معالجة مياه الصرف الصحي

صورة جوية لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي بالحمأة المنشطة في كوريانوفو، موسكو، روسيا.
الأراضي الرطبة المُصممة لمعالجة مياه الصرف الصحي بالقرب من غدانسك، بولندا
أحواض تثبيت النفايات في محطة معالجة مياه الصرف الصحي في جنوب فرنسا.
مفاعل UASB لمعالجة مياه الصرف الصحي المنزلية في بوكارامانغا، كولومبيا
تتنوع محطات معالجة مياه الصرف الصحي في أحجامها وتكويناتها. بدءًا من أعلى اليسار باتجاه عقارب الساعة: صورة جوية لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي "كوريانوفو" ذات الحمأة المنشطة في موسكو ، روسيا؛ محطة معالجة مياه الصرف الصحي ذات الأراضي الرطبة المُصممة بالقرب من غدانسك ، بولندا؛ محطة معالجة مياه الصرف الصحي ذات طبقة الحمأة اللاهوائية الصاعدة في بوكارامانغا ، كولومبيا؛ محطة معالجة مياه الصرف الصحي ذات أحواض تثبيت النفايات في جنوب فرنسا.

معالجة مياه الصرف الصحي هي نوع من معالجة مياه الصرف الصحي تهدف إلى إزالة الملوثات منها لإنتاج مياه معالجة صالحة للتصريف في البيئة المحيطة أو لإعادة استخدامها، وبالتالي منع تلوث المياه الناتج عن تصريف مياه الصرف الصحي الخام. [ 2 ] تحتوي مياه الصرف الصحي على مياه الصرف من المنازل والشركات، وربما مياه الصرف الصناعية المعالجة مسبقًا . تتوفر العديد من عمليات معالجة مياه الصرف الصحي، بدءًا من الأنظمة اللامركزية (بما في ذلك أنظمة المعالجة في الموقع) وصولًا إلى الأنظمة المركزية الكبيرة التي تتضمن شبكة من الأنابيب ومحطات الضخ (تُسمى شبكة الصرف الصحي ) التي تنقل مياه الصرف الصحي إلى محطة المعالجة. في المدن التي لديها شبكة صرف صحي مشتركة ، تنقل هذه الشبكة أيضًا مياه الأمطار إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي. غالبًا ما تتضمن معالجة مياه الصرف الصحي مرحلتين رئيسيتين، هما المعالجة الأولية والمعالجة الثانوية ، بينما تتضمن المعالجة المتقدمة أيضًا مرحلة معالجة ثلاثية مع عمليات تنقية وإزالة المغذيات. يمكن للمعالجة الثانوية تقليل المواد العضوية (المقاسة بالطلب البيولوجي على الأكسجين ) من مياه الصرف الصحي، باستخدام عمليات بيولوجية هوائية أو لاهوائية. يمكن أيضاً إضافة خطوة معالجة رباعية (يشار إليها أحياناً بالمعالجة المتقدمة) لإزالة الملوثات العضوية الدقيقة ، مثل المستحضرات الصيدلانية. وقد تم تطبيق ذلك على نطاق واسع في السويد. [ 3 ]

طُوِّرت العديد من تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي، والتي تعتمد في معظمها على عمليات المعالجة البيولوجية. ويتعين على مهندسي التصميم وصناع القرار مراعاة المعايير الفنية والاقتصادية لكل بديل عند اختيار التقنية المناسبة. [ 4 ] : ​​215. غالبًا ما تكون المعايير الرئيسية للاختيار هي جودة المياه المعالجة المطلوبة، وتكاليف الإنشاء والتشغيل المتوقعة، وتوافر الأراضي، ومتطلبات الطاقة، وجوانب الاستدامة . في البلدان النامية والمناطق الريفية ذات الكثافة السكانية المنخفضة، تُعالج مياه الصرف الصحي عادةً بواسطة أنظمة صرف صحي محلية متنوعة ، ولا تُنقل عبر شبكات الصرف الصحي. تشمل هذه الأنظمة خزانات التجميع المتصلة بحقول التصريف ، وأنظمة الصرف الصحي المحلية ، وأنظمة الترشيح الدودي . من ناحية أخرى، قد تتضمن محطات معالجة مياه الصرف الصحي المتقدمة والمكلفة نسبيًا معالجة ثلاثية مع التطهير، وربما مرحلة معالجة رابعة لإزالة الملوثات الدقيقة. [ 3 ]

على الصعيد العالمي، تُعالج نسبة تُقدّر بنحو 52% من مياه الصرف الصحي. [ 5 ] ومع ذلك، تتفاوت معدلات معالجة مياه الصرف الصحي بشكل كبير بين دول العالم. فعلى سبيل المثال، بينما تعالج الدول ذات الدخل المرتفع حوالي 74% من مياه الصرف الصحي، لا تتجاوز نسبة المعالجة في الدول النامية 4.2% في المتوسط. [ 5 ]

تُعدّ معالجة مياه الصرف الصحي جزءًا من مجال الصرف الصحي . ويشمل الصرف الصحي أيضًا إدارة النفايات البشرية والنفايات الصلبة ، بالإضافة إلى إدارة مياه الأمطار (الصرف). [ 6 ] غالبًا ما يُستخدم مصطلح محطة معالجة مياه الصرف الصحي كمرادف لمصطلح محطة معالجة مياه الصرف الصحي . [ 4 ] [ 7 ]

مصطلحات

محطة معالجة مياه الصرف الصحي بتقنية الحمأة المنشطة في ولاية ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية

يُستبدل مصطلح محطة معالجة مياه الصرف الصحي (STP) (أو أعمال معالجة مياه الصرف الصحي ) في الوقت الحاضر غالبًا بمصطلح محطة معالجة مياه الصرف الصحي (WWTP). [ 7 ] [ 8 ] وبالمعنى الدقيق، يُعد المصطلح الأخير أوسع نطاقًا، إذ يُمكن أن يُشير أيضًا إلى معالجة مياه الصرف الصناعي.

تُستخدم مصطلحات مركز إعادة تدوير المياه أو محطات استصلاح المياه أيضاً كمرادفات.

الأهداف ونظرة عامة

الهدف العام من معالجة مياه الصرف الصحي هو إنتاج مياه معالجة يمكن تصريفها في البيئة مع تقليل تلوث المياه إلى أدنى حد ممكن، أو إنتاج مياه معالجة يمكن إعادة استخدامها بطريقة مفيدة. [ 9 ] ويتحقق ذلك بإزالة الملوثات من مياه الصرف الصحي. وهي شكل من أشكال إدارة النفايات .

فيما يتعلق بالمعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي، يمكن أن تشمل أهداف المعالجة درجات متفاوتة مما يلي: تحويل أو إزالة المواد العضوية، والمغذيات (النيتروجين والفوسفور)، والكائنات الممرضة، ومكونات عضوية ضئيلة محددة (الملوثات الدقيقة). [ 7 ] : 548

تُنتج بعض أنواع معالجة مياه الصرف الصحي حمأة يمكن معالجتها قبل التخلص الآمن منها أو إعادة استخدامها. وفي بعض الحالات، قد تُسمى الحمأة المعالجة بالمواد الصلبة الحيوية ، ويمكن استخدامها كسماد .

العملية التي تمر بها مياه الصرف الصحي الخام قبل إطلاقها مرة أخرى في المياه السطحية

خصائص مياه الصرف الصحي

تم نشر القيم النموذجية للخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه الصرف الصحي الخام في البلدان النامية  على النحو التالي: 180 جم/شخص/يوم للمواد الصلبة الكلية (أو 1100 ملجم/لتر عند التعبير عنها كتركيز)، 50 جم/شخص/يوم لـ BOD (300  ملجم/لتر)، 100 جم/شخص/يوم لـ COD (600  ملجم/لتر)، 8 جم/شخص/يوم للنيتروجين الكلي (45  ملجم/لتر)، 4.5 جم/شخص/يوم للأمونيا-N (25  ملجم/لتر) و1.0 جم/شخص/يوم للفوسفور الكلي (7  ملجم/لتر). [ 10 ] : 57 تتراوح القيم النموذجية لهذه القيم كما يلي: 120-220 غ/شخص/يوم للمواد الصلبة الكلية (أو 700-1350  ملغم/لتر عند التعبير عنها كتركيز)، 40-60 غ/شخص/يوم لـ BOD (250-400  ملغم/لتر)، 80-120 غ/شخص/يوم لـ COD (450-800  ملغم/لتر)، 6-10 غ/شخص/يوم للنيتروجين الكلي (35-60  ملغم/لتر)، 3.5-6 غ/شخص/يوم للأمونيا-ن (20-35  ملغم/لتر)، و0.7-2.5 غ/شخص/يوم للفوسفور الكلي (4-15  ملغم/لتر). [ 10 ] : 57

بالنسبة للدول ذات الدخل المرتفع، وُجد أن "حمل المواد العضوية للفرد الواحد" يبلغ حوالي 60 غرامًا من الأكسجين الحيوي المستهلك (BOD) للفرد يوميًا. [ 11 ] يُطلق على هذا المقياس اسم المكافئ السكاني (PE)، ويُستخدم أيضًا كمعيار للمقارنة للتعبير عن قوة مياه الصرف الصناعي مقارنةً بمياه الصرف الصحي.

مجموعة

نظام الصرف الصحي هو البنية التحتية التي تنقل مياه الصرف الصحي أو مياه الأمطار السطحية ( مياه الأمطار ، ومياه ذوبان الثلوج ، ومياه الأمطار ) عبر المجاري. ويشمل مكونات مثل مصارف الاستقبال ، وغرف التفتيش ، ومحطات الضخ ، ومصارف مياه الأمطار الزائدة، وغرف الفرز في نظام الصرف الصحي المختلط أو نظام الصرف الصحي المنزلي . وينتهي نظام الصرف الصحي عند مدخل محطة معالجة مياه الصرف الصحي أو عند نقطة التصريف في البيئة . وهو عبارة عن نظام من الأنابيب والغرف وغرف التفتيش، وما إلى ذلك، التي تنقل مياه الصرف الصحي أو مياه الأمطار.

في العديد من المدن، تُنقل مياه الصرف الصحي (مياه الصرف الصحي البلدية) مع مياه الأمطار، ضمن نظام صرف صحي مشترك ، إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي. وفي بعض المناطق الحضرية، تُنقل مياه الصرف الصحي بشكل منفصل في شبكات الصرف الصحي العامة ، بينما تُنقل مياه الأمطار المتدفقة من الشوارع في مصارف مياه الأمطار . ويتم الوصول إلى هذه الأنظمة، لأغراض الصيانة، عادةً عبر فتحة تفتيش . خلال فترات هطول الأمطار الغزيرة، قد يتعرض نظام الصرف الصحي لفيضان في شبكة الصرف الصحي المشتركة أو فيضان في شبكة الصرف الصحي العامة ، مما يُجبر مياه الصرف الصحي غير المعالجة على التدفق مباشرةً إلى المسطحات المائية. وهذا يُشكل خطرًا جسيمًا على الصحة العامة والبيئة المحيطة.

يُطلق على نظام الصرف الصحي اسم " نظام الصرف الصحي" أو "نظام الصرف الصحي " في اللغة الإنجليزية البريطانية، و" نظام الصرف الصحي" أو "نظام الصرف الصحي" في اللغة الإنجليزية الأمريكية. [ 12 ]

أنواع عمليات العلاج

يمكن معالجة مياه الصرف الصحي بالقرب من مصدرها، وهو ما يُعرف بالنظام اللامركزي أو حتى النظام الموضعي ( محطة معالجة مياه الصرف الصحي الموضعية ، خزانات الصرف الصحي ، إلخ). وبدلاً من ذلك، يمكن جمع مياه الصرف الصحي ونقلها عبر شبكة من الأنابيب ومحطات الضخ إلى محطة معالجة بلدية. يُسمى هذا النظام بالنظام المركزي (انظر أيضًا: الصرف الصحي والأنابيب والبنية التحتية ).

طُوِّرت العديد من تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي، والتي تعتمد في معظمها على عمليات المعالجة البيولوجية (انظر قائمة تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي ). وبشكل عام، يمكن تصنيفها إلى خيارات عالية التقنية (عالية التكلفة) وخيارات منخفضة التقنية (منخفضة التكلفة)، مع العلم أن بعض التقنيات قد تندرج تحت أيٍّ من الفئتين. وتشمل التصنيفات الأخرى أنظمة المعالجة المكثفة أو الآلية (الأكثر كثافة، والتي غالبًا ما تستخدم خيارات عالية التقنية) مقابل أنظمة المعالجة الواسعة أو الطبيعية أو القائمة على الطبيعة (والتي عادةً ما تستخدم عمليات معالجة طبيعية وتشغل مساحات أكبر). [ 13 ] قد يكون هذا التصنيف مُبسطًا للغاية في بعض الأحيان، لأن محطة المعالجة قد تتضمن مزيجًا من العمليات، وقد يختلف تفسير مفاهيم التقنية العالية والمنخفضة، والمعالجة المكثفة والواسعة، والعمليات الآلية والطبيعية من مكان لآخر.

عمليات منخفضة التقنية، أو واسعة النطاق، أو قائمة على الطبيعة

أرض رطبة مُصممة (تدفق رأسي) في مركز البحوث والتدريب في مجال الصرف الصحي، بيلو هوريزونتي ، البرازيل
محطة معالجة مياه الصرف الصحي ذات المرشحات المتقطرة في محطة معالجة أونسا، بيلو هوريزونتي ، البرازيل

فيما يلي أمثلة لأنظمة معالجة مياه الصرف الصحي الأقل تكلفة والأقل تطوراً. تستهلك هذه الأنظمة طاقة قليلة أو معدومة. بعض هذه الأنظمة لا يوفر مستوى عالياً من المعالجة، أو يعالج جزءاً فقط من مياه الصرف الصحي (مثل مياه الصرف الصحي من المراحيض )، أو يوفر معالجة أولية فقط، كما هو الحال في خزانات الصرف الصحي. في المقابل، تتميز بعض الأنظمة الأخرى بأداء جيد، يلبي احتياجات العديد من التطبيقات. يعتمد الكثير من هذه الأنظمة على عمليات المعالجة الطبيعية، مما يتطلب مساحات واسعة، بينما تتميز أنظمة أخرى بصغر حجمها. في معظم الحالات، تُستخدم هذه الأنظمة في المناطق الريفية أو في المجتمعات الصغيرة والمتوسطة الحجم.

