هل تقوم الأسر الأمريكية بإعادة استخدام مياه الصرف الصحي؟ كيف يتم إعادة تدوير مياه الصرف الصحي؟
في ظل تزايد الضغط على المياه في جميع أنحاء العالم،إعادة تدوير مياه الصرف الصحي وإعادة استخدامهالقد أصبحت قضية إعادة استخدام مياه الصرف الصحي من القضايا المهمة في العديد من البلدان، بما في ذلك الولايات المتحدة. وباعتبارها دولة مستهلكة للموارد بشكل كبير، فقد تطورت الولايات المتحدة بسرعة في إدارة موارد المياه وتكنولوجيا معالجة مياه الصرف الصحي، وخاصة على مستوى الأسرة، حيث بدأت المزيد والمزيد من الأسر في استكشاف وتبني إعادة استخدام مياه الصرف الصحي لتوفير موارد المياه وتقليل تكاليف المياه.
إذن، هل تعيد الأسر الأمريكية استخدام مياه الصرف الصحي؟ ما هي عملية إعادة تدوير مياه الصرف الصحي؟ ما هي معدات معالجة المياه اللازمة؟ ستتناول هذه المقالة هذه القضايا بالتفصيل.
هل تقوم الأسر الأمريكية بإعادة استخدام مياه الصرف الصحي؟
في الولايات المتحدة، على الرغم من أن إعادة استخدام مياه الصرف الصحي المنزلية لم تحظ بشعبية بعد، إلا أن هذا الاتجاه بدأ يظهر تدريجياً، وخاصة في بعض الولايات ذات الموارد المائية النادرة نسبياً، مثل كاليفورنيا وأريزونا ونيفادا. وعادة ما تشمل إعادة استخدام مياه الصرف الصحي المنزلية جانبين: معالجة وإعادة استخدام المياه الرمادية والمياه السوداء.
ما هو إعادة استخدام المياه الرمادية؟
تشير المياه الرمادية إلى مياه الصرف الصحي النظيفة نسبيًا في المنازل، وخاصة من الدشات وأحواض الاستحمام وأحواض الغسيل والغسالات. لا تحتوي المياه الرمادية على مواد برازية، لذا من السهل نسبيًا معالجتها وإعادة استخدامها. بدأت العديد من الأسر في الولايات المتحدة في إعادة استخدام المياه الرمادية لأغراض غير الشرب مثل ري الحدائق وتنظيف المراحيض، وبالتالي تقليل الطلب على مياه الصنبور.
● اللوائح الحالية: في بعض الولايات، أصدرت الحكومات المحلية لوائح وإرشادات ذات صلة بإعادة تدوير المياه الرمادية وتشجع السكان على تركيب أنظمة إعادة تدوير المياه الرمادية. وتنص هذه اللوائح على معايير المعالجة ونطاق استخدام المياه الرمادية لضمان عدم تشكيلها تهديدًا للبيئة والصحة العامة.
● شعبية الاستخدام: على الرغم منأنظمة إعادة تدوير المياه الرماديةأصبحت أنظمة إعادة تدوير المياه الرمادية تحظى بشعبية متزايدة في بعض المناطق، ولكن لا يزال عدد الأسر التي تستخدم أنظمة إعادة تدوير المياه الرمادية في جميع أنحاء البلاد قليل. ويرجع هذا في الأساس إلى الوعي العام والاستثمار الأولي وشعبية التقنيات ذات الصلة.
ما هو إعادة تدوير المياه السوداء؟
المياه السوداء هي مياه الصرف الصحي التي تحتوي على البراز والبول ومياه الصرف الصحي في المطبخ. ونظرًا لتكوينها المعقد والضرر المحتمل، فإن معالجة المياه السوداء وإعادة استخدامها تتطلب متطلبات فنية أعلى. وفي الوقت الحاضر، تعد إعادة تدوير المياه السوداء في المنازل نادرة نسبيًا في الولايات المتحدة، وعادة ما تتركز في محطات معالجة مياه الصرف الصحي على نطاق صناعي للمعالجة المركزية. ومع ذلك، مع تقدم التكنولوجيا وزيادة الضغط على موارد المياه، قد يتم الترويج تدريجيًا لمعالجة المياه السوداء وإعادة استخدامها في المنازل في المستقبل.
كيف يتم إعادة تدوير مياه الصرف الصحي؟
تنقسم عملية إعادة تدوير مياه الصرف الصحي عادة إلى عدة خطوات رئيسية: جمع مياه الصرف الصحي، والمعالجة الأولية، والمعالجة الأولية، وإعادة الاستخدام والتخلص النهائي منها. وفيما يلي شرح مفصل لكل خطوة.
