المياة ومراحل التصفيه

تسربات المياه

عتبر الماء هي حياة البشر والكائنات الحيّة، فهي من الأساسيات التي يحتاجها كل كائن على سطح الأرض، وتوجد المياه في البحار، والأنهار، والمحيطات، والسدود، ومن خلال مياه الأمطار أيضاً، لكن كل هذه المياه تحتاج إلى تصفية من الشوائب التي تتواجد بين جزيئات، لأن هذه الشوائب يمكن أن تحتوي على على ملوثات ضارة بالجسم وبالتالي تهدد حياة الإنسان بدلاً من أن تسعفه، وتدخل الماء في تحضير الأطباق، والعصائر والمشروبات، والصناعات، وتساعد أيضاً نمو النباتات.
تصفية المياه الفيزيائية
تتم في هذه المرحلة الاستعانة بتقنيات الترشيح بأنواعها المختلفة فهي تعتبر أداة فعالة لتصفية المياه من المواد الصلبة، وهو مصنوع من ورق منفذ للماء وحاجز للمواد الصلبة.

ترشيح الرمل: يتم إزالة المواد الصلبة العالقة من المياه، وذلك من خلال تتدفق المياه عبر المرشح الذي يتكون من عدّة طبقات من الرمل، فتحتجز الرمال بين مكوناتها المواد الصلبة المتنوعة، وهذا يعمل على تقليل نسبة المواد العالقة بالماء، لكن هذا لا يعني بأن الماء لا يحتوي على شوائب
الترشيح الغشائي: يتم إزالة الأملاح والمواد العضوية الذائبة في المياه، وذلك من خلال تدفق المياه عبر الوسط الغشائي ويمر الترشيح الغشائي بعدّة مراحل وهي:
الترشيح الدقيق: يتم فيه فصل الجسيمات الدقيقة جداً والشوائب الموجودة فيها والبكتيريا عن المياه، ويبلغ حجم الجسيمات التي يتم فصلها من 0.1 إلى 1.5 ميكرون.
الترشيح الفائق: يتم فيه فصل الجسيمات الدقيقة جداً والشوائب الموجودة فيها والبكتيريا عن المياه، ويبلغ حجم الجسيمات التي يتم فصلها من0.005 إلى 0.1 ميكرون، كمّا أنّها قادرة على إزالة الأملاح والبروتينات الموجودة في الماء.
الترشيح النانوي: يتم فيه فصل الجسيمات الدقيقة جداً والشوائب الموجودة فيها والبكتيريا عن المياه، ويبلغ حجم الجسيمات التي يتم فصلها من 0..0001 إلى 0.005 ميكرون، وتستطيع إزالة الفيروسات والمبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب.
التناضح العكسي: تعدّ أفضل طريقة للتصفية، فهي بفصل الجسيمات الدقيقة جداً والشوائب الموجودة فيها والبكتيريا عن المياه، وتستطيع في هذه المرحلة إزالة الأيونات المعدنية، والأملاح الذائبة في المياه.

تصفية المياه الكيميائية
تتم إضافة المواد الكيميائية إلى المياه لتصفيتها، ويضاف الكلور الذي يمنع الآثار السلبية للصلابة، والناجمة عن ترسيب الكالسيوم والمغنيسيوم، وإضافة العومل المؤكسدة التي تعمل كمبيد بيولوجي، ويضاف الأوزون
تستخدم عملية التليين بواسطة التبادل الأيوني والتي تعمل على امتصاص الكاتيونات واستبدالهم، حيث يتم تبادل أيون من أن يكون مجدد بالمواد الكيميائية المناسبة،ويعتبر الماء المصفى أحد أكثر الأنواع شيوعاً فيتم من خلاله إزالة الكالسيوم والماغنسيوممن الماء العسر، من خلال استبدالها مع غيرها من أيونات موجبة الشحنة، مثل الصوديوم.
تستخدم عمليّة التطهير في تطهير المياه من المبيدات الحشريّة، ويعدّ الأوزون والكلور أحد طرق التطهير بالأشعة الفوق بنفسجيه، وتستخد أيضاً عمليّة التقطير بعدها، ويكون ذلك عن طريق بخار الماء بغلي مياه الصرف الصحي، بالإضافة إلى إزالة الملوثات العضوية وغير العضوية، والشوائب البيولوجية،؛ وذلك لأن معظم الملوثات تتبخر.