بحيرة ريفية في كانساس تقع على ملكية خاصة

على سبيل المثال، تُعدّ أحواض تثبيت النفايات خيارًا منخفض التكلفة لمعالجة النفايات، إذ لا تتطلب طاقة تُذكر، ولكنها تحتاج إلى مساحة واسعة من الأرض. [ 4 ] : ​​236 ونظرًا لبساطتها التقنية، فإن معظم الوفورات (مقارنةً بالأنظمة عالية التقنية) تكمن في تكاليف التشغيل والصيانة. [ 4 ] : ​​220-243

أمثلة على الأنظمة التي يمكنها توفير معالجة كاملة أو جزئية لمياه الصرف الصحي للمراحيض فقط:

العمليات عالية التقنية أو المكثفة أو الآلية

خزان تهوية لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي بالحمأة المنشطة (موزعات الفقاعات الدقيقة) بالقرب من أديلايد ، أستراليا

فيما يلي أمثلة لأنظمة معالجة مياه الصرف الصحي الأكثر تطوراً من الناحية التقنية، أو كثافةً، أو ميكنةً، والتي غالباً ما تكون باهظة الثمن نسبياً. بعض هذه الأنظمة يستهلك كميات كبيرة من الطاقة أيضاً. يوفر العديد منها مستوى عالياً جداً من المعالجة. على سبيل المثال، وبشكل عام، تحقق عملية الحمأة المنشطة جودة عالية للمياه المعالجة، ولكنها مكلفة نسبياً وتستهلك كميات كبيرة من الطاقة. [ 4 ] : ​​239

خيارات التخلص أو المعالجة

توجد خيارات معالجة أخرى يمكن تصنيفها ضمن خيارات التخلص من النفايات، مع أنها تُعتبر أيضاً خيارات معالجة أساسية. وتشمل هذه الخيارات: استخدام الحمأة ، والري ، وحفر الامتصاص ، وحقول الترشيح ، وأحواض الأسماك ، وأحواض النباتات العائمة، والتخلص من المياه/ إعادة تغذية المياه الجوفية ، والتخلص السطحي، والتخزين. [ 14 ] : 138

يُعدّ استخدام مياه الصرف الصحي في الأراضي الزراعية نوعًا من المعالجة ونوعًا من التخلص النهائي منها. [ 4 ] : ​​189 ويؤدي ذلك إلى تغذية المياه الجوفية و/أو إلى النتح. تشمل طرق استخدام مياه الصرف الصحي في الأراضي الزراعية أنظمة التسريب البطيء، والتسريب السريع، والتسريب تحت السطحي، والجريان السطحي. ويتم ذلك عن طريق الغمر، والحفر، والرش، والتنقيط. وهو نظام معالجة/تخلص يتطلب مساحة كبيرة من الأرض لكل شخص.

جوانب التصميم

مفاعل ذو طبقة حمأة لاهوائية متدفقة لأعلى (UASB) في البرازيل (صورة من محطة معالجة صغيرة الحجم)، مركز البحوث والتدريب في مجال الصرف الصحي، بيلو هوريزونتي ، البرازيل

مكافئ السكان

يُعدّ الحمل العضوي للفرد الواحد أحد المعايير المستخدمة في تصميم محطات معالجة مياه الصرف الصحي. يُعرف هذا المفهوم باسم المكافئ السكاني (PE). وتختلف القيمة الأساسية المستخدمة للمكافئ السكاني من بلد لآخر. ومن التعريفات الشائعة عالميًا: يُعادل المكافئ السكاني الواحد 60 غرامًا من الطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD) للفرد الواحد يوميًا، كما يُعادل 200 لتر من مياه الصرف الصحي يوميًا. [ 15 ] يُستخدم هذا المفهوم أيضًا كمعيار للمقارنة بين قوة مياه الصرف الصناعي ومياه الصرف الصحي.

عملية اختيار العملية

عند اختيار عملية معالجة مياه الصرف الصحي المناسبة، يتعين على متخذي القرار مراعاة المعايير الفنية والاقتصادية. [ 4 ] : ​​215 ولذلك، فإن كل تحليل يُجرى وفقًا لخصوصية الموقع. ويمكن استخدام تقييم دورة الحياة (LCA)، وتُخصص معايير أو أوزان للجوانب المختلفة. وهذا ما يجعل القرار النهائي خاضعًا للتقدير الشخصي إلى حد ما. [ 4 ] : ​​216 وتتوفر مجموعة من المنشورات للمساعدة في اختيار التكنولوجيا. [ 4 ] : ​​221 [ 14 ] [ 16 ] [ 17 ]

في الدول الصناعية ، تُعدّ الكفاءة والموثوقية ومتطلبات المساحة أهمّ المعايير في اختيار العمليات. أما في الدول النامية ، فقد تختلف هذه المعايير، وقد ينصبّ التركيز أكثر على تكاليف الإنشاء والتشغيل، بالإضافة إلى بساطة العملية. [ 4 ] : ​​218

يُعدّ اختيار عملية المعالجة الأنسب عملية معقدة تتطلب خبرة متخصصة، غالبًا من خلال دراسات الجدوى . ويعود ذلك إلى تعدد العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند تقييم واختيار عمليات معالجة مياه الصرف الصحي، ومنها: مدى ملاءمة العملية، ومعدل التدفق المناسب، والتغيرات المقبولة في معدل التدفق، وخصائص المياه الداخلة، والمركبات المثبطة أو المقاومة للمعالجة، والظروف المناخية، وحركية العملية وهيدروليكا المفاعل ، والأداء، ومخلفات المعالجة، ومعالجة الحمأة، والقيود البيئية، ومتطلبات المنتجات الكيميائية والطاقة والموارد الأخرى، ومتطلبات الموظفين والتشغيل والصيانة، والعمليات المساعدة، والموثوقية، والتعقيد، والتوافق، وتوافر المساحة. [ 4 ] : ​​219

فيما يتعلق بالآثار البيئية لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي، تشمل عملية الاختيار الجوانب التالية: الروائح، وجذب النواقل ، ونقل الحمأة، والمخاطر الصحية، وتلوث الهواء ، وتلوث التربة والتربة التحتية، وتلوث المياه السطحية أو الجوفية ، وانخفاض قيمة المناطق المجاورة، والإزعاج الذي يلحق بالسكان المجاورين. [ 4 ] : ​​220

التحكم في الروائح

تُعدّ الروائح المنبعثة من محطات معالجة مياه الصرف الصحي مؤشراً شائعاً على وجود ظروف لاهوائية أو تسمم . [ 18 ] تميل المراحل الأولى من المعالجة إلى إنتاج غازات كريهة الرائحة، ويُعدّ كبريتيد الهيدروجين أكثرها شيوعاً في إثارة الشكاوى. غالباً ما تعالج محطات المعالجة الكبيرة في المناطق الحضرية هذه الروائح باستخدام مفاعلات الكربون، أو وسط معالجة يحتوي على مواد حيوية، أو جرعات صغيرة من الكلور ، أو سوائل متداولة لالتقاط الغازات الضارة واستقلابها بيولوجياً. [ 19 ] توجد طرق أخرى للتحكم في الروائح، بما في ذلك إضافة أملاح الحديد، وبيروكسيد الهيدروجين ، ونترات الكالسيوم ، وغيرها، للتحكم في مستويات كبريتيد الهيدروجين . [ 20 ]

متطلبات الطاقة

تختلف متطلبات الطاقة باختلاف نوع عملية المعالجة وقوة مياه الصرف الصحي. فعلى سبيل المثال، تتطلب الأراضي الرطبة المُصممة وأحواض التثبيت طاقة منخفضة. [ 21 ] في المقابل، تستهلك عملية الحمأة المنشطة طاقة عالية لاحتوائها على خطوة تهوية. وتنتج بعض محطات معالجة مياه الصرف الصحي الغاز الحيوي من عملية معالجة الحمأة باستخدام عملية تُسمى الهضم اللاهوائي . ويمكن لهذه العملية أن تُنتج طاقة كافية لتلبية معظم احتياجات الطاقة لمحطة المعالجة نفسها. [ 7 ] : 1505

في محطات معالجة الحمأة المنشطة في الولايات المتحدة، تُخصص عادةً حوالي 30% من تكاليف التشغيل السنوية للطاقة. [ 7 ] : 1703 ويُستخدم معظم هذا الكهرباء في التهوية وأنظمة الضخ ومعدات نزح المياه وتجفيف الحمأة . وتتطلب محطات معالجة مياه الصرف الصحي المتقدمة، مثل تلك التي تُعنى بإزالة المغذيات، طاقةً أكبر من المحطات التي تقتصر على المعالجة الأولية أو الثانوية. [ 7 ] : 1704

قد تعمل محطات المعالجة الريفية الصغيرة التي تستخدم المرشحات المتقطرة دون الحاجة إلى طاقة صافية، حيث تعتمد العملية برمتها على التدفق بفعل الجاذبية، بما في ذلك توزيع التدفق بواسطة نظام الدلاء القلابة وتفريغ الحمأة من خزانات الترسيب إلى أحواض التجفيف. وعادةً ما يكون هذا عمليًا فقط في المناطق الجبلية والمناطق التي تكون فيها محطة المعالجة بعيدة نسبيًا عن المناطق السكنية نظرًا لصعوبة التحكم في الروائح. [ 22 ] [ 23 ]

المعالجة المشتركة للنفايات الصناعية السائلة

في الدول المتقدمة ذات الأنظمة الصارمة، تخضع مياه الصرف الصناعي عادةً لمعالجة أولية، إن لم تكن معالجة كاملة ، في المصانع نفسها لتقليل حمولة الملوثات قبل تصريفها إلى شبكة الصرف الصحي. تهدف المعالجة الأولية إلى تحقيق هدفين رئيسيين: أولهما، منع دخول المركبات السامة أو المثبطة إلى المرحلة البيولوجية لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي، مما يقلل من كفاءتها. وثانيهما، تجنب تراكم المركبات السامة في الحمأة الناتجة، مما يقلل من خيارات إعادة استخدامها المفيدة . قد تحتوي بعض مياه الصرف الصناعي على ملوثات لا يمكن إزالتها بواسطة محطات معالجة مياه الصرف الصحي. كما أن التدفق المتغير للنفايات الصناعية المرتبط بدورات الإنتاج قد يُخلّ بتوازن وحدات المعالجة البيولوجية. [ 24 ]

جوانب تصميم عمليات المعالجة الثانوية

بركة معالجة لاهوائية سيئة الصيانة في كاريبا ، زيمبابوي (تحتاج إلى إزالة الحمأة)

المناطق غير الموصولة بشبكة الصرف الصحي

يعتمد سكان المدن في أجزاء كثيرة من العالم على أنظمة الصرف الصحي في الموقع دون وجود شبكات صرف صحي، مثل خزانات الصرف الصحي والمراحيض الحفرية ، وتُعد إدارة الحمأة البرازية في هذه المدن تحديًا هائلاً. [ 25 ]

فيما يتعلق بمعالجة مياه الصرف الصحي، فإن استخدام خزانات الصرف الصحي وغيرها من مرافق الصرف الصحي في الموقع (OSSF) منتشر على نطاق واسع في بعض المناطق الريفية، على سبيل المثال يخدم ما يصل إلى 20 بالمائة من المنازل في الولايات المتحدة [ 26 ].

خطوات العملية المتاحة

تتضمن معالجة مياه الصرف الصحي عادةً مرحلتين رئيسيتين، تُسميان المعالجة الأولية والثانوية، بينما تشمل المعالجة المتقدمة أيضًا مرحلة معالجة ثالثية مع عمليات تنقية. [ 15 ] قد تستخدم أنواع مختلفة من معالجة مياه الصرف الصحي بعضًا من خطوات المعالجة المذكورة أدناه أو جميعها.

العلاج الأولي

تقوم المعالجة الأولية (التي تسمى أحيانًا المعالجة المسبقة) بإزالة المواد الخشنة التي يمكن جمعها بسهولة من مياه الصرف الصحي الخام قبل أن تتسبب في تلف أو انسداد المضخات وخطوط الصرف الصحي الخاصة بأجهزة الترسيب الأولية .

الفحص

ترتيب المعالجة الأولية في محطات معالجة مياه الصرف الصحي الصغيرة والمتوسطة الحجم: شاشات تنظيف يدوية وغرفة رمل (محطة معالجة مياه الصرف الصحي جاليس، ساو باولو ، البرازيل)

يمرّ الماء الداخل في مياه الصرف الصحي عبر مصفاة شبكية لإزالة جميع الأجسام الكبيرة مثل العلب المعدنية، والخرق، والعصي، والأكياس البلاستيكية، وغيرها من المواد التي تحملها مياه الصرف الصحي. [ 27 ] ويتم ذلك عادةً باستخدام مصفاة شبكية آلية تعمل بالمسح في المحطات الحديثة التي تخدم أعدادًا كبيرة من السكان، بينما في المحطات الأصغر أو الأقل حداثة، قد تُستخدم مصفاة يتم تنظيفها يدويًا. ويتم ضبط سرعة المسح في المصفاة الشبكية الآلية وفقًا لتراكم المواد عليها و/أو معدل التدفق. تُجمع المواد الصلبة وتُتخلص منها لاحقًا في مكب النفايات أو تُحرق. ويمكن استخدام مصافي شبكية بأحجام مختلفة لتحسين إزالة المواد الصلبة. وإذا لم تُزل المواد الصلبة الكبيرة، فإنها تعلق في الأنابيب والأجزاء المتحركة لمحطة المعالجة، مما قد يُسبب أضرارًا جسيمة وانخفاضًا في كفاءة العملية. [ 28 ] : 9

إزالة الحصى

المعالجة الأولية: غرف الترسيب الأفقية في محطة معالجة مياه الصرف الصحي في جويز دي فورا ، ميناس جيرايس، البرازيل

تتكون الحصى من الرمل والحصى والصخور وغيرها من المواد الثقيلة. قد تشمل المعالجة الأولية قناة أو حجرة لإزالة الرمل أو الحصى، حيث يتم تقليل سرعة مياه الصرف الصحي الواردة للسماح بترسيب الحصى. إزالة الحصى ضرورية لـ: (1) تقليل تكوّن الرواسب في خزانات الترسيب الأولية، وخزانات التهوية، والمفاعلات اللاهوائية، والأنابيب، والقنوات، وما إلى ذلك؛ (2) تقليل عدد مرات تنظيف الخزانات بسبب التراكم المفرط للحصى؛ و(3) حماية المعدات الميكانيكية المتحركة من التآكل وما يصاحبه من تلف غير طبيعي. إزالة الحصى ضرورية للمعدات ذات الأسطح المعدنية المصقولة بدقة، مثل المطاحن، والشاشات الدقيقة، وأجهزة الطرد المركزي، والمبادلات الحرارية، ومضخات الحجاب الحاجز عالية الضغط.

