غل المياه حوالي ثلاثة أرباع سطح الكرة الأرضية ، فيما تعتبر اقل من 1% فقط من هذه الكمية صالحة للشرب , وتحتاج إلى معالجة دقيقة قبل استخدامها بشكل آمن .

وبسبب احتواء المياه على أنواع متعددة من الجراثيم و الكائنات الدقيقة , يعتقد العلماء أن 80 % من الأمراض في البلدان النامية بعود سببها إلى المياه الملوثة و انعدام الإجراءات التي تساهم في تطهير المياه و تعقيمها. وتقدر منظمة الصحة العالمية WHO أن ملوثات المياه تتسبب بوفاة أكثر من 25000 شخص في العالم.

المعالجة بالكلور

يعتبر الكلور و مشتقاته مثل Sodium Hypochlorite و Chlorine Dioxide من أكثر مواد التطهير فعالية و عند إضافته إلى المياه بكميات مدروسة يقضي على الجراثيم والكائنات الدقيقة المختلفة, و يتوفر بعدة أشكال كالبودرة , السائل و الغاز.
لقد استعملت مركبات الكلور و لأكثر من 100 عام في بلاد كثيرة لمعالجة مياه الشرب و تمكنت من القضاء على الأمراض الناتجة من المياه الملوثة إضافة إلى وسائل مثل الأوزون وأشعة فوق البنفسجية و التصفية الدقيقة Ultra-filtration .

الامتياز الأساسي الذي يتمتع به الكلور هو خاصية البقاء في المياه مما يضمن مياه آمنة إثناء عبورها شبكات التوزيع و حتى وصولها إلى المستهلك.كما يعمل الكلور على منع اللزوجة و نمو الطحالب في المواسير و الخزانات.
وتتضمن أنظمة الكلور أجهزة غير معقدة و أسعارها بسيطة مقارنة بالحماية التي تؤمنها كما أنها لا تحتاج إلى صيانة مكلفة. وبالتالي يمكن القول أن كمية قليلة من الكلور تكفي لحماية مستدامة و فعالة. ويقوم الكلور عمليا بأربعة ادوار رئيسية في حال استعماله لمعالجة مياه الشرب وهي :

-إزالة المواد الغير مرغوبة في المياه بواسطة الأكسدة.
-حماية متواصلة للمياه في شبكات التوزيع .
-تعقيم فعال و عاجل في خال حصول تلوث طارئ.
-مراقبة مستمر لتلوث المياه من خلال مراقبة مدى استهلاك الكلور Chlorine Demand.

فيما يتخوف البعض من آثار جانبية للكلور و انه احد مسببات أمراض معينة ، جاءت النتائج التي أوردتها منظمة الصحة العالمية WHO في آخر دراساتها على استخدام هذه المادة في تطهير المياه الصالحة للشرب مطمئنة الى درجة كبيرة ،فقد فشلت كل الدراسات التي تحاول الربط بين الكلور و بعض الأمراض و منها السرطان. وعملياً يبقى الكلور أكثر مواد التعقيم فعالية و قبولا في الأوساط التي تتعامل مع الصحة العامة .


معالجة المياه السطحية :

تحتوي المياه السطحية ( المياه الجارية على السطح ) على نسبة قليلة من الأملاح مقارنة بالمياه الجوفية التي تحتوي على نسب عالية منها ، وهي بذلك بعد مياه يسرة ( غير عسرة ) حيث تهدف عمليات معالجتها بصورة عامة إلى إزالة المواد العالقة التي تسبب ارتفاعا في العكر وتغيرا في اللون والرائحة ، وعليه يمكن القول أن معظم طرق معالجة هذا النوع من المياه اقتصر على عمليات الترسيب والترشيح والتطهير .

وتتكون المواد العالقة من مواد عضوية وطينية ، كما يحتوي على بعض الكائنات الدقيقة مثل الطحالب والبكتيريا . ونظرا لصغر حجم هذه المكونات وكبر مساحتها السطحية مقارنة بوزنها فإنها تبقي معلقة في الماء ولا تترسب .

إضافة إلى ذلك فإن خوصها السطحية والكيميائية باستخدام عمليات الترويب الطريقة الرئيسية لمعالجة المياه السطحية ، حيث تستخدم بعض المواد الكيمائية لتقوم بإخلال اتزان المواد العالقة وتهيئة الظروف الملائمة لترسيبها وإزالتها من أحواض الترسيب .ويتبع عملية الترسيب عملية ترشيح باستخدام مرشحات رملية لإزالة ما تبقى من الرواسب ، ومن المكروبات المشهورة كبريتات الألمنيوم وكلوريد الحد يديك ، وهناك بعض المكروبات المساعدة مثل بعض البوليمرات العضوية والبنتونايت والسليكا المنشطة.

ويمكن أيضا استخدام الكربون المنشط لإزالة العديد من المركبات العضوية التي تسبب تغيرا في طعم ورائحة المياه . تتبع عمليتي الترسيب والترشيح عملية التطهير التي تسبق إرسال تلك المياه إلى المستهلك .




