وحدة مدمجة مبتكرة محملة بقماش غير منسوج  لمعالجة المياه العادمة (الصرف الصحي و الصناعي و الزراعي)

أ.د./ محمد علي محمود الخطيب – قسم بحوث تلوث المياه –

شعبة بحوث البيئة

[email protected]

01003282503

الوصف المختصر:

تعاني مصر كأحد البلدان القاحلة من ندرة الأمطار على معظم أراضيها ، بالإضافة إلى ندرة مصادر المياه ، و تحتاج هذه المشكلة إلى تضافر الجهود لحلها ، و بناء عليه ، يجب الإستفادة القصوى من المياه العادمة ، و ذلك عن طريق زيادة كفاءة عملية تدوير و إعادة إستخدام هذه المياه ، لذلك يمكن إعتبار أن المياه العادمة (صرف صحي أو زراعي أو صناعي) مصدر غير تقليدي للمياه ، و يهدف هذا العمل إلى تصميم وحدة مدمجة محملة بقماش غير منسوج  مبتكر مصنع بطريقة التغريز الميكانيكي ، و هذا القماش يمكن تصنيعه من زجاجات المياه البلاستيكية العادمة ، و تستخدم هذه الوحدة لمعالجة المياه العادمة (صرف صحي أو زراعي أو صناعي) ، و تستخدم هذه الوحدة للمعالجة الأولية و الثانوية ، حيث يستخدم حوض ترسيب مبتكر متبوعا بنظام المفاعل الهوائي المملؤ بالقماش غير المنسوج المعلق ، و الوحدة المقترحة يمكن أن تعالج مياه الصرف الصحي الناتج من عدد 100 شخص ، و تحتاج هذه الوحدة إلى مساحة قدرها 2 إلى 3 متر مربع لإقامتها ، و للقماش المستخدم داخل الوحدة العديد من المميزات و الصفات الفريدة ، منها انه يمكن إنتاجه على شكل الواح رقيقة ، له سطح خشن يسهل إلتصاق الكائنات الدقيقة عليه ، يمكن تشكيله على صورة زجزاج أو إسطوانات ، أو ألواح مائلة بزوايا مختلفة ، كما أنه متين ، و لا يفقد خواصه الميكانيكية بسبب وجوده في المياه فترات طويلة ، كما أن مساحة سطحه كبير مقارنة بالإسفنج الذي له نفس الحجم ، و ذلك لأنه اقل سمكا من الإسفنج ، بإستخدام هذا القماش نتمكن من إعادة إستخدام جزء كبير من المخلفات الصلبة ، و إعطائها قيمة إقتصادية ، أما هذه الوحدة يمكن إستخدامها في معالجة المياه العادمة بتكلفة منخفضة و إستهلاك طاقة متدنى جدا.

الهدف من المشروع :

إنتاج وحدة معالجة مدمجة محملة بقماش غير منسوج ، لمعالجة المياه العادة لتعظيم الإستفادة منها في المناطق المحرومة من خدمات الصرف الصحي.

الجديد فى الفكرة المقترحة للمشروع:

التصميم الجديد لوحدة المعالجة ، و يتم تصميمها على شكل وحدة واحدة ، تحتوى هذه الوحدة على مرحلتي معالجة متتابعين ، و هذا التصميم للوحدة المدمجة مبتكر و لم يسبق العمل به من قبل ، و تحتوي مرحلتي المعالجة على مادة مالئة ، و هي عبارة عن أقمشة غير منسوجة مصنعة بطريقة التغريز الميكانيكي (needle-punched spunbonded fabric) ، و هذا القماش يتم إنتاجه من زجاجات البلاستيك العادمة ، و لم يتم إستخدامها من قبل في مثل هذه الوحدات ، و هذا يعطي قيمة مادية لزجاجات المياه العادمة ، و تقام صناعة على هذه الملوثات الصلبة التى تضر البيئة و تتراكم بها بشكل كبير ، و توفر بذلك أيدي عاملة ، لقيام صناعة جديدة على هذه البقايا ، إذ أن المنتج المحلي في هذه المرشحات عالي جدا ، جميع المواد المستخدمة في تصنيع هذه الوحدة يتم إنتاجها محليا ، مما يوفر أيدي عاملة ، إقامة صناعة جديدة ، توفير العملات الصعبة التى تنفق على إستيراد مثل هذه الوحدات ، تعزيز الصناعة المصرية. ومن المتوقع أن يتم استخدام تلك المادة المالئة الجديدة في عدة اشكال ، منها الزجزاج الافقي او الزجزاج الرأسي، او على صورة ألواح مائلة بزوايا مختلفة ، أو على صورة أسطوانات ، و بذلك يمكننا الحصول علي مياه معالجة يمكن إستخدامها في أغراض مختلفة.