تتوفر غرف فصل الحصى بثلاثة أنواع: غرف أفقية، وغرف مهواة، وغرف دوامية. تشمل الغرف الدوامية أنواعًا مختلفة، منها الدوامات المُستحثة ميكانيكيًا، والدوامات المُستحثة هيدروليكيًا، وفواصل الدوامات متعددة الصواني. ونظرًا لأن أنظمة إزالة الحصى مصممة تقليديًا لإزالة الجزيئات غير العضوية النظيفة التي يزيد حجمها عن 0.210 مليمتر (0.0083 بوصة) ، فإن معظم الحصى الدقيقة تمر عبر مسارات الإزالة في الظروف العادية. أما خلال فترات التدفق العالي، فيُعاد تعليق الحصى المترسب، مما يزيد كمية الحصى التي تصل إلى محطة المعالجة بشكل ملحوظ. [ 7 ] 

معادلة التدفق

يمكن استخدام أحواض معادلة التدفق لتحقيق معادلة التدفق. يُعدّ هذا مفيدًا بشكل خاص لأنظمة الصرف الصحي المختلطة التي تُنتج تدفقات ذروة في الطقس الجاف أو تدفقات ذروة في الطقس الرطب أعلى بكثير من متوسط ​​التدفقات. [ 7 ] : 334 ويمكن لهذه الأحواض تحسين أداء عمليات المعالجة البيولوجية وأحواض الترسيب الثانوية. [ 7 ] : 334

تشمل عيوب أحواض معادلة التدفق تكلفتها الرأسمالية ومتطلباتها من حيث المساحة. كما يمكن أن توفر هذه الأحواض مكانًا لتخزين وتخفيف وتوزيع دفعات مياه الصرف الصحي السامة أو عالية التركيز مؤقتًا، والتي قد تعيق المعالجة البيولوجية الثانوية (مثل مياه الصرف الصحي من المراحيض المتنقلة أو الحمأة البرازية التي تُنقل إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي في شاحنات شفط ). تتطلب أحواض معادلة التدفق تحكمًا متغيرًا في التصريف، وعادةً ما تتضمن تجهيزات للتجاوز والتنظيف، وقد تشمل أيضًا أجهزة تهوية وأنظمة للتحكم في الروائح. [ 29 ]

إزالة الدهون والشحوم

في بعض المحطات الكبيرة، تُزال الدهون والشحوم بتمرير مياه الصرف الصحي عبر خزان صغير حيث تقوم كاشطات بتجميع الدهون الطافية على السطح. وقد تُستخدم منفاخات هواء في قاعدة الخزان للمساعدة في استخلاص الدهون على شكل رغوة. مع ذلك، تستخدم العديد من المحطات أحواض ترسيب أولية مزودة بكاشطات سطحية ميكانيكية لإزالة الدهون والشحوم.

العلاج الأولي

خزانات الترسيب الأولية المستطيلة في محطة معالجة مياه الصرف الصحي في ولاية أوريغون، الولايات المتحدة الأمريكية

المعالجة الأولية هي "إزالة جزء من المواد الصلبة العالقة والمواد العضوية من مياه الصرف الصحي". [ 7 ] : 11 وتتضمن السماح لمياه الصرف الصحي بالمرور ببطء عبر حوض حيث تترسب المواد الصلبة الثقيلة في القاع، بينما تطفو الزيوت والشحوم والمواد الصلبة الأخف وزنًا إلى السطح ويتم كشطها. تُسمى هذه الأحواض خزانات الترسيب الأولية أو المرسبات الأولية ، وعادةً ما يكون زمن الاحتفاظ الهيدروليكي فيها (HRT) من 1.5 إلى 2.5 ساعة. [ 7 ] : 398 تُزال المواد المترسبة والعائمة، ويمكن تصريف السائل المتبقي أو إخضاعه للمعالجة الثانوية. عادةً ما تكون خزانات الترسيب الأولية مزودة بكاشطات تعمل ميكانيكيًا تدفع الحمأة المجمعة باستمرار نحو قادوس في قاعدة الخزان، حيث تُضخ إلى مرافق معالجة الحمأة. [ 28 ] : 9-11

تحتوي محطات معالجة مياه الصرف الصحي المتصلة بنظام صرف صحي مشترك أحيانًا على نظام تحويل بعد وحدة المعالجة الأولية. وهذا يعني أنه خلال فترات هطول الأمطار الغزيرة جدًا، يمكن تجاوز أنظمة المعالجة الثانوية والثالثية لحمايتها من التحميل الهيدروليكي الزائد، ويخضع خليط مياه الصرف الصحي ومياه الأمطار للمعالجة الأولية فقط. [ 30 ]

تزيل خزانات الترسيب الأولية ما يقارب 50-70% من المواد الصلبة العالقة، و25-40% من الطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD). [ 7 ] : 396

العلاج الثانوي

مخطط تدفق عملية مبسط لمحطة معالجة نموذجية واسعة النطاق تستخدم عملية الحمأة المنشطة

تهدف العمليات الرئيسية في معالجة مياه الصرف الصحي الثانوية إلى إزالة أكبر قدر ممكن من المواد الصلبة الذائبة. [ 15 ] وتستخدم هذه العمليات عمليات بيولوجية لهضم وإزالة المواد الذائبة المتبقية، وخاصةً الجزء العضوي. ويمكن تحقيق ذلك إما من خلال عمليات النمو المعلق أو عمليات الأغشية الحيوية. تنمو الكائنات الدقيقة التي تتغذى على المواد العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي وتتكاثر، لتشكل المواد الصلبة البيولوجية، أو الكتلة الحيوية. وتنمو هذه المواد وتتجمع معًا على شكل ندف أو أغشية حيوية، وفي بعض العمليات المحددة، على شكل حبيبات. تشكل الندف البيولوجية أو الأغشية الحيوية والمواد الصلبة الدقيقة المتبقية حمأة يمكن ترسيبها وفصلها. بعد الفصل، يتبقى سائل خالٍ تقريبًا من المواد الصلبة، وبتركيز منخفض جدًا من الملوثات. [ 15 ] تُعاد نسبة من المواد الصلبة البيولوجية المترسبة/المفصولة إلى مدخل عملية المعالجة الثانوية كملقح. [ 31 ]

يمكن للمعالجة الثانوية أن تقلل من المواد العضوية (المقاسة بالطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD) والطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) وغيرها) [ 32 ] في مياه الصرف الصحي، باستخدام عمليات هوائية أو لاهوائية. وتتأثر الكائنات الحية المشاركة في هذه العمليات بوجود المواد السامة، على الرغم من أنه لا يُتوقع وجودها بتراكيز عالية في مياه الصرف الصحي البلدية النموذجية.

العلاج الثالثي

الإعداد العام لنظام الترشيح الدقيق

تتضمن معالجة مياه الصرف الصحي المتقدمة عادةً ثلاث مراحل رئيسية، هي المعالجة الأولية والثانوية والثالثية، وقد تشمل أيضًا مراحل وسيطة وعمليات تنقية نهائية. تهدف المعالجة الثالثية (وتُسمى أيضًا المعالجة المتقدمة ) إلى توفير مرحلة معالجة نهائية لتحسين جودة المياه المُعالجة قبل تصريفها إلى المسطح المائي المُستقبل أو إعادة استخدامها. قد تُستخدم أكثر من عملية معالجة ثالثية في أي محطة معالجة. وفي حال تطبيق التطهير، فإنه يُعد دائمًا العملية النهائية، ويُسمى أيضًا تنقية المياه المُعالجة . قد تشمل المعالجة الثالثية إزالة المغذيات البيولوجية (أو ما يُصنف كمعالجة ثانوية)، والتطهير، والإزالة الجزئية للملوثات الدقيقة، مثل الملوثات الصيدلانية المُستديمة في البيئة .

يُعرَّف المعالجة الثلاثية أحيانًا بأنها أي معالجة تتجاوز المعالجة الأولية والثانوية، وذلك للسماح بتصريف المياه في أنظمة بيئية حساسة أو هشة للغاية ، مثل مصبات الأنهار ، أو الأنهار ذات التدفق المنخفض، أو الشعاب المرجانية . [ 33 ] تُعقَّم المياه المعالجة أحيانًا كيميائيًا أو فيزيائيًا (على سبيل المثال، عن طريق البحيرات الضحلة والترشيح الدقيق ) قبل تصريفها في مجرى مائي ، أو نهر ، أو خليج ، أو بحيرة ضحلة ، أو أرض رطبة ، أو يمكن استخدامها لريّ ملعب غولف، أو ممر أخضر ، أو حديقة. وإذا كانت نظيفة بدرجة كافية، فيمكن استخدامها أيضًا لتغذية المياه الجوفية أو لأغراض زراعية.

تزيل عملية الترشيح الرملي معظم المواد العالقة المتبقية. [ 28 ] : 22-23. أما الترشيح باستخدام الكربون المنشط ، والذي يُسمى أيضًا امتزاز الكربون، فيزيل السموم المتبقية . [ 28 ] : 19. وتُستخدم الأغشية الدقيقة أو الأغشية الاصطناعية في المفاعلات الحيوية الغشائية ، ويمكنها أيضًا إزالة مسببات الأمراض. [ 7 ] : 854

يمكن تحقيق الترسيب والتحسين البيولوجي الإضافي لمياه الصرف الصحي المعالجة من خلال تخزينها في برك أو بحيرات اصطناعية كبيرة. تتميز هذه البحيرات بظروف هوائية عالية، وغالبًا ما يتم تشجيع استيطان النباتات المائية المحلية فيها ، وخاصة القصب.

التطهير

تهدف عملية تطهير مياه الصرف الصحي المعالجة إلى القضاء على مسببات الأمراض (الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض) قبل التخلص منها. وتزداد فعاليتها بعد إتمام المزيد من مراحل المعالجة السابقة. [ 34 ] : 359 والغرض من التطهير في معالجة مياه الصرف الصحي هو تقليل عدد مسببات الأمراض في المياه بشكل كبير قبل تصريفها إلى البيئة أو إعادة استخدامها. غالبًا ما تحدد السلطة الحكومية المختصة المستوى المستهدف لخفض الملوثات البيولوجية، مثل مسببات الأمراض. وتعتمد فعالية التطهير على جودة المياه المعالجة (مثل العكارة ، ودرجة الحموضة، وما إلى ذلك)، ونوع التطهير المستخدم، وجرعة المطهر (التركيز والمدة)، وغيرها من المتغيرات البيئية. تكون معالجة المياه ذات العكارة العالية أقل نجاحًا، لأن المواد الصلبة قد تحجب الكائنات الحية، خاصةً عن الأشعة فوق البنفسجية أو في حال قصر مدة التلامس. وبشكل عام، فإن قصر مدة التلامس، وانخفاض الجرعات، وارتفاع معدل التدفق، كلها عوامل تعيق فعالية التطهير. تشمل الطرق الشائعة للتطهير الأوزون والكلور والأشعة فوق البنفسجية وهيبوكلوريت الصوديوم . [ 28 ] : 16 لا يُستخدم أحادي الكلورامين ، المستخدم في مياه الشرب، في معالجة مياه الصرف الصحي بسبب ثباته.

لا تزال عملية الكلورة الطريقة الأكثر شيوعًا لتطهير مياه الصرف الصحي المعالجة في العديد من البلدان نظرًا لانخفاض تكلفتها وفعاليتها على المدى الطويل. ومن عيوبها أن كلورة المواد العضوية المتبقية قد تُنتج مركبات عضوية مكلورة قد تكون مسرطنة أو ضارة بالبيئة. كما أن الكلور المتبقي أو الكلورامينات قد تُكلور المواد العضوية في البيئة المائية الطبيعية. علاوة على ذلك، ولأن الكلور المتبقي سام للكائنات المائية، يجب إزالة الكلور من المياه المعالجة كيميائيًا، مما يزيد من تعقيد عملية المعالجة وتكلفتها.

يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية بدلاً من الكلور أو اليود أو غيرها من المواد الكيميائية. ولأنها لا تستخدم أي مواد كيميائية، فإن المياه المعالجة لا تُلحق أي ضرر بالكائنات الحية التي تستهلكها لاحقاً، كما قد يحدث مع طرق أخرى. تُلحق الأشعة فوق البنفسجية ضرراً بالتركيب الجيني للبكتيريا والفيروسات ومسببات الأمراض الأخرى ، مما يجعلها غير قادرة على التكاثر. من أبرز عيوب التطهير بالأشعة فوق البنفسجية الحاجة إلى صيانة واستبدال المصابيح بشكل متكرر، والحاجة إلى مياه صرف معالجة بدرجة عالية لضمان عدم حجب الكائنات الدقيقة المستهدفة عن الأشعة فوق البنفسجية (أي أن أي مواد صلبة موجودة في مياه الصرف المعالجة قد تحمي الكائنات الدقيقة من الأشعة فوق البنفسجية). في العديد من البلدان، أصبحت الأشعة فوق البنفسجية الوسيلة الأكثر شيوعاً للتطهير نظراً للمخاوف بشأن تأثيرات الكلور في كلورة المواد العضوية المتبقية في مياه الصرف المعالجة وفي كلورة المواد العضوية في المياه المستقبلة.

كما هو الحال مع المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، لا تضيف عملية التعقيم الحراري مواد كيميائية إلى الماء المعالج. مع ذلك، وعلى عكس الأشعة فوق البنفسجية، يمكن للحرارة اختراق السوائل غير الشفافة. كما يمكن للتطهير الحراري اختراق المواد الصلبة الموجودة في مياه الصرف الصحي، وتعقيم محتوياتها. توفر أنظمة التطهير الحراري لمياه الصرف الصحي حلولاً فعالة من حيث استهلاك الموارد والصيانة بعد تركيبها.

