والمواد الغروية والمواد العالقة. وتعيق المواد الغروية والمواد العالقة خلال تواجدها في المياه تماس البكتريا مع مفاعلات التطهير بجذبها لهذه البكتريا.