جمع مياه الصرف الصحي
تتطلب عملية إعادة تدوير مياه الصرف الصحي أولاً جمع مياه الصرف الصحي من مصادر مختلفة في المنزل. وهذا يتطلب عادةً من المنزل تركيب نظام أنابيب خاص لجمع مياه الصرف الصحي لجمع المياه الرمادية والمياه السوداء بشكل منفصل. يمكن تغذية المياه الرمادية مباشرة إلى وحدة المعالجة من خلال نظام أنابيب فصل بسيط، بينما تتطلب المياه السوداء نظام أنابيب أكثر تعقيدًا لتجنب التلوث المتبادل.
المعالجة المسبقة
قبل دخول نظام المعالجة الأولية، تحتاج مياه الصرف الصحي عادةً إلى معالجة أولية لإزالة الجزيئات الكبيرة والشحوم والمواد العالقة. تتضمن معدات المعالجة الأولية عادةً المرشحات وخزانات الترسيب وفاصلات الزيت عن الماء. الغرض الرئيسي من هذه المرحلة هو تقليل الشوائب في مياه الصرف الصحي وتقليل صعوبة وحمل المعدات للمعالجة اللاحقة.
● المرشحات: تستخدم لإزالة الجزيئات الكبيرة الموجودة في مياه الصرف الصحي، مثل الشعر وبقايا الورق وبقايا الطعام.
● خزانات الترسيب: تنقية مياه الصرف الصحي عن طريق ترسيب المواد العالقة عن طريق الجاذبية.
● فاصل الزيت عن الماء: خاصة عند معالجة مياه الصرف الصحي في المطبخ، يمكن لفاصل الزيت عن الماء إزالة الشحوم من مياه الصرف الصحي بشكل فعال لمنع الشحوم من دخول معدات المعالجة اللاحقة والتسبب في انسداد أو تلف المعدات.
العلاج الرئيسي
إن المعالجة الرئيسية لمياه الصرف الصحي هي جوهر عملية إعادة التدوير بأكملها، وعادة ما تشمل طرق المعالجة الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. وتختلف طريقة المعالجة حسب نوع مياه الصرف الصحي (مياه رمادية أو مياه سوداء).
● المعالجة الفيزيائية: تشمل الترشيح والفصل بالطرد المركزي وغيرها من الطرق، وتستخدم بشكل رئيسي لإزالة المواد الصلبة العالقة والجسيمات الدقيقة في مياه الصرف الصحي.
● المعالجة الكيميائية: عن طريق إضافة مواد كيميائية مثل الكلور والأوزون وغيرها، يتم إجراء عملية التطهير والأكسدة لقتل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض وتحلل الملوثات العضوية.
● المعالجة البيولوجية: يعد استخدام الكائنات الحية الدقيقة لتحلل المواد العضوية في مياه الصرف الصحي خطوة أساسية في معالجة المياه السوداء. تشمل طرق المعالجة البيولوجية الشائعة طريقة الحمأة المنشطة والهضم اللاهوائي والأراضي الرطبة الاصطناعية.
في أنظمة معالجة المياه الرمادية المنزلية، تشمل معدات المعالجة المستخدمة بشكل شائع مرشحات متعددة المراحل ومطهرات الأشعة فوق البنفسجية والمفاعلات الحيوية. بالنسبة لمعالجة المياه السوداء، نظرًا لتعقيدها، عادة ما تكون هناك حاجة إلى أنظمة معالجة بيولوجية أكثر تقدمًا، مثل المفاعلات الحيوية الغشائية (سجلات MBR) والمفاعلات اللاهوائية، وما إلى ذلك.
إعادة الاستخدام
بعد المعالجة الأولية، يمكن إعادة استخدام مياه الصرف الصحي، عادة لأغراض غير صالحة للشرب مثل ري الحدائق، وتنظيف المراحيض، وغسيل السيارات، وما إلى ذلك. ولضمان سلامة المياه المعاد استخدامها، تقوم الأسر عادة بتركيب خزانات تخزين المياه ومضخات إمداد المياه لتوزيع المياه المعالجة على استخدامات مختلفة حسب الطلب.
● خزانات تخزين المياه: تستخدم لتخزين المياه المعالجة المعاد استخدامها لضمان جودة المياه المستقرة وتوازن الطلب على إمدادات المياه.
● مضخات إمداد المياه: تنقل المياه المعاد استخدامها إلى نقاط الاستخدام المختلفة في المنزل، مثل أنظمة الري والمراحيض وما إلى ذلك.