يُنتج الأوزون ( O3 ) بتمرير الأكسجين ( O2 ) عبر جهد كهربائي عالٍ، مما يؤدي إلى ارتباط ذرة أكسجين ثالثة وتكوين جزيء O3 . الأوزون غاز غير مستقر وسريع التفاعل، ويؤكسد معظم المواد العضوية التي يلامسها، وبالتالي يقضي على العديد من الكائنات الدقيقة الممرضة. يُعتبر الأوزون أكثر أمانًا من الكلور، لأنه على عكس الكلور الذي يجب تخزينه في الموقع (وهو شديد السمية في حالة التسرب العرضي)، يُنتج الأوزون في الموقع حسب الحاجة من الأكسجين الموجود في الهواء المحيط. كما أن عملية التطهير بالأوزون تُنتج نواتج ثانوية أقل من عملية التطهير بالكلور. من عيوب التطهير بالأوزون ارتفاع تكلفة معدات توليد الأوزون والحاجة إلى مشغلين متخصصين. تتطلب معالجة مياه الصرف الصحي بالأوزون استخدام مولد أوزون ، الذي يُطهر المياه أثناء تسرب فقاعات الأوزون عبر الخزان.

يمكن أن تكون الأغشية مطهرات فعالة أيضاً، لأنها تعمل كحواجز تمنع مرور الكائنات الدقيقة. ونتيجة لذلك، قد يكون السائل الخارج من المفاعل خالياً من الكائنات الممرضة، وذلك بحسب نوع الغشاء المستخدم. ويُطبق هذا المبدأ في المفاعلات الحيوية الغشائية .

إزالة المغذيات البيولوجية

خزان عملية النترجة في محطة معالجة الحمأة المنشطة في الولايات المتحدة

قد تحتوي مياه الصرف الصحي على مستويات عالية من عنصري النيتروجين والفوسفور . وقد نُشرت القيم النموذجية لأحمال العناصر الغذائية للفرد الواحد وتركيزاتها في مياه الصرف الصحي الخام في البلدان النامية على النحو التالي: 8 غ/شخص/يوم للنيتروجين الكلي (45 ملغ / لتر  )، و4.5 غ/شخص/يوم للأمونيا -ن (25  ملغ/لتر)، و1.0 غ/شخص/يوم للفوسفور الكلي (7  ملغ/لتر). [ 4 ] : ​​57 وتتراوح النطاقات النموذجية لهذه القيم بين: 6-10 غ/شخص/يوم للنيتروجين الكلي (35-60  ملغ/لتر)، و3.5-6 غ/شخص/يوم للأمونيا-ن (20-35  ملغ/لتر)، و0.7-2.5 غ/شخص/يوم للفوسفور الكلي (4-15  ملغ/لتر). [ 4 ] : ​​57

قد يؤدي الإفراط في إطلاق الملوثات في البيئة إلى تلوثها بالمغذيات ، مما قد يتجلى في ظاهرة التخثث . ويمكن أن تؤدي هذه العملية إلى ازدهار الطحالب ، وهو نمو سريع يتبعه انخفاض حاد في أعدادها. إضافةً إلى تسببها في نقص الأكسجين، تنتج بعض أنواع الطحالب سمومًا تلوث مصادر مياه الشرب .

يُعدّ نيتروجين الأمونيا، على شكل أمونيا حرة (NH₃ ) ، سامًا للأسماك. وعندما يتحول نيتروجين الأمونيا إلى نتريت ثم إلى نترات في المسطحات المائية، خلال عملية النترجة، فإنه يرتبط باستهلاك الأكسجين المذاب. وقد يكون للنتريت والنترات أيضًا أهمية على الصحة العامة إذا كانت تركيزاتهما مرتفعة في مياه الشرب ، وذلك بسبب مرض يُسمى ميتهيموغلوبين الدم . [ 4 ] : ​​42

يُعدّ التخلص من الفوسفور أمرًا بالغ الأهمية، فهو عنصر غذائي أساسي لنمو الطحالب في العديد من أنظمة المياه العذبة. لذا، فإنّ زيادة تركيز الفوسفور قد تؤدي إلى ظاهرة التخثث. كما أنّ هذه العملية بالغة الأهمية لأنظمة إعادة استخدام المياه ، حيث قد تؤدي التركيزات العالية من الفوسفور إلى انسداد المعدات المتصلة بها، مثل أجهزة التناضح العكسي .

تتوفر مجموعة من عمليات المعالجة لإزالة النيتروجين والفوسفور. يعتبر البعض إزالة المغذيات البيولوجية (BNR) نوعًا من عمليات المعالجة الثانوية، [ 7 ] بينما يعتبرها آخرون عملية معالجة ثالثية (أو متقدمة ).

إزالة النيتروجين

الأراضي الرطبة المُصممة (التدفق الرأسي) لمعالجة مياه الصرف الصحي بالقرب من شنغهاي ، الصين

تُزال النيتروجين من خلال الأكسدة البيولوجية للنيتروجين من الأمونيا إلى النترات ( النترجة )، تليها عملية نزع النيتروجين ، وهي اختزال النترات إلى غاز النيتروجين. يُطلق غاز النيتروجين إلى الغلاف الجوي، وبالتالي يُزال من الماء.

تُعدّ عملية النترجة عملية هوائية ثنائية المراحل، تُسهّل كل مرحلة منها نوع مختلف من البكتيريا. وتُسهّل بكتيريا مثل بكتيريا النيتروسوموناس (Nitrosomonas spp.) عملية أكسدة الأمونيا (NH₃) إلى نتريت (NO₂⁻) في أغلب الأحيان. أما أكسدة النتريت إلى نترات (NO₃⁻)، فرغم الاعتقاد السائد سابقًا بأن بكتيريا النيتروباكتر (Nitrobacter spp.) تُسهّلها ( حيث يشير مصطلح نيترو إلى تكوين مجموعة نيترو وظيفية ) ، فقد بات من المعروف الآن أن بكتيريا النيتروسبيرا (Nitrospira spp. ) هي التي تُسهّل هذه العملية في البيئة بشكل أساسي .

تتطلب عملية نزع النتروجين ظروفًا لاهوائية لتشجيع تكوين المجتمعات البيولوجية المناسبة. تشير الظروف اللاهوائية إلى حالة غياب الأكسجين مع وجود النترات. وتُسهّل مجموعة واسعة من البكتيريا عملية نزع النتروجين. يمكن استخدام عملية الحمأة المنشطة ، والمرشحات الرملية ، وبرك تثبيت النفايات ، والأراضي الرطبة المُصممة ، وغيرها من العمليات لتقليل النيتروجين. [ 28 ] : 17-18. بما أن نزع النتروجين هو اختزال النترات إلى غاز ثنائي النيتروجين (النيتروجين الجزيئي)، فإنه يلزم وجود مانح للإلكترونات . يمكن أن يكون هذا المانح، اعتمادًا على مياه الصرف الصحي، مادة عضوية (من مياه الصرف الصحي نفسها)، أو كبريتيد ، أو مانح إضافي مثل الميثانول . يجب خلط الحمأة في الخزانات اللاهوائية (خزانات نزع النتروجين) جيدًا (مزيج من السائل المختلط المُعاد تدويره، والحمأة المنشطة المُعادة، والتدفق الخام الداخل) على سبيل المثال باستخدام الخلاطات الغاطسة لتحقيق نزع النتروجين المطلوب.

بمرور الوقت، تطورت طرق معالجة الحمأة المنشطة المختلفة لتحقيق مستويات عالية من إزالة النيتروجين. عُرفت إحدى الطرق الأولية باسم عملية لودزاك-إيتينجر، إلا أنها لم تحقق مستوىً عالياً من إزالة النيتروجين. [ 7 ] : 616 ثم ظهرت لاحقاً عملية لودزاك-إيتينجر المعدلة (MLE) كتحسين للمفهوم الأصلي. تقوم هذه العملية بإعادة تدوير السائل المختلط من مخرج خزان التهوية إلى بداية الخزان اللاهوائي، مما يوفر النترات للبكتيريا الاختيارية. [ 7 ] : 616

توجد تكوينات أخرى للعملية، مثل اختلافات عملية باردينفو. [ 35 ] : 160 وقد تختلف في موضع خزانات اللاهوائية، على سبيل المثال قبل وبعد خزانات التهوية.

إزالة الفوسفور

أشارت دراسات أجريت على مياه الصرف الصحي في الولايات المتحدة في أواخر الستينيات إلى أن متوسط ​​مساهمة الفرد يبلغ 500 غرام (18 أونصة) في البول والبراز، و 1000 غرام (35 أونصة) في المنظفات الاصطناعية، بالإضافة إلى كميات أقل متغيرة تُستخدم كمواد كيميائية للتحكم في التآكل والترسبات في إمدادات المياه. [ 36 ] وقد أدى التحكم في المصدر من خلال تركيبات بديلة للمنظفات إلى تقليل المساهمة الأكبر، ولكن بطبيعة الحال، ظل محتوى الفوسفور في البول والبراز دون تغيير.  

يمكن إزالة الفوسفور بيولوجيًا في عملية تُسمى الإزالة البيولوجية المُعززة للفوسفور . في هذه العملية، يتم إثراء أنواع مُحددة من البكتيريا، تُسمى الكائنات الحية المُراكمة للفوسفات المتعدد (PAOs)، بشكل انتقائي، وتُراكم كميات كبيرة من الفوسفور داخل خلاياها (تصل إلى 20% من كتلتها). [ 35 ] : 148-155

يمكن أيضًا إزالة الفوسفور عن طريق الترسيب الكيميائي ، عادةً باستخدام أملاح الحديد (مثل كلوريد الحديديك ) أو الألومنيوم (مثل الشب )، أو الجير. [ 28 ] : 18 قد يؤدي ذلك إلى زيادة إنتاج الحمأة نتيجة ترسب الهيدروكسيدات، كما أن المواد الكيميائية المضافة قد تكون باهظة الثمن. تتطلب إزالة الفوسفور كيميائيًا معدات أصغر حجمًا بكثير من الإزالة البيولوجية، وهي أسهل في التشغيل، وغالبًا ما تكون أكثر موثوقية. وهناك طريقة أخرى لإزالة الفوسفور وهي استخدام اللاتريت الحبيبي أو الزيوليت . [ 37 ] [ 38 ]

تستخدم بعض الأنظمة كلاً من الإزالة البيولوجية والكيميائية للفوسفور. ويمكن استخدام الإزالة الكيميائية كنظام احتياطي في هذه الأنظمة، عندما لا تُزيل الإزالة البيولوجية كمية كافية من الفوسفور، أو يمكن استخدامها بشكل مستمر. وفي كلتا الحالتين، يتميز استخدام كلٍ من الإزالة البيولوجية والكيميائية للفوسفور بميزة عدم زيادة إنتاج الحمأة بنفس قدر زيادة الإزالة الكيميائية وحدها، مع ما يترتب على ذلك من عيب يتمثل في ارتفاع التكلفة الأولية المرتبطة بتركيب نظامين مختلفين.

بعد إزالة الفوسفور، على شكل حمأة صرف صحي غنية بالفوسفات ، يمكن إرسالها إلى مكب النفايات أو استخدامها كسماد مخلوط مع أنواع أخرى من حمأة الصرف الصحي المعالجة. في الحالة الأخيرة، يُشار إلى حمأة الصرف الصحي المعالجة أحيانًا باسم المواد الصلبة الحيوية. ويمكن تلبية 22% من احتياجات العالم من الفوسفور عن طريق إعادة تدوير مياه الصرف الصحي المنزلية. [ 39 ] [ 40 ]

المرحلة الرابعة من العلاج

قد لا تُزال الملوثات الدقيقة، مثل المستحضرات الصيدلانية ومكونات المواد الكيميائية المنزلية والمواد الكيميائية المستخدمة في الشركات الصغيرة أو الصناعات، بالإضافة إلى الملوثات الصيدلانية البيئية المستمرة (EPPP) والمبيدات، في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي الشائعة (المعالجة الأولية والثانوية والثالثية)، مما يؤدي إلى تلوث المياه. [ 41 ] ورغم انخفاض تركيزات هذه المواد ونواتج تحللها، إلا أن هناك احتمالًا لإلحاق الضرر بالكائنات المائية. أما بالنسبة للمستحضرات الصيدلانية ، فقد حُددت المواد التالية على أنها ذات أهمية سمية: المواد ذات التأثيرات المُخلّة بالغدد الصماء ، والمواد السامة للجينات ، والمواد التي تُعزز تطور مقاومة البكتيريا . [ 42 ] وهي تنتمي في الغالب إلى مجموعة الملوثات الصيدلانية البيئية المستمرة (EPPP).

تُطبَّق تقنيات إزالة الملوثات الدقيقة عبر مرحلة معالجة رابعة خلال معالجة مياه الصرف الصحي في ألمانيا وسويسرا والسويد [ 3 ] وهولندا، وتُجرى اختبارات عليها في العديد من الدول الأخرى. [ 43 ] وقد أُدرجت هذه التقنيات في القانون السويسري منذ عام 2016. [ 44 ] ومنذ 1 يناير 2025، أُعيدت صياغة توجيه معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية في الاتحاد الأوروبي. ونظرًا لكثرة التعديلات التي أُدخلت عليه، أُعيدت صياغته في 27 نوفمبر 2024 ليصبح التوجيه (الاتحاد الأوروبي) 2024/3019، ونُشر في الجريدة الرسمية للاتحاد الأوروبي في 12 ديسمبر، ودخل حيز التنفيذ في 1 يناير 2025. أمام الدول الأعضاء الآن 31 شهرًا، أي حتى 31 يوليو 2027، لتكييف تشريعاتها الوطنية مع التوجيه الجديد ("تنفيذ التوجيه").

ينص التعديل على أنه بالإضافة إلى تشديد معايير تصريف النيتروجين والفوسفور، يجب فصل المواد النزرة الثابتة جزئيًا على الأقل. والهدف، على غرار سويسرا، هو إزالة 80% من 6 مواد رئيسية من أصل 12 مادة بين تصريف مياه الصرف الصحي إلى محطة المعالجة وتصريفها إلى المسطحات المائية. وسيتم تحميل ما لا يقل عن 80% من تكاليف الاستثمار والتشغيل للمرحلة الرابعة من المعالجة على قطاعي الأدوية ومستحضرات التجميل وفقًا لمبدأ "الملوث يدفع"، وذلك لتخفيف العبء المالي عن السكان وتحفيز تطوير منتجات أكثر ملاءمة للبيئة. علاوة على ذلك، من المقرر أن يصبح قطاع معالجة مياه الصرف الصحي البلدية محايدًا من حيث الطاقة بحلول عام 2045، مع مراقبة انبعاثات الجزيئات البلاستيكية الدقيقة ومركبات PFAS .