مرحلة تخثر معالجة المياه

بعد العلاج الأولي ، فإن الخطوة التالية هي تجلط الدم . التخثر يزيل الجزيئات الصغيرة التي تتكون من الميكروبات ، والطمي ومواد أخرى معلقة في الماء. تتم إضافة المواد الكيميائية لمعالجة مثل الشب إلى الماء ويخلط بسرعة في حوض كبير . المواد الكيميائية تسبب جزيئات صغيرة ل تتجمع معا ( تخثر ) . لطيف الاختلاط يجلب كتل أصغر من جزيئات معا لتشكيل مجموعات أكبر تسمى ” الندف ” . بعض من الندف يبدأ في تسوية خلال هذه المرحلة .

التلبد

مرحلة التلبد من معالجة المياه

خلال مرحلة التلبد ، و الثقيلة، و كثيفة الندف تستقر في الجزء السفلي من المياه في خزانات كبيرة . كما يمكنك أن تتخيل، وهذا يمكن أن يكون عملية بطيئة ! وبمجرد أن ينقشع الندف ، والماء هو على استعداد للمرحلة المقبلة من العلاج.

يحدث التوضيح في حوض كبير حيث يسمح لتدفق المياه مرة أخرى ببطء شديد . الحمأة ، بقايا من المواد الصلبة والمياه، و يتراكم في قاع الحوض و يتم ضخ أو كشط خارج للتخلص منها في نهاية المطاف. كما أنها تسمى أحيانا توضيح الترسيب .
تليين واستقرار

تليين و استقرار مرحلة من معالجة المياه عندما الماء هو أيضا ” الصعبة” (أي يحتوي على الكثير من الكالسيوم و المغنيسيوم والمعادن الأخرى ) ، وأنها تشكل نطاق ويسبب العديد من المشاكل في الأنابيب. يمكن أن يؤدي أيضا الماء العسر في غسل الأموال و المشاكل ، لأنه يقلل من فعالية الصابون والمنظفات .

يمكن تنقية المياة من خلال : الترشيح، ولتصفية وتحليل مياة البحر نستخدم التناضح العكسي، لكن ما هي المواد التي يمكن إزالتها ؟

الرمال .
المعادن مثل ( Fe\Cu ) .

في إحد ى بلدان العالم تم اكتشاف مرض الهيضة ( الكوليرا ) ، حيث أن هناك وباء في الماء قاموا بوضع معايير خاصة في مياة الشرب للوقاية منه ، وبسبب وجود هذا المرض يجب أن يوجد في الماء كمية قليلة من الكلور ( Cl ) .
ما هو سبب التقدم المستمر في معالجة المياه :
التطور المتواصل في أساليب تحلية المياه ومعالجتها .
تم العثور على مواد جديده لم تكن معروفة في السابق .
اكتشاف بعض المشاكل بسبب وجود بعض المكونات في المياه .

تنقسم المياه إلى نوعين :
1) مياه جوفيه : هي عبارة عن مياة تكون موجود في جوف الأرض، وتتكون نتيجة عوامل جغرافية مختلفه منها ان هذه المنطقة قي الزمن الماضي كانت منطقه كثيرة الأمطار فتتكون الأبار الجوفية فيها .
من أسباب عدم استخدام هذا النوع :
*بسبب الكلفة الباهضه في اخراجها .