الوصف المختصر :

تم تصميم وحدة معالجة تتكون من مرحلتين ، المرحلة الأولى مرحلة المعالجة الإبتدائية ، ثم مرحلة المعالجة الثانوية تعتمد على المفاعل الهوائي المملؤ بالقماش غير المنسوج ، و يوضح الجدول التالي مقترحات بشأن تطبيق هذه الوحدة ، في هذه الحالة يتم الإعتماد على الحمل الهيدروليكي، تم إفتراض أن معدل صرف المخلفات السائلة (الصرف الصحي) لكل شخص يتراوح بين 0.15 الى 0.2 متر3/ يومي.

جدول رقم (1): إقتراحات سعة وحدة المعالجة

عدد الأفراد	معدل الصرف اليومي للفرد (م3/يوم)		الحمل الهيدروليكي (م3/يوم)		حجم الوحدة (م3)	المساحة التي تحتاجها الوحدة (م2)
	الأدنى	الأقصى	الأدنى	الأقصى
100	0.15	0.2	15	20	5	2-3
1000	0.15	0.2	150	200	50	20-25
10000	0.15	0.2	1500	2000	500	200-220
100000	0.15	0.2	15000	20000	5000	2000-2100

يتضح من الجدول السابق أنه على سبيل المثال يحتاج 1000 شخص لوحدة معالجة بحجم 50 متر مكعب ، و تقام هذه الوحدة على أرض بمساحة 20 إلى 25 متر مربع ، و يلاحظ أن الكود المصري على أن كل 10 أفراد يحتاجون إلى 10 متر لإقامة محطة معالجة تقليدية ، بنسبة 1:10 ، بينما انه بتطبيق هذه الوحدة يحتاج كل 50 فرد إلى متر مربع فقط ، أي تنخفض إلى 1:50 ، و هذا يخفض تكاليف الإنشائية لمحطة المعالجة.

يمكن تصميم هذه الوحدة من عدد كبير من المواد التي تنتج في السوق المحلي ، على سبيل المثال PVC أو الألياف الزجاجية (الفيبر جلاس).    يتم تصنيع الوحدة من مادة PVC المعتم ، كما تحتاج هذه الوحدة إلى طلمبة واحدة لدفع المياه داخل وحدة المعالجة ، بقوة 1/3 حصان. <!--[if !mso]-->

<!--[endif]--> أ <!--[if !mso]-->

<!--[endif]-->  يتم وضع المادة المالئة على صورة زجزاج رأسي أو أفقي بحيث يكون هناك مسافات بينها من 1 إلى 5 سم لتنساب خلالها المياه ، كما يمكن إستخدام هذه المادة المالئة على صورة ألواح مائلة بزاوية من 0 الي 45 درجة ، كذلك يمكن أن تستخدم على صورة أسطوانات بقطر من 1 حتى 2 سم ، و يكون هذه الإسطوانات رأسية أو افقية أو مائلة بزاوية من 0 حتى 9 0 درجة ، يتم ضبط زمن المكث (detention time) ليتراوح من1 حتى 24 ساعة،  و يتم تزويد هذه الوحدة بعدد من الفتحات الجانبية ، ذات قطر مناسب ، و ذلك للمساعدة في تهوية الفراغ الداخلي لوحدة المعالجة ، يتم تثبيت هذه الوحدة بإستخدام إما قاعدة أسمنتية أو قواعد حديدية.

طريقة الاستغلال :

1- الشركة القابضة لمياه الشرب و الصرف الصحي و المحليات

تعتبر الشركة القابضة لمياه الشرب و الصرف الصحي و المحليات ، أحد المنافذ الرئيسية لتنفيذ هذه الوحدة ، يمكن تطبيق هذه الوحدة كمرحلة معالجة أولية في محطات معالجة مياه الصرف الصحي القائمة ، و التي تعاني من أحمال هيدروليكية عالية ، إذ أن هذه الوحدة يمكن تطبيقها على صورة مكعب يرتفع أفقيا.

2- معالجة مياه الصرف الصناعي

يمكن تطبيق هذه التقنية كمرحلة معالجة ثانوية لبعض الصناعات الغذائية مثل منتجات الألبان ، يتم الإعتماد في حالة تطبيق هذه الوحدة في معالجة مياه الصرف الصناعي على الحمل العضوي ، حيث يتراوح الحمل العضوي من 1 كجم/متر3/يوم إلى 15 كجم/متر3/يوم.

3- داخل المعسكرات

توجد العديد من المعسكرات التي تبتعد عن المدن ، و غير مخدومة بخدمات الصرف الصحي ، يتم وضع هذه الوحدة بحجم يتناسب مع كمية المياه المراد معالجتها ، كما ورد في الجدول رقم (1).

4- القرى الريفية

هناك العديد من القرى غير المخدومة بخدمات الصرف الصحي ، و عادة يتم إستخدام خزانات التحليل ، و يمكن الإعتماد على هذه الوحدة كبديل غير مكلف ، و ذلك للحد من التلوث و إنتشار الأمراض ، يتم وضع هذه الوحدة بحجم يتناسب مع كمية المياه المراد معالجتها ، كما ورد في الجدول رقم (1).