يُطبَّق إطار المبادئ التوجيهية تدريجيًا حتى عام 2045، وذلك تبعًا لحجم محطة معالجة مياه الصرف الصحي وعدد سكانها المُكافئ. وتُعطى الأولوية لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي التي يزيد عدد سكانها المُكافئ عن 150,000 نسمة، ويجب تعديلها فورًا، نظرًا لأن نسبة كبيرة من التلوث مصدرها. وتُطبَّق التعديلات تدريجيًا على المستوى الوطني في:

  • 20% من النباتات بحلول 31 ديسمبر 2033،
  • 60% من النباتات بحلول 31 ديسمبر 2039،
  • 100% من النباتات بحلول 31 ديسمبر 2045.

يتم تنظيم محطات معالجة مياه الصرف الصحي التي تتراوح طاقتها الاستيعابية بين 10000 و 150000 نسمة والتي تصب في المياه الساحلية أو المياه الحساسة على المستوى الوطني في:

  • ١٠٪ من النباتات بحلول ٣١ ديسمبر ٢٠٣٣،
  • 30% من النباتات بحلول 31 ديسمبر 2036،
  • 60% من النباتات بحلول 31 ديسمبر 2039،
  • 100% من النباتات بحلول 31 ديسمبر 2045.

يتعلق هذا الأخير بالمياه ذات نسبة التخفيف المنخفضة، والمياه التي تُستمد منها مياه الشرب، والمياه الساحلية، أو تلك المستخدمة للاستحمام أو لتربية بلح البحر. وسيُمنح الدول الأعضاء خيار عدم تطبيق المعالجة الرابعة في هذه المناطق إذا أظهر تقييم المخاطر عدم وجود خطر محتمل من الملوثات الدقيقة على صحة الإنسان و/أو البيئة. [ 45 ] [ 46 ]

تتألف خطوات هذه المعالجة بشكل أساسي من مرشحات الكربون المنشط التي تمتص الملوثات الدقيقة. وقد اقتُرح الجمع بين الأكسدة المتقدمة بالأوزون متبوعةً بالكربون المنشط الحبيبي (GAC) كحلٍّ فعال من حيث التكلفة لمعالجة مخلفات الأدوية. وللحدّ من الجسيمات البلاستيكية الدقيقة بشكل كامل، اقتُرح الجمع بين الترشيح الفائق متبوعًا بالكربون المنشط الحبيبي. كما يجري البحث في استخدام إنزيمات مثل اللاكاز التي تفرزها الفطريات. [ 47 ] [ 48 ] وتُجرى دراسات على خلايا الوقود الحيوي الميكروبية لمعرفة قدرتها على معالجة المواد العضوية في مياه الصرف الصحي. [ 49 ]

للحد من وجود الأدوية في المسطحات المائية، يجري البحث أيضاً في تدابير التحكم في المصدر، مثل الابتكارات في تطوير الأدوية أو التعامل معها بطريقة أكثر مسؤولية. [ 42 ] [ 50 ] في الولايات المتحدة، تُعدّ المبادرة الوطنية لاستعادة الأدوية برنامجاً تطوعياً يُشجع عامة الناس على إعادة الأدوية الزائدة أو منتهية الصلاحية، وتجنب إلقائها في نظام الصرف الصحي. [ 51 ]

معالجة الحمأة والتخلص منها

صورة لضاغط ترشيح حزامي في محطة بلو بلينز المتقدمة لمعالجة مياه الصرف الصحي ، واشنطن العاصمة
التجفيف الميكانيكي لحمأة الصرف الصحي باستخدام جهاز طرد مركزي في محطة معالجة مياه الصرف الصحي الكبيرة (محطة معالجة مياه الصرف الصحي أرودا، بيلو هوريزونتي ، البرازيل)

تُشير معالجة الحمأة إلى العمليات المُستخدمة لإدارة والتخلص من الحمأة الناتجة عن معالجة مياه الصرف الصحي. وتركز هذه المعالجة على تقليل وزن الحمأة وحجمها لخفض تكاليف النقل والتخلص، وتقليل المخاطر الصحية المُحتملة لخيارات التخلص. يُعدّ إزالة الماء الوسيلة الأساسية لتقليل الوزن والحجم، بينما يتم القضاء على مُسببات الأمراض غالبًا عن طريق التسخين أثناء الهضم الحراري، أو التسميد ، أو الحرق . يعتمد اختيار طريقة معالجة الحمأة على حجم الحمأة المُتولّدة، ومقارنة تكاليف المعالجة المطلوبة لخيارات التخلص المُتاحة. قد يكون التجفيف الهوائي والتسميد خيارين مُناسبان للمجتمعات الريفية، بينما قد تجعل محدودية الأراضي المتاحة الهضم الهوائي والتجفيف الميكانيكي خيارين مُفضلين للمدن، وقد تُشجع وفورات الحجم على بدائل استعادة الطاقة في المناطق الحضرية.

تتكون الحمأة في معظمها من الماء مع كميات من المواد الصلبة التي تُزال من مياه الصرف الصحي السائلة. تشمل الحمأة الأولية المواد الصلبة القابلة للترسيب التي تُزال خلال المعالجة الأولية في أحواض الترسيب الأولية . أما الحمأة الثانوية فهي الحمأة المفصولة في أحواض الترسيب الثانوية، والتي تُستخدم في المفاعلات الحيوية للمعالجة الثانوية أو في العمليات التي تستخدم عوامل مؤكسدة غير عضوية . في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي المكثفة، يجب إزالة الحمأة المنتجة من خط السائل بشكل مستمر، لأن أحجام الخزانات في خط السائل غير كافية لتخزين الحمأة. [ 52 ] يُجرى ذلك للحفاظ على كفاءة عمليات المعالجة وتوازنها (إنتاج الحمأة يساوي تقريبًا كمية الحمأة المُزالة). تُنقل الحمأة المُزالة من خط السائل إلى خط معالجة الحمأة. تميل العمليات الهوائية (مثل عملية الحمأة المنشطة ) إلى إنتاج كميات أكبر من الحمأة مقارنةً بالعمليات اللاهوائية. من ناحية أخرى، في عمليات المعالجة (الطبيعية) المكثفة، مثل البرك والأراضي الرطبة الاصطناعية ، تبقى الحمأة المنتجة متراكمة في وحدات المعالجة (خط السائل) ولا تتم إزالتها إلا بعد عدة سنوات من التشغيل. [ 53 ]

تعتمد خيارات معالجة الحمأة على كمية المواد الصلبة المتولدة وغيرها من الظروف الخاصة بالموقع. يُستخدم التسميد غالبًا في المحطات الصغيرة، بينما يُستخدم الهضم الهوائي في المحطات متوسطة الحجم، والهضم اللاهوائي في المحطات الكبيرة. تُمرر الحمأة أحيانًا عبر ما يُسمى بالمكثف الأولي الذي يُجففها. تشمل أنواع المكثفات الأولية مكثفات الحمأة الطاردة المركزية، [ 54 ] ومكثفات الحمأة الأسطوانية الدوارة، ومكابس الترشيح الحزامية. [ 55 ] يمكن حرق الحمأة المجففة أو نقلها إلى موقع آخر للتخلص منها في مكب نفايات أو استخدامها كمحسن للتربة الزراعية. [ 56 ]

الآثار البيئية

قد يكون لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي آثارٌ بالغة على الحالة البيئية للمسطحات المائية المستقبلة، وقد تُسبب تلوثًا مائيًا، لا سيما إذا كانت عملية المعالجة المستخدمة أساسية فقط. فعلى سبيل المثال، في محطات معالجة مياه الصرف الصحي التي لا تُزيل المغذيات، قد تُشكل ظاهرة التخثث مشكلةً في المسطحات المائية المستقبلة.

يُعرَّف تلوث المياه (أو التلوث المائي) بأنه تلوث المسطحات المائية ، مما يؤثر سلبًا على كيفية استخدامها. [ 57 ] : 6 وينتج عادةً عن الأنشطة البشرية. تشمل المسطحات المائية البحيرات والأنهار والمحيطات والخزانات الجوفية . وينتج تلوث المياه عن اختلاط الملوثات بهذه المسطحات. ويمكن أن تأتي الملوثات من أحد المصادر الرئيسية الأربعة، وهي: تصريف مياه الصرف الصحي، والأنشطة الصناعية، والأنشطة الزراعية، والجريان السطحي في المناطق الحضرية، بما في ذلك مياه الأمطار . [ 58 ] وقد يؤثر تلوث المياه على المياه السطحية أو الجوفية . ويمكن أن يؤدي هذا النوع من التلوث إلى العديد من المشاكل، منها تدهور النظم البيئية المائية ، وانتشار الأمراض المنقولة بالمياه عند استخدام المياه الملوثة للشرب أو الري . [ 59 ] كما يقلل تلوث المياه من خدمات النظام البيئي ، مثل مياه الشرب التي توفرها مصادر المياه .

يتم تصريف المياه المعالجة من محطة معالجة مياه الصرف الصحي في ديتشين ، جمهورية التشيك، إلى المياه السطحية.

في عام 2024، نشرت الأكاديمية الملكية للهندسة دراسةً حول تأثير مياه الصرف الصحي على الصحة العامة في المملكة المتحدة. [ 60 ] حظيت الدراسة باهتمام إعلامي واسع، وتضمنت تعليقات من كبار المتخصصين في مجال الصحة في المملكة المتحدة، بمن فيهم السير كريس ويتي . وقدّمت الدراسة 15 توصية لمختلف الهيئات البريطانية للحدّ بشكلٍ كبير من مخاطر الصحة العامة من خلال تحسين جودة المياه في المجاري المائية ، كالأنهار والبحيرات.

بعد صدور التقرير، أجرت صحيفة الغارديان مقابلة مع ويتّي، الذي صرّح بأن تحسين جودة المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي يجب أن يكون ذا أهمية بالغة و"أولوية للصحة العامة". وشبّه ذلك بالقضاء على وباء الكوليرا في القرن التاسع عشر في البلاد بعد تحسين شبكة معالجة مياه الصرف الصحي . [ 61 ] كما كشفت الدراسة أن انخفاض تدفق المياه في الأنهار يؤدي إلى ارتفاع تركيز مياه الصرف الصحي ، وكذلك في أوقات الفيضانات أو هطول الأمطار الغزيرة. وبينما لطالما ارتبط هطول الأمطار الغزيرة بتدفق مياه الصرف الصحي إلى الجداول والأنهار، فقد ذهبت وسائل الإعلام البريطانية إلى حد تحذير الآباء من مخاطر التجديف في الأنهار الضحلة خلال الطقس الدافئ. [ 62 ]

جاءت تعليقات ويتّي بعد أن كشفت الدراسة عن ازدياد عدد الأشخاص الذين يستخدمون المياه الساحلية والداخلية لأغراض ترفيهية في المملكة المتحدة. وقد يرتبط ذلك بتزايد الاهتمام بأنشطة مثل السباحة في المياه المفتوحة أو غيرها من الرياضات المائية . [ 63 ] ورغم هذا النمو في الأنشطة الترفيهية، إلا أن سوء جودة المياه تسبب في إصابة البعض بالمرض أثناء الفعاليات. [ 64 ] والجدير بالذكر أن دورة الألعاب الأولمبية في باريس 2024 اضطرت إلى تأجيل العديد من فعاليات السباحة، مثل الترياتلون، بسبب ارتفاع مستويات مياه الصرف الصحي في نهر السين . [ 65 ]

إعادة الاستخدام

أحواض تجفيف الحمأة لمعالجة حمأة الصرف الصحي في محطة معالجة صغيرة تابعة لمركز البحوث والتدريب في مجال الصرف الصحي، بيلو هوريزونتي ، البرازيل

الري

يتزايد لجوء الناس إلى استخدام مياه الصرف الصحي، المعالجة أو حتى غير المعالجة، لريّ المحاصيل. وتُعدّ المدن أسواقًا مربحة للمنتجات الطازجة، ما يجعلها جذابة للمزارعين. ونظرًا لتنافس الزراعة مع الصناعة والمستخدمين البلديين على موارد المياه الشحيحة، غالبًا ما يضطر المزارعون إلى استخدام المياه الملوثة بمياه الصرف الصحي مباشرةً لريّ محاصيلهم. وقد ينطوي استخدام المياه المحملة بمسببات الأمراض بهذه الطريقة على مخاطر صحية جسيمة. وقد وضعت منظمة الصحة العالمية في عام 2006 إرشادات للاستخدام الآمن لمياه الصرف الصحي . [ 66 ] وتدعو هذه الإرشادات إلى اتباع نهج "الحواجز المتعددة" في استخدام مياه الصرف الصحي، حيث تُشجع المزارعين على تبني سلوكيات مختلفة للحد من المخاطر. وتشمل هذه السلوكيات إيقاف الريّ قبل الحصاد ببضعة أيام للسماح لمسببات الأمراض بالموت تحت أشعة الشمس، وترشيد استخدام المياه لتجنب تلوث الأوراق التي يُحتمل تناولها نيئة، وتنظيف الخضراوات بالمطهرات، أو ترك الحمأة البرازية المستخدمة في الزراعة تجف قبل استخدامها كسماد. [ 67 ]

خزان ترسيب ثانوي دائري في محطة معالجة مياه الصرف الصحي بالحمأة المنشطة في محطة معالجة أروداس، بيلو هوريزونتي ، البرازيل

المياه المُستصلحة

إعادة تدوير المياه هي عملية تحويل مياه الصرف الصحي البلدية والصناعية إلى مياه قابلة لإعادة الاستخدام لأغراض متنوعة. وتُعرف أيضًا بإعادة استخدام مياه الصرف الصحي، أو إعادة استخدام المياه، أو إعادة تدوير المياه. تتعدد أنواع إعادة الاستخدام، حيث يُمكن إعادة استخدام المياه بهذه الطريقة في المدن أو لريّ الأراضي الزراعية. وتشمل أنواع إعادة الاستخدام الأخرى إعادة الاستخدام البيئي، وإعادة الاستخدام الصناعي، وإعادة الاستخدام لمياه الشرب، سواءً كان ذلك مُخططًا له أم لا. قد تشمل إعادة الاستخدام ري الحدائق والحقول الزراعية، أو تغذية المياه السطحية والجوفية ، وهو ما يُعرف أيضًا بتغذية المياه الجوفية . كما تُستخدم المياه المُعاد استخدامها في تلبية احتياجات متنوعة في المنازل، مثل تنظيف المراحيض ، وفي الشركات والمؤسسات الصناعية. ومن الممكن معالجة مياه الصرف الصحي لتصل إلى معايير مياه الشرب . ويُعرف حقن المياه المُعاد تدويرها في شبكة توزيع المياه بإعادة الاستخدام المباشر لمياه الشرب. ولا يُعد شرب المياه المُعاد تدويرها أمرًا شائعًا. [ 68 ] وتُعد إعادة استخدام مياه الصرف الصحي البلدية المُعالجة للري ممارسة راسخة، لا سيما في البلدان القاحلة . تتيح إعادة استخدام مياه الصرف الصحي كجزء من الإدارة المستدامة للمياه إمكانية بقاء المياه مصدراً بديلاً للأنشطة البشرية، مما يساهم في الحد من ندرتها ، ويخفف الضغط على المياه الجوفية وغيرها من المسطحات المائية الطبيعية. [ 69 ]

