نظام صرف صحي لا مركزي

تُعدّ أنظمة الصرف الصحي المركزية الأكثر شيوعًا في البيئات الحضرية المتطورة، وهي أقدم الحلول لمشاكل الصرف الصحي. ^{[ 4 ]} تقوم هذه الأنظمة بتجميع مياه الصرف الصحي في شبكات أنابيب كبيرة، تُعرف أيضًا باسم شبكات الصرف الصحي ، والتي تنقلها لمسافات طويلة إلى محطة معالجة واحدة أو أكثر. أما مياه الأمطار، فيمكن تجميعها إما في شبكات صرف صحي مشتركة أو في مصارف منفصلة. تتكون المصارف المنفصلة من نظامي أنابيب، أحدهما لمياه الصرف الصحي والآخر لمياه الأمطار. يتم التخلص من المياه المعالجة بطرق مختلفة، وغالبًا ما تُصرف في المسطحات المائية الطبيعية. كما يمكن استخدام المياه المعالجة لأغراض مفيدة، وفي هذه الحالة تُسمى المياه المُستصلحة .

يكمن الاختلاف الرئيسي بين الأنظمة اللامركزية والمركزية في بنية النقل. ففي الأنظمة اللامركزية، تتم معالجة مياه الصرف الصحي والتخلص منها أو إعادة استخدامها بالقرب من مصدر توليدها. وينتج عن ذلك شبكة نقل صغيرة، قد تقتصر في بعض الحالات على خط أنابيب واحد فقط. يسمح حجم الشبكة بتطبيق طرق نقل مختلفة، بالإضافة إلى شبكات الصرف الصحي التقليدية التي تعمل بالجاذبية، مثل شبكات الصرف الصحي المضغوطة وشبكات الصرف الصحي المفرغة من الهواء . وتكون كمية مياه الصرف الصحي منخفضة وتتسم بتقلبات كبيرة.

في المناطق ذات البنية التحتية المتطورة، قد تُشكّل أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي اللامركزية بديلاً عملياً للنظام المركزي التقليدي، لا سيما في حالات تحديث أو تطوير الأنظمة القائمة. ^{[ 5 ]} ويُمكن تحقيق ذلك بسهولة أكبر مع الأنظمة اللامركزية، نظراً لأن البنية التحتية المركزية تتميز بعمرها الطويل وارتباطها بموقعها وحالتها. ^{[ 6 ]} وتتوفر العديد من التركيبات والأنواع المختلفة للأنظمة الهجينة.

تُعدّ التطبيقات اللامركزية ضرورةً في مشاريع التنمية الحضرية الجديدة، حيث لا تكون البنية التحتية جاهزةً بعد أو سيتم تنفيذها في المستقبل. في العديد من المناطق، يتم تنفيذ تطوير البنية التحتية (الطرق، وإمدادات المياه، وخاصةً أنظمة الصرف الصحي) بعد سنوات من إنشاء المساكن. في مثل هذه الحالات، تُعتبر مرافق الصرف الصحي اللامركزية حلاً مؤقتاً، ولكنها ضرورية لتجنب المشاكل الصحية والبيئية. في هذا السياق، تُفضّل الحلول اللامركزية لقدرتها على التطبيق المحلي حسب الحاجة، مع إمكانية تغطية مساحات واسعة بتكاليف أقل. ^{[ 6 ]}

تتيح الأنظمة اللامركزية فصل التدفقات أو فصل المصادر، مما يفصل أنواعًا مختلفة من مياه الصرف الصحي بناءً على مصدرها، مثل: المياه السوداء ، والمياه الرمادية ، والبول . ^{[ 5 ]} يتطلب هذا النهج أنظمة أنابيب/سباكة متوازية منفصلة لنقل التدفقات المفصولة، والهدف منه هو تطبيق مستويات مختلفة من المعالجة والتعامل مع كل تدفق، وتعزيز إعادة الاستخدام الآمن والتخلص الآمن من المنتجات النهائية. ^{[ 7 ]}

في حالة الدول النامية تحديداً ، حيث تنتشر المناطق ذات البنية التحتية الضعيفة، تم الترويج على نطاق واسع لمعالجة مياه الصرف الصحي اللامركزية نظراً لإمكانية تطبيق تقنيات ذات متطلبات تشغيل وصيانة منخفضة. ^{[ 8 ]} إضافةً إلى ذلك، تتطلب الحلول اللامركزية استثمارات أصغر حجماً مقارنةً بالحلول المركزية. ^{[ 6 ]}

تُطبَّق هذه الطرق عادةً في الموقع، وهي كافية نظرًا لانخفاض كمية مياه الصرف الصحي الناتجة. مع ذلك، فهي تتطلب ظروف تربة مناسبة تسمح بتسرب المياه الزائدة، وانخفاض منسوب المياه الجوفية . وإذا لم تُطبَّق بشكل صحيح، فقد تُشكِّل مصدرًا خطيرًا لتلوث المياه الجوفية. ^{[ 9 ]}