التخلص النهائي
على الرغم من إمكانية إعادة استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة، إلا أن هناك جزءًا من المواد المتبقية التي يتعين التخلص منها، مثل الرواسب والطمي وغيرها من المواد غير القابلة للتحلل. وعادةً ما تتم إزالة هذه المواد بانتظام من النظام ومعالجتها والتخلص منها من خلال أنظمة التخلص من القمامة أو محطات معالجة مياه الصرف الصحي المركزية.
ما هي معدات معالجة المياه اللازمة؟
يعتمد التنفيذ الناجح لنظام إعادة تدوير مياه الصرف الصحي المنزلي على عدة معدات رئيسية، ولكل منها وظائف مختلفة، من جمع مياه الصرف الصحي إلى المعالجة إلى إعادة الاستخدام، لضمان التشغيل الفعال للنظام بأكمله. فيما يلي أنواع المعدات الشائعة في إعادة تدوير مياه الصرف الصحي ووظائفها.
المرشحات
المرشحات هي معدات أساسية في أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي، وتستخدم بشكل أساسي لإزالة المواد الصلبة العالقة والجسيمات في مياه الصرف الصحي. وفقًا لمرحلة ومتطلبات معالجة مياه الصرف الصحي، يمكن تقسيم المرشحات إلى مرشحات خشنة ومرشحات دقيقة ومرشحات فائقة الدقة، وما إلى ذلك.
● المرشحات الخشنة: تستخدم عادة في مرحلة المعالجة الأولية لإزالة الجزيئات الكبيرة والشوائب.
● المرشحات الدقيقة: تستخدم في مرحلة المعالجة الرئيسية لإزالة المزيد من الجسيمات الدقيقة والمواد العالقة.
● فلتر فائق الكفاءة: يستخدم لإزالة الجزيئات الصغيرة والبكتيريا لضمان نظافة جودة المياه.
معدات المعالجة البيولوجية
معدات المعالجة البيولوجية هي جوهرأنظمة معالجة مياه الصرف الصحي، وخاصة في معالجة المياه السوداء. تشمل معدات المعالجة البيولوجية الشائعة مفاعلات الحمأة المنشطة، والمفاعلات الحيوية الغشائية، والهضم اللاهوائي، وما إلى ذلك.
● مفاعل الحمأة المنشطة: استخدام الفعل الأيضي للكائنات الحية الدقيقة لتحلل المواد العضوية في مياه الصرف الصحي هي طريقة شائعة للمعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي.
● المفاعل الحيوي الغشائي (إم بي آر): من خلال الجمع بين المعالجة البيولوجية وتكنولوجيا الترشيح الغشائي، فإنه يمكنه إزالة المواد العضوية والكائنات الحية الدقيقة الموجودة في مياه الصرف الصحي بكفاءة.
● الهضم اللاهوائي: يستخدم لمعالجة مياه الصرف الصحي العضوية عالية التركيز، وتحويل المواد العضوية إلى غاز حيوي وحمأة من خلال عمل الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية.
معدات التطهير
من أجل ضمان سلامة المياه المعاد استخدامها، تعتبر معدات التطهير أمرًا بالغ الأهمية في نظام معالجة مياه الصرف الصحي. تشمل معدات التطهير الشائعة معدات التطهير بالأشعة فوق البنفسجية ومولدات الأوزون وأجهزة الكلورة.
● معدات التطهير بالأشعة فوق البنفسجية: تستخدم الأشعة فوق البنفسجية لتدمير بنية الحمض النووي للكائنات الحية الدقيقة لتحقيق غرض التطهير.
● مولد الأوزون: يقتل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض من خلال خاصية الأكسدة القوية للأوزون، ويزيل الروائح والملوثات العضوية الموجودة في الماء.
● جهاز الكلورة: تطهير المياه بإضافة الكلوريد، وهي إحدى طرق التطهير التقليدية.
معدات تخزين المياه
عادة ما تحتاج مياه الصرف الصحي المعالجة إلى التخزين لإعادة استخدامها. وتشمل معدات تخزين المياه خزانات تخزين المياه وأنظمة توزيع المياه لضمان الإمداد المستقر والاستخدام المريح للمياه المعاد استخدامها.
● خزانات تخزين المياه: تستخدم لتخزين المياه المعالجة المعاد استخدامها، وعادة ما يتم اختيار خزانات تخزين المياه بسعات مختلفة وفقًا لطلب المياه المنزلي.
● نظام توزيع المياه: يشمل مضخات إمداد المياه وأنابيب توزيع المياه لنقل المياه المعالجة إلى نقاط الاستخدام المنزلية المختلفة.