الوضع العالمي

نسبة مياه الصرف الصحي المنزلية التي تتم معالجتها بأمان (في عام 2018) [ 70 ]

قبل القرن العشرين في أوروبا، كانت مياه الصرف الصحي تُصرف عادةً في مسطحات مائية كالأنهار والبحيرات والمحيطات. لم تكن هناك معالجة، لذا كان تحلل النفايات البشرية يُترك للنظام البيئي . كان هذا يُؤدي إلى نتائج مُرضية إذا كانت قدرة النظام البيئي على استيعاب الملوثات كافية، وهو ما لا يحدث غالبًا في الوقت الحاضر بسبب تزايد الكثافة السكانية. [ 4 ] : ​​78

في الوقت الحاضر، في المناطق الحضرية بالدول الصناعية، يُعتمد عادةً على توجيه مياه الصرف الصحي إلى محطات المعالجة بدلاً من تصريفها مباشرةً إلى المسطحات المائية. أما في العديد من الدول النامية ، فيتم تصريف الجزء الأكبر من مياه الصرف الصحي البلدية والصناعية إلى الأنهار والمحيطات دون أي معالجة، أو بعد معالجة أولية فقط. وهذا قد يؤدي إلى تلوث المياه . لا تتوفر سوى إحصاءات قليلة موثوقة حول نسبة مياه الصرف الصحي التي تُعالج في شبكات الصرف الصحي على مستوى العالم. وقدّر برنامج الأمم المتحدة الإنمائي وبرنامج الأمم المتحدة للمستوطنات البشرية (الموئل) في عام 2010 أن 90% من مياه الصرف الصحي تُصرّف إلى البيئة دون معالجة. [ 71 ] بينما قدّرت دراسة أحدث أُجريت عام 2021 أن حوالي 52% من مياه الصرف الصحي تُعالج عالميًا. [ 5 ] ومع ذلك، تتفاوت معدلات معالجة مياه الصرف الصحي بشكل كبير بين دول العالم. فعلى سبيل المثال، تعالج الدول ذات الدخل المرتفع حوالي 74% من مياه الصرف الصحي، بينما لا تتجاوز نسبة المعالجة في الدول النامية 4.2% في المتوسط. [ 5 ] اعتبارًا من عام 2022، وبدون معالجة كافية، يتم تصريف أكثر من 80% من مياه الصرف الصحي المتولدة عالميًا في البيئة. وتعالج الدول ذات الدخل المرتفع، في المتوسط، 70% من مياه الصرف الصحي التي تنتجها، وفقًا لبيانات الأمم المتحدة للمياه. [ 39 ] [ 72 ] [ 73 ] بينما لا تتلقى سوى 8% من مياه الصرف الصحي المتولدة في الدول ذات الدخل المنخفض أي نوع من المعالجة. [ 39 ] [ 74 ] [ 75 ]

أفاد برنامج الرصد المشترك لإمدادات المياه والصرف الصحي، الذي أطلقته منظمة الصحة العالمية واليونيسف عام 2021، أن 82% من الأشخاص الذين لديهم وصلات صرف صحي متصلون بمحطات معالجة مياه الصرف الصحي التي توفر على الأقل معالجة ثانوية. [ 76 ] : 55. ومع ذلك، تتباين هذه النسبة بشكل كبير بين المناطق. فعلى سبيل المثال، في أوروبا وأمريكا الشمالية وشمال أفريقيا وغرب آسيا، بلغ إجمالي الدول التي تتمتع بمعالجة شاملة لمياه الصرف الصحي (>99%) 31 دولة. بينما في ألبانيا وبرمودا ومقدونيا الشمالية وصربيا، "لم تتجاوز نسبة مياه الصرف الصحي المعالجة ثانوية أو أفضل 50%"، وفي الجزائر ولبنان وليبيا، كانت النسبة أقل من 20%. كما وجد التقرير أن "594 مليون شخص حول العالم لديهم وصلات صرف صحي لا تتلقى معالجة كافية. وهناك عدد أكبر بكثير متصل بمحطات معالجة مياه الصرف الصحي التي لا توفر معالجة فعالة أو لا تلتزم بمتطلبات تصريف المياه العادمة". [ 76 ] : 55

هدف عالمي

يتضمن الهدف السادس من أهداف التنمية المستدامة غاية فرعية 6.3، وهي: "بحلول عام 2030، تحسين جودة المياه من خلال الحد من التلوث، والتخلص من المواد الكيميائية والمواد الخطرة، وتقليل إطلاقها إلى أدنى حد، وخفض نسبة مياه الصرف الصحي غير المعالجة إلى النصف، وزيادة إعادة التدوير وإعادة الاستخدام الآمن على مستوى العالم بشكل كبير." [ 70 ] أما المؤشر المقابل 6.3.1 فهو "نسبة مياه الصرف الصحي المعالجة بشكل آمن". ومن المتوقع أن يرتفع إنتاج مياه الصرف الصحي بنسبة 24% بحلول عام 2030، وبنسبة 51% بحلول عام 2050. [ 39 ] [ 77 ] [ 78 ]

أظهرت بيانات عام 2020 أن هناك كميات كبيرة من مياه الصرف الصحي المنزلية غير المجمعة: إذ لم يتم جمع سوى 66% من إجمالي تدفقات مياه الصرف الصحي المنزلية في محطات المعالجة عام 2020 (استنادًا إلى بيانات من 128 دولة). [ 8 ] : 17 وبناءً على بيانات من 42 دولة عام 2015، ذكر التقرير أن "32% من إجمالي تدفقات مياه الصرف الصحي الناتجة عن مصادر محددة قد خضعت لمعالجة جزئية على الأقل". [ 8 ] : 17 أما بالنسبة لمياه الصرف الصحي التي جُمعت بالفعل في محطات المعالجة المركزية، فقد خضعت حوالي 79% منها لمعالجة آمنة عام 2020. [ 8 ] : 18

تاريخ

شهد تاريخ معالجة مياه الصرف الصحي التطورات التالية: بدأ الأمر بتطبيقها على الأرض ( مزارع الصرف الصحي ) في أربعينيات القرن التاسع عشر في إنجلترا، تلاه المعالجة الكيميائية وترسيب مياه الصرف الصحي في الخزانات، ثم المعالجة البيولوجية في أواخر القرن التاسع عشر، مما أدى إلى تطوير عملية الحمأة المنشطة بدءًا من عام 1912. [ 79 ] [ 80 ]

لم يصبح من الممكن معالجة مياه الصرف الصحي عن طريق التحلل البيولوجي للمكونات العضوية باستخدام الكائنات الدقيقة وإزالة الملوثات إلا في أواخر القرن التاسع عشر. كما أصبحت معالجة مياه الصرف الصحي في الأراضي الزراعية أقل جدوى مع نمو المدن، حيث لم تعد الأراضي الزراعية في ضواحيها قادرة على استيعاب كميات مياه الصرف الصحي المنتجة.

أجرى إدوارد فرانكلاند تجارب في محطة معالجة مياه الصرف الصحي في كرويدون ، إنجلترا، خلال سبعينيات القرن التاسع عشر، وتمكن من إثبات أن ترشيح مياه الصرف الصحي عبر الحصى المسامي ينتج عنه سائل مُؤَكْرَت (حيث يتحول الأمونيا إلى نترات)، وأن المرشح يبقى غير مسدود لفترات طويلة. [ 81 ] وقد أرسى هذا الاكتشاف إمكانيةً ثوريةً آنذاك للمعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي باستخدام طبقة تلامس لأكسدة النفايات. وقد تبنى كبير الكيميائيين في مجلس أشغال لندن الكبرى ، ويليام ديبدين، هذا المفهوم في عام 1887.

...على الأرجح، الطريقة المثلى لتنقية مياه الصرف الصحي... هي أولاً فصل الحمأة، ثم تحويلها إلى مياه صرف محايدة... والاحتفاظ بها لفترة كافية، يتم خلالها تهويتها بالكامل، وأخيراً تصريفها في مجرى النهر وهي في حالة نقية. هذا هو الهدف المنشود، والذي لا يتحقق على أكمل وجه، في محطات معالجة مياه الصرف الصحي. [ 82 ]

بين عامي 1885 و1891، تم بناء مرشحات تعمل وفق مبدأ ديبدين في جميع أنحاء المملكة المتحدة، كما تم تبني الفكرة في الولايات المتحدة في محطة لورانس التجريبية في ماساتشوستس ، حيث تم تأكيد عمل فرانكلاند. [ 83 ] وفي عام 1890، طورت محطة لورانس التجريبية مرشحًا متقطرًا حقق أداءً أكثر موثوقية. [ 84 ]

أنظمة

في معظم البلدان، تخضع عمليات جمع ومعالجة مياه الصرف الصحي للوائح والمعايير المحلية والوطنية .

حسب البلد

ملخص

أوروبا

في الاتحاد الأوروبي، يُخصص 0.8% من إجمالي استهلاك الطاقة لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي. [ 39 ] [ 85 ] يحتاج الاتحاد الأوروبي إلى استثمارات إضافية بقيمة 90 مليار يورو في قطاع المياه والصرف الصحي لتحقيق أهدافه المناخية والطاقية لعام 2030. [ 39 ] [ 86 ] [ 87 ]

في أكتوبر 2021، صوّت أعضاء البرلمان البريطاني لصالح استمرار السماح بتصريف مياه الصرف الصحي غير المعالجة الناتجة عن فيضان شبكات الصرف الصحي المختلطة في المجاري المائية. [ 88 ] [ 89 ]

يُعدّ توجيه معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية (العنوان الكامل: "توجيه المجلس 91/271/EEC الصادر في 21 مايو 1991 بشأن معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية") توجيهًا صادرًا عن الاتحاد الأوروبي بشأن جمع مياه الصرف الصحي الحضرية ومعالجتها وتصريفها، فضلًا عن معالجة وتصريف "مياه الصرف الصحي من قطاعات صناعية محددة". وقد اعتُمد في 21 مايو 1991. [ 90 ] ويهدف إلى "حماية البيئة من الآثار الضارة لتصريف مياه الصرف الصحي الحضرية وتصريف مياه الصرف الصحي من قطاعات صناعية محددة" من خلال إلزام جمع مياه الصرف الصحي ومعالجتها في التجمعات الحضرية التي يزيد عدد سكانها عن 2000 نسمة، وتطبيق معالجة أكثر تطورًا في المناطق الحساسة التي يزيد عدد سكانها عن 10000 نسمة. [ 91 ]

آسيا

الهند

صورة لمجرى مياه الصرف الصحي

في الهند، تخضع لوائح معالجة مياه الصرف الصحي لثلاث مؤسسات مركزية، هي وزارات الغابات، وتغير المناخ، والإسكان، والشؤون الحضرية، والمياه. [ 92 ] كما تحدد سياسات المياه والصرف الصحي المختلفة، مثل "السياسة الوطنية للبيئة لعام 2006" و"السياسة الوطنية للصرف الصحي لعام 2008"، لوائح معالجة مياه الصرف الصحي. وتتولى حكومات الولايات والبلديات المحلية مسؤولية التخلص من مياه الصرف الصحي، وإنشاء وصيانة "البنية التحتية للصرف الصحي". وتُدعم جهودها من خلال برامج تقدمها حكومة الهند، مثل الخطة الوطنية لحماية الأنهار، وبعثة جواهر لال نهرو الوطنية لتجديد المناطق الحضرية، والخطة الوطنية لحماية البحيرات. كما وضعت الحكومة الهندية، من خلال وزارة البيئة والغابات، حوافز تشجع الصناعات على إنشاء "مرافق مشتركة" لمعالجة مياه الصرف الصحي. [ 93 ]

يعمل مجلس مياه دلهي حاليًا على إنشاء أكبر محطة لمعالجة مياه الصرف الصحي في الهند. ومن المقرر أن تدخل حيز التشغيل بحلول نهاية عام 2022 بطاقة استيعابية تقديرية تبلغ 564 مليون لتر يوميًا. وتهدف هذه المحطة إلى حل المشكلة الحالية المتمثلة في تصريف مياه الصرف الصحي غير المعالجة مباشرة في نهر يامونا.