معالجة المياه الجوفية:

تعد مياه الآبار من أنقى مصادر المياه الطبيعية التي يعتمد عليها الكثير من سكان العالم . إلا أن بعض مياه الآبار وخصوصا العميقة منها قد تحتاج ألى عمليات معالجة متقدمة وباهظة التكاليف قد تخرج عن نطاق المعالجة وهي كالتالي :
أ ـ التيسير ( إزالة العسر ) بالترسيب
تعني عملية التيسير أو إزالة العسر للمياه ( water softening) إزالة مركبات عنصري الكالسيوم والماغنسيوم المسببة للعسر عن طريق الترسيب الكيمائي . وتتم هذه العملية في محطات المياه بإضافة الجير المطفأ ( هيدروكسيد الكالسيوم ) إلى الماء بكميات محدودة حيث تحدث تفاعلات كيمائية معينة تتشكل عنها رواسب من كربونات الكالسيوم و هيدروكسيد الماغنسيوم . وقد يتم اللجوء في كثير من الأحيان الى إضافة رماد الصودا (كربونات الصوديوم ) مع الجير للتعامل مع بعض صور العسر .
وتشمل عملية التيسير على حوض صغير الحجم نسبيا تتم فيه إضافة المواد الكيمائية حيث تخلط مع الماء الداخل خلطا سريعا لتوزيعها في الماء بانتظام ، ثم ينقل الماء الى حوض كبير الحجم ليبقي فيه زمنا كافيا لإكمال التفاعلات الكيمائية وتكوين الرواسب حيث يخلط الماء في هذه الحالة خلطا بطيا يكفي فقط لتجميع والتصادق حبيبات الرواسب وتهيئتها للترسيب في المرحلة التالية .




ب ـ الترسيب
تعد عملية الترسيب من أوائل العمليات التي استخدامها الإنسان في معالجة المياه ، وتستخدم هذه العملية لإزالة المواد العالقة والقابلة للترسيب أو لإزالة الرواسب الناتجة عن عمليات المعالجة الكيمائية مثل التيسير والترويب . وتعتمد المرسبات في أبسط صورها على فعل الجاذبية حيث تزال الرواسب تحت تأثير وزنها .

تتكون المرسبات غالبا من أحواض خرسانية دائرية أو مستطيلة الشكل تحتوي على مدخل ومخرج للماه يتم تصميميها بطريقة ملائمة لإزالة أكبر كمية ممكنة من الرواسب ، حيث تؤخذ في الاعتبار الخواص الهيدروليكية لحركة الماء داخل الخوض .
ومن الملامح الرئيسة لحوض الترسيب احتوائه على نظام لجمع الرواسب ( الحمأة ) وجرفها إلى بيارة في قاع الحوض حيث يتم سحبها والتخلص منها بواسطة مضخات خاصة . ويمكن دمج عمليات إضافة المواد الكيمائية والخلط البطيء والترسيب في حوض واحد يسمى مرسب الدفق العلوي .

وتوجد بعض التصميمات الجديدة بالنسبة لشبكات معالجة المياه من ناحية التطبيق والتكنولوجيا، وذلك فى التصميم الهندسي لأحواض الترويب والترسيب، فقد تكون أحواضهما متصلة فى بعض التصميمات ومنفصلة فى تصميمات أخرى. ولا يمثل انفصالهما عن بعض أو اتصالهما تأثيرا على كفاءة أو وظيفة كل منهما، ولكن يسهم القيام بعمليتي الترويب والترسيب داخل حوض مشترك فى خفض التكلفة الإنشائية.

وهناك طريقتان للتخلص من المواد العالقة فى أحواض الترسيب :

الأولى: هى أن تتحرك المواد العالقة فى اتجاه من أعلى لأسفل بحيث تتجمع فى أسفل حوض الترسيب، ويتم التخلص من هذه المواد المعروفة بالروبة من فتحات خاصة أسفل حوض الترسيب .

والطريقة الثانية: يتم فيها تعويم المواد العالقة المعروفة وذلك عن طريق تيار مستمر من فقاقيع الهواء التى تدفع المواد العالقة إلى السطح، ويتم تجميعها والتخلص منها وسحب المياه الرائقة المعالجة من منتصف حوض الترسيب تقريبا.

وهذه الأنواع من أحواض الترسيب لها بعض المميزات فى التخلص من الطحالب والملوثات المتطايرة التى تدفع بفعل بعض الفقاعات الهوائية،وهذه الأنواع من أحواض التعويم لم تستخدم فى مصر لأنها بحاجة إلى خبرات أكثر وتقنيات أعلى من تلك المستخدمة فى أحواض الترسيب التقليدية .

هناك اتجاها حديثا نحو استخدام بعض بذور النباتات فى ترسيب العوالق الموجودة بالمياه عند معالجتها مثل بذور نبات المشمش، كما توجد أيضا بذور نبات المورينجا التى ثبتت كفاءتها فى التخلص بصورة كبيرة من هذه الشوائب العالقة، وتعتمد فكرة عمل هذه البذور على أنها تحتوى على بعض المركبات الكيميائية التى تتحد مع الملوثات ليتم ترسيبها.