• تُستخدم المراحيض الحفرية عندما يكون إمداد المياه شحيحًا للغاية ويصعب توليد تدفق مياه الصرف الصحي. وهي أكثر تقنيات الصرف الصحي شيوعًا في المناطق النامية.
• تُعدّ خزانات الصرف الصحي أكثر تقنيات المعالجة الموضعية شيوعاً، ويمكن تطبيقها بنجاح حيثما يتوفر إمداد كافٍ من المياه وتكون ظروف التربة/المياه الجوفية مقبولة. ^{[ 2 ] [ 5 ]}

يتطلب تطبيق هذه التقنيات مساحة سطحية كبيرة نظرًا لبطء العمليات البيولوجية المستخدمة. وللسبب نفسه، تُعدّ هذه التقنيات أكثر ملاءمة للمناخات الدافئة، لأن معدل عملية التنقية يعتمد على درجة الحرارة. وتتميز هذه التقنيات بمقاومتها العالية للأحمال المتقلبة، كما أنها لا تتطلب صيانة أو تشغيلًا معقدًا. ^{[ 10 ]} تُعدّ الأراضي الرطبة المُصممة أكثر ملاءمة للتطبيقات على مستوى الموقع أو على مستوى الأحياء السكنية، بينما يمكن أن تكون برك التثبيت بديلاً عمليًا للأنظمة اللامركزية على مستوى المدن الصغيرة أو المجتمعات الريفية.

تتنوع محطات معالجة مياه الصرف الصحي بشكل كبير ، حيث تُطبق فيها عمليات وتقنيات معالجة مختلفة. ^{[ 11 ]} وتستخدم محطات المعالجة الصغيرة في الأنظمة اللامركزية تقنيات مشابهة لتلك المستخدمة في المحطات المتوسطة أو الكبيرة. ^{[ 12 ]} أما بالنسبة للتطبيقات في الموقع، فقد طُوّرت محطات معالجة مُدمجة، تتميز بصغر حجمها واحتواءها على أقسام مختلفة للعمليات المتنوعة. ومع ذلك، يُمثل تصميم وتشغيل محطات المعالجة الصغيرة، لا سيما على مستوى الأحياء أو المواقع، تحديات كبيرة لمهندسي الصرف الصحي، تتعلق بتقلبات التدفق، وضرورة وجود كوادر كفؤة ومتخصصة في التشغيل والصيانة، والحاجة إلى التعامل مع عدد كبير من المحطات الصغيرة، بالإضافة إلى التكلفة العالية نسبيًا للفرد. ^{[ 13 ]}

من الأمثلة على المعالجة اللامركزية تقنية "DEWATS" التي روجت لها المنظمة غير الحكومية الألمانية BORDA . ^{[ 3 ] [ 8 ]} وقد طُبقت هذه التقنية في العديد من دول جنوب شرق آسيا وجنوب أفريقيا. ^{[ 19 ] [ 20 ]} وتعتمد على عمليات معالجة لاهوائية ، تشمل مفاعلات لاهوائية ذات حواجز (ABRs) ومرشحات لاهوائية ، تليها معالجة هوائية في برك أو في أراضٍ رطبة مُصممة. وقد خضعت هذه التقنية للبحث والاختبار في جنوب أفريقيا، حيث تبين أن كفاءة المعالجة كانت أقل من المتوقع. ^{[ 21 ]}

أُجريت دراسة حالة لنظام صرف صحي لامركزي على مستوى الموقع مع إعادة استخدام المياه المعالجة في مركز بوتسوانا للتكنولوجيا في غابورون، بوتسوانا. ^{[ 22 ]} يُعد هذا النظام مثالًا على نظام صرف صحي لامركزي يخدم مبنى مؤسسيًا واحدًا، يقع في منطقة تخدمها شبكة الصرف الصحي البلدية. تُعالج مياه الصرف الصحي من المبنى في محطة تتكون من: خزان تجميع، يليه مرشح صخري مزروع، ومرشح حيوي، وأراضٍ رطبة ذات تدفق سطحي. تُعاد استخدام المياه المعالجة لريّ المساحات الخضراء المحيطة، ولكن الدراسة سجلت تدفقًا من الأراضي الرطبة فقط خلال فترات الأمطار الغزيرة. يُظهر هذا المثال ضرورة التقدير الدقيق للكمية والجودة المتوقعة، بالإضافة إلى تقلبات مياه الصرف الصحي المتولدة، عند تصميم أنظمة الصرف الصحي اللامركزية.

تأسست منظمة EcoSwell غير الحكومية في بيرو عام 2013، وتعمل على مشاريع التنمية الريفية، بما في ذلك مشاريع إمدادات المياه والصرف الصحي في بيرو . يقع مقرها في مقاطعة لوبيتوس شمال غرب منطقة تالارا، وهي منطقة ساحلية قاحلة تعاني من شح المياه. ^{[ 23 ]} تُنشئ EcoSwell أنظمة لامركزية لمعالجة مياه الصرف الصحي بمساعدة السكان المحليين والمتدربين، بما في ذلك المفاعلات الحيوية الجماعية، والمراحيض الجافة، ومشاريع إعادة استخدام المياه الرمادية. ^{[ 24 ]} كما تعمل المنظمة على إعادة التشجير وإنشاء الأراضي الرطبة كوسائل لمعالجة مياه الصرف الصحي بشكل طبيعي والقضاء على مسببات الأمراض. ^{[ 24 ]}