اليابان

تشمل طرق معالجة مياه الصرف الصحي في اليابان حاليًا شبكات الصرف الصحي المجتمعية الريفية، ومرافق معالجة مياه الصرف الصحي، وأنظمة المعالجة الموضعية مثل نظام جوكاسو لمعالجة مياه الصرف الصحي المنزلية. [ 94 ] تُستخدم مرافق معالجة مياه الصرف الصحي وشبكات الصرف الصحي الأكبر حجمًا عمومًا لمعالجة مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية ذات الكثافة السكانية العالية. أما شبكات الصرف الصحي الريفية فتُستخدم لمعالجة مياه الصرف الصحي في محطات معالجة منزلية أصغر حجمًا تخدم عددًا أقل من السكان. وتُعد أنظمة جوكاسو خزانات لمعالجة مياه الصرف الصحي في الموقع، وتُستخدم لمعالجة مياه الصرف الصحي لمنزل واحد أو لعدد قليل من المباني بطريقة أكثر لامركزية من شبكة الصرف الصحي. [ 95 ]

أفريقيا

ليبيا

في ليبيا، تتولى الشركة العامة للمياه والصرف الصحي إدارة معالجة مياه الصرف الصحي البلدية، وهي تابعة لوزارة الإسكان والمرافق الحكومية. يوجد في البلاد حوالي 200 محطة لمعالجة مياه الصرف الصحي، إلا أن القليل منها فقط يعمل. في الواقع، تقع المحطات الـ 36 الأكبر حجماً في المدن الرئيسية، ولكن تسعاً منها فقط تعمل، بينما تخضع البقية للصيانة. [ 96 ]

تقع أكبر محطات معالجة مياه الصرف الصحي العاملة في سرت وطرابلس ومصراتة، بطاقة تصميمية تبلغ 21,000 و110,000 و24,000 متر مكعب يوميًا على التوالي. كما أن غالبية محطات معالجة مياه الصرف الصحي المتبقية هي محطات صغيرة ومتوسطة الحجم، بطاقة تصميمية تتراوح بين 370 و6700 متر مكعب يوميًا. وبالتالي، تتم معالجة 145,800 متر مكعب يوميًا، أي ما يعادل 11% فقط من مياه الصرف الصحي، بينما تُصرّف الكمية المتبقية إلى المحيط والبحيرات الاصطناعية دون معالجة. وفي الواقع، تتسبب محطات معالجة مياه الصرف الصحي المتوقفة عن العمل في طرابلس في تسرب أكثر من 1,275,000 متر مكعب من المياه غير المعالجة إلى المحيط يوميًا. [ 96 ]