الآليات التي تستخدم تكون ذات تكلفه عاليه .
لمعالجة هذه المياه : نحتاج إلى عمليات فيزيائية وكيميائية فيتم اخراج اكسيد الكربون ، و HCO3 .

2) المياة السطحية : هي التي تكون فوق سطح الأرض مثل : الأنهار ، والبحيرات ، وهي بتالي تحتوي على كمية قليلة من الأملاح ، ويقتصر تصفيتها في ابعاد المواد العالقه فيها وتطهير المواد .

وبعض الدول وصل بها العجز إلى عدم القدرة على الاستفادة من معظم الوسائل التي سبق ذكرها؛ لأن كميات الأمطار السنوية شحيحة جداً، وبالتالي لا فائدة من بناء السدود، وحفر الآبار الجوفية، وإنشاء الحفر الترابية. وفي ظل هذا الواقع، لجئت تلك الدول إلى وسائل أخرى أكثر كلفة، ومنها ما يسمى بـ (تحلية أو تصفية مياه البحر).
تتميز مياه البحار بارتفاع نسبة الملوحة فيها، كما ترتفع فيها أيضاً نسبة الأملاح الذائبة، ومنها: أيونات الصوديوم، والكلوريد. وهذه العوامل تجعل مياه البحر أكثر كثافة من المياه الأخرى، وتجعلها غير صالحة للشرب والكثير من الاستخدامات الأخرى. فشرب مياه البحر يشكل خطورة على صحة الإنسان، فهذه الأملاح والمركبات الكيميائية التي ترتفع نسبتها في مياه البحر، تسبب للإنسان العديد من المشاكل الصحية، مثل: ارتفاع ضغط الدم، وتسارع ضربات القلب، وفي بعض الأحيان يؤدي شربها إلى التسمم. كما أن مياه البحار لا تخلو عادةً من المواد العالقة والبكتيريا الضارة التي تؤثر على صحة الإنسان في حال شرب تلك المياه. ومن هنا جاءت أهمية القيام بتصفية وتحلية مياه البحر قبل استخدامها.
إن تحلية مياه البحر: هي عبارة عن عملية تقوم على تحويل مياه البحر المالحة والغير صالحة للشرب إلى مياه عذبة نقية صالحة للشرب وللاستخدامات الأخرى. وتتم هذه التحلية في محطات مخصصة لهذا الأمر، حيث تتوفر فيها العديد من الوسائل والتقنيات الحديثة. وعملية تحلية مياه البحر هي عملية مكلفة، فهي تستهلك الكثير من الطاقة.
تتم عملية تحلية مياه البحر في العادة بوسيلتين أساسيتين، وهما:
التناضح العكسي، أو بالإنجليزية (Reverse Osmosis)، واختصارها: (RO).
التقطير، أو بالإنجليزية (Distillation).

إن التناضح العكسي يُعْرف أيضاً باسم الضغط الأزموزي العكسي، وتقوم هذه العملية على فصل الماء عن الملح بواسطة الضغط العالي. فبعد القيام بمعالجة الماء معالجة أولية، يوضع في آلات مخصصة، ويتم فيها تعريضه إلى ضغطٍ عالٍ، فينفصل الماء العذب عن الملح بمفعول هذا الضغط، ويمر عبر غشاء شبه نافذ إلى ناحية أخرى أقل ضغطاً ليتجمع فيها. وتتم هذه العملية عبر عدة مراحل، حيث يمر الماء في كل مرحلة منها من غشاء معين.
وأما التقطير، والذي يسمى أيضاً بـ (التبخير)، فيقوم على رفع درجة حرارة الماء وإيصالها إلى درجة الغليان، ومن ثم القيام بتكثيف البخار الناتج عن هذا الغليان وتحويله إلى ماءٍ خالٍ من الملح والمواد الأخرى. وبعد ذلك تتم معالجة الماء، وإضافة بعض المواد إليه، ليصبح صالحاً للشرب وللاستخدامات الأخرى.