الأمريكتين

الولايات المتحدة

تضع وكالة حماية البيئة الأمريكية ( EPA) ووكالات حماية البيئة في الولايات معايير لمياه الصرف الصحي بموجب قانون المياه النظيفة . [ 97 ] يجب على مصادر التلوث المحددة الحصول على تصاريح تصريف المياه السطحية من خلال النظام الوطني للتخلص من الملوثات (NPDES). تشمل مصادر التلوث المحددة المنشآت الصناعية، والبلديات (محطات معالجة مياه الصرف الصحي وشبكات تصريف مياه الأمطار )، وغيرها من المنشآت الحكومية مثل القواعد العسكرية ، وبعض المنشآت الزراعية ، مثل حظائر تسمين الحيوانات . [ 98 ] تضع وكالة حماية البيئة معايير وطنية أساسية لمياه الصرف الصحي: ينطبق "لائحة المعالجة الثانوية" على محطات معالجة مياه الصرف الصحي البلدية، [ 99 ] و" إرشادات النفايات السائلة " وهي لوائح خاصة بفئات المنشآت الصناعية. [ 100 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 "أنظمة الصرف الصحي - تقنيات الصرف الصحي - الحمأة المنشطة" . إدارة النفايات الصلبة . 27 أبريل 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 أكتوبر 2018 .
  2. خوبكار، إس إم (2004). رصد ومكافحة التلوث البيئي . نيودلهي: نيو إيج إنترناشونال. ص 299. ISBN  978-81-224-1507-0.
  3. 1 2 3 تاكمان، ماريا؛ سفان، أولا؛ بول، كاثرين؛ سيمبريتز، مايكل؛ بلومكفيست، ستيفان؛ ستروكمان بولسن، يان؛ لوند نيلسن، جيب؛ دافيدسون، آسا (15 أكتوبر 2023). "تقييم إمكانات مفاعل حيوي غشائي وعملية الكربون المنشط الحبيبي لإعادة استخدام مياه الصرف الصحي - محطة معالجة مياه صرف صحي كاملة النطاق تعمل على مدار عام واحد في سكانيا، السويد" . مجلة علوم البيئة الشاملة . 895 165185. Bibcode : 2023ScTEn.89565185T . doi : 10.1016/j.scitotenv.2023.165185 . ISSN 0048-9697 . PMID 37385512. S2CID 259296091 .   
  4. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ ١٣ ١٤ ١٥ ١٦ ١٧ فون سبيرلينغ، م. (٢٠٠٧). "خصائص مياه الصرف الصحي ومعالجتها والتخلص منها" . مجلة Water Intelligence Online . ٦. doi : 10.2166/9781780402086 . ISSN ١٤٧٦-١٧٧٧ . مؤرشف من الأصل في ٢٠ سبتمبر ٢٠٢٣. تم الاطلاع عليه في ١٠ مارس ٢٠٢٣ . تم نسخ النص من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License
  5. 1 2 3 4 جونز، إدوارد ر.؛ فان فليت، ميشيل ت.هـ.؛ قادر، منظور؛ بيركنز، مارك ف.ب. (2021). "تقديرات على مستوى الدولة وعلى مستوى الشبكة لإنتاج مياه الصرف الصحي وجمعها ومعالجتها وإعادة استخدامها" . بيانات علوم نظام الأرض . 13 (2): 237-254 . Bibcode : 2021ESSD...13..237J . doi : 10.5194/essd-13-237-2021 . ISSN 1866-3508 . 
  6. "الصرف الصحي" . مواضيع صحية . منظمة الصحة العالمية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 فبراير 2020 .
  7. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ ١٣ ١٤ ١٥ ١٦ جورج تشوبانوغلو؛ إتش. ديفيد ستينسل؛ ريوجيرو تسوتشيهاشي؛ فرانكلين إل. بيرتون؛ محمد أبو عرف؛ غريغوري بودن، محرران. (٢٠١٤). هندسة مياه الصرف الصحي لميتكالف وإيدي: المعالجة واستعادة الموارد (الطبعة الخامسة ). نيويورك: ماكجرو هيل للتعليم. ISBN  978-0-07-340118-8. OCLC 858915999 . 
  8. 1 2 3 4 الأمم المتحدة للمياه، 2021: ملخص تحديث التقدم لعام 2021 - الهدف السادس من أهداف التنمية المستدامة - المياه والصرف الصحي للجميع . الإصدار: يوليو 2021. جنيف، سويسرا
  9. برنامج الأمم المتحدة العالمي لتقييم المياه (2017). تقرير الأمم المتحدة العالمي لتنمية المياه 2017. مياه الصرف الصحي: المورد غير المستغل . اليونسكو. ISBN 978-92-3-100201-4تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي في 8 أبريل 2017.
  10. 1 2 فون سبيرلينغ، م. (2007). "خصائص مياه الصرف الصحي ومعالجتها والتخلص منها" . مجلة Water Intelligence Online . 6. doi : 10.2166/9781780402086 . ISBN 978-1-78040-208-6ISSN 1476-1777 تم نسخ النص من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License
  11. هينز، م.؛ فان لوسدريخت، م.س.م.؛ إيكاما، ج.أ.؛ برديانوفيتش، د. (2008). المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي: المبادئ والنمذجة والتصميم . دار نشر IWA. doi : 10.2166/9781780401867 . ISBN 978-1-78040-186-7. S2CID 108595515 . تتوفر النسختان الإسبانية والعربية مجاناً عبر الإنترنت
  12. "الصرف الصحي - تعريف الصرف الصحي باللغة الإنجليزية من قاموس أكسفورد" . Oxforddictionaries.com. مؤرشف من الأصل في 24 سبتمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 4 سبتمبر 2015 .
  13. نالابانيني ساسيدهار (2026). "طريقة معالجة مياه الصرف الصحي القائمة على الطبيعة والمجدية اقتصاديًا باستخدام دورات حياة البعوض والذباب غير اللاسع" (ملف PDF) . المجلة الهندية لهندسة البيئة.
  14. 1 2 تيلي إي، أولريش إل، لوثي سي، ريموند بي، زوربروغ سي (2014). موسوعة أنظمة وتقنيات الصرف الصحي ( الطبعة الثانية المنقحة). دوبندورف، سويسرا: المعهد الفيدرالي السويسري لعلوم وتكنولوجيا المياه (Eawag). ISBN  978-3-906484-57-0تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي في 8 أبريل 2016.
  15. 1 2 3 4 هينز، م.؛ فان لوسدريخت، م.س.م.؛ إيكاما، ج.أ .؛ برديانوفيتش، د. (2008). المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي: المبادئ والنمذجة والتصميم . دار نشر IWA. doi : 10.2166/9781780401867 . ISBN 978-1-78040-186-7. S2CID 108595515 . (تتوفر النسخ الإسبانية والعربية عبر الإنترنت مجاناً)
  16. ^ سبوهلر ، دوروثي. جيرمان، فيرينا؛ كاسا، كينفي؛ كيتيما، أتيكيلت أبيبي؛ شيربا، أنجالي ماناندهار؛ شيربا، مينجما جيالزين؛ مورير، ماكس؛ لوثي، كريستوف. لانجيرغرابر ، جونتر (2020). "تطوير خيارات تخطيط الصرف الصحي: أداة للنظر المنهجي في التقنيات والأنظمة الجديدة" . مجلة الإدارة البيئية . 271 111004. بيب كود : 2020JEnvM.27111004S . دوى : 10.1016/j.jenvman.2020.111004 . اتش دي ال : 20.500.11850/428109 . بميد 32778289 . S2CID 221100596 .  
  17. سبولر، دوروثي؛ شيدجر، أندرياس؛ ماورر، ماكس (2020). "تحليل مقارن لأنظمة الصرف الصحي لاستعادة الموارد: تأثير التكوينات ومكونات التكنولوجيا الفردية" . بحث المياه . 186 116281. Bibcode : 2020WatRe.18616281S . doi : 10.1016/j.watres.2020.116281 . PMID 32949886. S2CID 221806742 .  
  18. هارشمَن، فوغان؛ بارنيت، توني (28 ديسمبر 2000). "التحكم في روائح مياه الصرف الصحي: تقييم للتقنيات" . هندسة وإدارة المياه . ISSN 0273-2238 . مؤرشف من الأصل في 6 يوليو 2010. تم الاطلاع عليه في 20 مايو 2010 . 
  19. ووكر، جيمس د. وشركة ويلز برودكتس (1976). "برج لإزالة الروائح من الغازات". براءة اختراع أمريكية رقم 4421534.
  20. سيركومب، ديريك سي دبليو (أبريل 1985). "التحكم في التلوث والروائح الكريهة في شبكات الصرف الصحي ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي التي تديرها شركة أنجليان ووتر سيرفيسز المحدودة". علوم وتكنولوجيا المياه . 31 (7): 283-292 . doi : 10.2166/wst.1995.0244 .
  21. ^ هوفمان، هـ، بلاتزر، سي، فون مونش، إي، وينكر، م. (2011). مراجعة تقنية الأراضي الرطبة المشيدة – الأراضي الرطبة المبنية ذات التدفق تحت السطحي للمياه الرمادية ومعالجة مياه الصرف الصحي المنزلية . Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH، إشبورن، ألمانيا، ص. 11
  22. غالفا، أ؛ ماتوس، ج؛ رودريغز، ج؛ هيث، ب (1 ديسمبر 2005). "حلول مستدامة لمعالجة مياه الصرف الصحي للتجمعات الصغيرة". علوم وتكنولوجيا المياه . 52 (12): 25-32 . Bibcode : 2005WSTec..52R..25G . doi : 10.2166/wst.2005.0420 . PMID 16477968 . 
  23. "محطة معالجة مياه الصرف الصحي - تدريب شهادة المشغل - الوحدة 20: مرشح التقطير" (ملف PDF) . وزارة حماية البيئة في ولاية بنسلفانيا. 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مارس 2021 .
  24. تشوبانوغلو، جورج؛ بيرتون، فرانكلين ل.؛ ستينسل، هـ. ديفيد (2003). "إدارة مياه الصرف الصناعي". هندسة مياه الصرف: المعالجة وإعادة الاستخدام ( الطبعة الرابعة). بوسطن: ميتكالف وإيدي / ماكجرو هيل. ISBN  978-0-07-041878-3.
  25. تشودري، س.، كونيه، د. (2012). تحليل أعمال إدارة الحمأة البرازية: خدمات التفريغ والنقل في أفريقيا وآسيا - مسودة التقرير النهائي . مؤسسة بيل وميليندا غيتس، سياتل، الولايات المتحدة الأمريكية
  26. وكالة حماية البيئة الأمريكية، واشنطن العاصمة (2008). "صحيفة حقائق أنظمة الصرف الصحي". مؤرشفة في 12 أبريل 2013 في Wayback Machine، منشور وكالة حماية البيئة رقم 832-F-08-057.
  27. قسم المياه والصحة البيئية في لندن ولوفبورو (1999). "خيارات معالجة مياه الصرف الصحي". مؤرشف بتاريخ 17 يوليو 2011 في أرشيف الإنترنت . موجز فني رقم 64. كلية لندن للصحة والطب الاستوائي وجامعة لوفبورو.
  28. 1 2 3 4 5 6 7 وكالة حماية البيئة. واشنطن العاصمة (2004). "دليل تمهيدي لأنظمة معالجة مياه الصرف الصحي البلدية". رقم الوثيقة: EPA 832-R-04-001.
  29. "الفصل 3. معادلة التدفق" . دليل تصميم العمليات لتحديث محطات معالجة مياه الصرف الصحي القائمة (تقرير). وكالة حماية البيئة. أكتوبر 1971.
  30. "كيف تعمل معالجة مياه الصرف الصحي... الأساسيات" (ملف PDF) . وكالة حماية البيئة الأمريكية. 1998. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مارس 2021 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  31. تشغيل محطات معالجة مياه الصرف الصحي، المجلد 3، جامعة ولاية كاليفورنيا - ساكرامنتو (جامعة ولاية ساكرامنتو)، أغسطس 2025
  32. "الأساليب القياسية لفحص المياه ومياه الصرف الصحي" . standardmethods.org .
  33. "المرحلة 3 - العلاج الثالثي" . مياه سيدني. 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مارس 2021 .
  34. ميتكالف وإيدي، إنك. (1972). هندسة مياه الصرف الصحي . نيويورك: ماكجرو هيل. ISBN 978-0-07-041675-8.
  35. 1 2 فون سبيرلينغ، م. (30 ديسمبر 2015). "الحمأة المنشطة ومفاعلات الأغشية الحيوية الهوائية" . مجلة Water Intelligence Online . 6 9781780402123. doi : 10.2166/9781780402123 . ISSN 1476-1777 . 
  36. دليل تصميم عملية إزالة الفوسفور (تقرير). وكالة حماية البيئة. 1976. الصفحات 2-1 . EPA 625/1-76-001a. 
  37. وود، آر بي؛ ماكاتامني، سي إف (ديسمبر 1996). "الأراضي الرطبة المُصممة لمعالجة مياه الصرف الصحي: استخدام اللاتريت في وسط قاع المفاعل لإزالة الفوسفور والمعادن الثقيلة". هيدروبيولوجيا . 340 ( 1-3 ): 323-331 . Bibcode : 1996HyBio.340..323W . doi : 10.1007/BF00012776 . S2CID 6182870 . 
  38. وانغ، شاوبين؛ بنغ، يوليان (9 أكتوبر 2009). "الزيوليت الطبيعي كمواد ماصة فعالة في معالجة المياه ومياه الصرف الصحي" (ملف PDF) . مجلة الهندسة الكيميائية . 156 (1): 11-24 . doi : 10.1016/j.cej.2009.10.029 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 10 أكتوبر 2022. تم الاطلاع عليه في 13 يوليو 2019 .
  39. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ "استعادة موارد مياه الصرف الصحي يمكن أن تعالج انعدام الأمن المائي وتقلل انبعاثات الكربون" . بنك الاستثمار الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٩ أغسطس ٢٠٢٢ .
  40. "هل مياه الصرف الصحي هي الذهب الأسود الجديد؟" . مجلة تجديد أفريقيا . 10 أبريل 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أغسطس 2022 .
  41. ^ UBA (Umweltbundesamt) (2014): Maßnahmen zur Verminderung des Eintrages von Mikroschadstoffen in die Gewässer . النص 85/2014 (بالألمانية)
  42. 1 2 Walz, A., Götz, K. (2014): Arzneimittelwirkstoffe im Wasserkreislauf . ISOE-Materialien zur Sozialen Ökologie Nr. 36 (بالألمانية)
  43. ^ بوريا، لورا. إنسانو، بيني ماري ب. حسن، شادي وجيه؛ بالاكريشنان، ماليني؛ بيلجورنو، فينتشنزو؛ دي لونا، مارك دانيال G.؛ باليستيروس، فلورنسيو سي؛ نادديو ، فينسينزو (نوفمبر 2019). "هل تتأثر إزالة المستحضرات الصيدلانية وتلوث الغشاء في المفاعل الحيوي بالغشاء الكهربائي بالكثافة الحالية؟" . علم البيئة الشاملة . 692 : 732– 740. بيب كود : 2019ScTEn.692..732B . دوى : 10.1016/j.scitotenv.2019.07.149 . بميد 31539981 . 
  44. منصة نشر القانون الفيدرالي السويسري: Verordnung des UVEK zur Überprüfung des Reinigungseffekts von Maßnahmen zur Eliminating vonorganischen Spurenstoffen bei Abwasserreinigungsanlagen، 1 ديسمبر 2016 (بالألمانية)
  45. EUR-LEX - توجيه البرلمان الأوروبي والمجلس بشأن معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية (إعادة صياغة)
  46. EUR-LEX - التوجيه (الاتحاد الأوروبي) 2024/3019 الصادر عن البرلمان الأوروبي والمجلس بتاريخ 27 نوفمبر 2024 بشأن معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية (إعادة صياغة) (نص ذو صلة بالمنطقة الاقتصادية الأوروبية)
  47. مارغو، ج.؛ وآخرون (2013). "اللاكاز البكتيري مقابل اللاكاز الفطري: إمكانية تحلل الملوثات الدقيقة" . AMB Express . 3 (1): 63. doi : 10.1186/2191-0855-3-63 . PMC 3819643. PMID 24152339 .   
  48. هيل، ستيفاني (13 أكتوبر 2014). "محلول الفطر الخام لتحليل الملوثات الدقيقة وزيادة أداء خلايا الوقود الحيوي" . الاقتصاد الحيوي BW . شتوتغارت: بيوبرو بادن-فورتمبيرغ.
  49. لوغان، ب.؛ ريغان، ج. (2006). "خلايا الوقود الميكروبية - التحديات والتطبيقات" . العلوم والتكنولوجيا البيئية . 40 (17): 5172-5180 . Bibcode : 2006EnST...40.5172L . doi : 10.1021/es0627592 . PMID 16999086 . 
  50. لينرت، ج.؛ بوركي، ت.؛ إيشر، ب.إ. (2007). "الحد من الملوثات الدقيقة من خلال التحكم في المصدر: تحليل تدفق المواد لـ 212 دواءً في البراز والبول" . علوم وتكنولوجيا المياه . 56 (5): 87-96 . Bibcode : 2007WSTec..56...87L . doi : 10.2166/wst.2007.560 . PMID 17881841 . 
  51. "اليوم الوطني لاستعادة الأدوية الموصوفة" . واشنطن العاصمة: إدارة مكافحة المخدرات الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 يونيو 2021 .
  52. هينز، م.؛ فان لوسدريخت، م.س.م.؛ إيكاما، ج.أ.؛ برديانوفيتش، د. (2008). المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي: المبادئ والنمذجة والتصميم . دار نشر IWA. doi : 10.2166/9781780401867 . ISBN 978-1-78040-186-7. S2CID 108595515 . (تتوفر النسخ الإسبانية والعربية عبر الإنترنت مجاناً)
  53. فون سبيرلينغ، م. (2015). "خصائص مياه الصرف الصحي ومعالجتها والتخلص منها" . مجلة Water Intelligence Online . 6 9781780402086. doi : 10.2166/9781780402086 . ISSN 1476-1777 . 
  54. "التكثيف والتجفيف بالطرد المركزي. صحيفة وقائع" . وكالة حماية البيئة. سبتمبر 2000. EPA 832-F-00-053.
  55. "مكبس ترشيح الحزام. صحيفة وقائع" . المواد الصلبة الحيوية . وكالة حماية البيئة. سبتمبر 2000. EPA 832-F-00-057.
  56. ^ باناجوس، بانوس. بالابيو، كريستيانو؛ لوجاتو، إيمانويل؛ جونز، اروين. بوريلي، باسكوالي؛ سكاربا، سيمون. أورجيازي، ألبرت أو؛ مونتاناريلا ، لوكا (9 يوليو 2018). "المصادر المحتملة لمدخلات النحاس البشرية المنشأ في التربة الزراعية الأوروبية" . الاستدامة . 10 (7): 2380. بيب كود : 2018Sust...10.2380P . دوى : 10.3390/su10072380 . ISSN 2071-1050 . 
  57. فون سبيرلينغ، ماركوس (2007). "خصائص مياه الصرف الصحي ومعالجتها والتخلص منها" . معلومات المياه على الإنترنت . المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي. 6. منشورات IWA. doi : 10.2166/9781780402086 . ISBN 978-1-78040-208-6.
  58. إيكنفيلدر الابن، دبليو دبليو (2000). موسوعة كيرك-أوتمير للتكنولوجيا الكيميائية . جون وايلي وأولاده . doi : 10.1002/0471238961.1615121205031105.a01 . ISBN 978-0-471-48494-3.
  59. "تلوث المياه" . برنامج التثقيف الصحي البيئي . كامبريدج، ماساتشوستس: كلية هارفارد تي إتش تشان للصحة العامة . 23 يوليو 2013. مؤرشف من الأصل في 18 سبتمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 18 سبتمبر 2021 .
  60. "استكشاف الأولويات: الحد من المخاطر الصحية الناجمة عن تلوث مياه الصرف الصحي" (ملف PDF) . الأكاديمية الملكية للهندسة. مايو 2024.
  61. لافيل، ساندرا (21 مايو 2024). "يقول كريس ويتي إن الحد من مياه الصرف الصحي في الأنهار والبحار يمثل أولوية للصحة العامة" . صحيفة الغارديان .
  62. بلاكلي، ريس. "ويتي يحذر من أن التجديف في الأنهار هذا الصيف قد يُمرض الأطفال" . صحيفة التايمز .
  63. سبير-كول، ريبيكا (20 مايو 2024). "تقليل مياه الصرف الصحي في المياه البريطانية يمثل أولوية للصحة العامة - كريس ويتي" . صحيفة الإندبندنت .
  64. «عشرات الرياضيين الثلاثيين يُصابون بأمراض خطيرة بعد السباحة في نهر التايمز» . صحيفة الإندبندنت . 13 يونيو 2024.
  65. "ما المشكلة في السباحة في نهر السين؟" . بي بي سي . 29 يوليو 2024.
  66. منظمة الصحة العالمية (2006). إرشادات منظمة الصحة العالمية للاستخدام الآمن لمياه الصرف الصحي والفضلات والمياه الرمادية - المجلد الرابع: استخدام الفضلات والمياه الرمادية في الزراعة. مؤرشف في 17 أكتوبر 2014 على موقع Wayback Machine . منظمة الصحة العالمية، جنيف، سويسرا
  67. استخدام مياه الصرف الصحي في الزراعة: ليست مشكلة تقتصر على المناطق التي تعاني من ندرة المياه! مؤرشف بتاريخ 9 أبريل 2014 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine). المعهد الدولي لإدارة المياه ، 2010. موجز قضايا المياه 4
  68. توسر، كريستينا (24 مايو 2022). "ما هي إعادة استخدام المياه الصالحة للشرب؟" . ملخص مياه الصرف الصحي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أغسطس 2022 .
  69. أندرسون، ك.، روزمارين، أ.، لاميزانا، ب.، كفارنستروم، إ.، ماكونفيل، ج.، سيدو، ر.، ديكين، س.، وتريمر، س. (2016). الصرف الصحي، وإدارة مياه الصرف الصحي، والاستدامة: من التخلص من النفايات إلى استعادة الموارد . نيروبي وستوكهولم: برنامج الأمم المتحدة للبيئة ومعهد ستوكهولم للبيئة. ISBN 978-92-807-3488-1
  70. 1 2 ريتشي، روزر، ميسبي، أورتيز-أوسبينا (2018) "قياس التقدم المحرز نحو أهداف التنمية المستدامة." (الهدف السادس من أهداف التنمية المستدامة) SDG-Tracker.org، موقع إلكتروني
  71. كوركوران إي، نيلمان سي، بيكر إي، بوس آر، أوزبورن دي، سافيلي إم، محرران. (2010). مياه ملوثة؟: الدور المحوري لإدارة مياه الصرف الصحي في التنمية المستدامة: تقييم سريع للاستجابة (ملف PDF) . أرندال، النرويج: برنامج الأمم المتحدة للبيئة/GRID-أرندال. ISBN 978-82-7701-075-5أُرشف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 18 ديسمبر 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2014 .
  72. الأمم المتحدة للمياه. "الجودة ومياه الصرف الصحي" . الأمم المتحدة للمياه . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أغسطس 2022 .
  73. "المياه والصرف الصحي" . الأمم المتحدة للتنمية المستدامة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أغسطس 2022 .
  74. "لا تتم معالجة سوى 8% من مياه الصرف الصحي في البلدان منخفضة الدخل: الأمم المتحدة" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أغسطس 2022 .
  75. "معالجة 50% من مياه الصرف الصحي عالميًا لا تزال غير كافية" . www.aquatechtrade.com . تاريخ الاطلاع: 29 أغسطس 2022 .
  76. ١ ٢ منظمة الصحة العالمية واليونيسف (٢٠٢١) التقدم المحرز في مجال مياه الشرب المنزلية والصرف الصحي والنظافة الصحية ٢٠٠٠-٢٠٢٠: خمس سنوات على تحقيق أهداف التنمية المستدامة. جنيف: منظمة الصحة العالمية (WHO) ومنظمة الأمم المتحدة للطفولة (اليونيسف)، ٢٠٢١. الترخيص: CC BY-NC-SA 3.0 IGO
  77. "الدول التي تعاني من ندرة المياه: الحاضر والمستقبل" . مختبر البيانات العالمي . 15 أكتوبر 2019. مؤرشف من الأصل في 29 أغسطس 2022. تم الاطلاع عليه في 29 أغسطس 2022 .
  78. المياه وتغير المناخ (باللغات العربية والإنجليزية والإسبانية والفرنسية والإيطالية). باريس : اليونسكو . 2020. ISBN 978-92-3-100371-4تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يونيو 2023 .
  79. بي إف كوبر. "الجوانب التاريخية لمعالجة مياه الصرف الصحي" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 11 مايو 2011. تم الاطلاع عليه في 21 ديسمبر 2013 .
  80. بينيديكسون، جيمي (2011). ثقافة الشطف: تاريخ اجتماعي وقانوني للصرف الصحي . مطبعة جامعة كولومبيا البريطانية. ISBN 978-0-7748-4138-2أُرشف من الأصل في 19 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه في 7 فبراير 2013 .
  81. كولين أ. راسل (2003). إدوارد فرانكلاند: الكيمياء والجدل والمؤامرة في إنجلترا الفيكتورية . مطبعة جامعة كامبريدج. الصفحات 372-380 . ISBN  978-0-521-54581-5.
  82. شارما، سانجاي كومار؛ سانغي، راشمي (2012). التطورات في معالجة المياه ومنع التلوث . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ISBN 978-94-007-4204-8.
  83. هاملين، كريستوفر (1988). "ويليام ديبدين وفكرة المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي" . التكنولوجيا والثقافة . 29 (2). مطبعة جامعة جونز هوبكنز: 189-218 . doi : 10.1353/tech.1988.0136 .
  84. "الأوبئة، وتأثيرات العرض التوضيحي، والاستثمار البلدي في رأس مال الصرف الصحي" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 4 سبتمبر 2006.
  85. "معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية في أوروبا - الوكالة الأوروبية للبيئة" . www.eea.europa.eu . تاريخ الاطلاع: 29 أغسطس 2022 .
  86. "إن جعل محطات معالجة مياه الصرف الصحي في أوروبا أكثر كفاءة واستدامة يمكن أن يساعد في تحقيق أهداف انعدام التلوث - وكالة البيئة الأوروبية" . www.eea.europa.eu . تاريخ الاطلاع: 29 أغسطس 2022 .
  87. "النفايات والمياه والاقتصاد الدائري" . شراكات المناخ 2030. 7 سبتمبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أغسطس 2022 .
  88. «الحكومة تقول إن بإمكان الملوثين إلقاء مياه الصرف الصحي الخطرة في الأنهار مع تعطيل خروج بريطانيا من الاتحاد الأوروبي لمعالجة المياه» . صحيفة الإندبندنت . 7 سبتمبر 2021.
  89. "لماذا تُثير مياه الصرف الصحي ضجة سياسية؟" . مجلة ذا ويك . 26 أكتوبر 2021.
  90. "توجيه المجلس 91/271/EEC الصادر في 21 مايو 1991 بشأن معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية (91/271/EEC)" . تم الاطلاع عليه في 19 يوليو 2009 .
  91. "نظرة عامة على توجيه مياه الصرف الصحي الحضرية" . المفوضية الأوروبية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 يوليو 2009 .
  92. شيلنبرغ، تاتيانا؛ سوبرامانيان، فريشالي؛ غانيشان، غاناباثي؛ تومبكينز، ديفيد؛ براديب، روهيني (2020). "معايير تصريف مياه الصرف الصحي في سياق الاستدامة الحضرية المتطور - حالة الهند" . مجلة فرونتيرز في العلوم البيئية . 8 30. Bibcode : 2020FrEnS...8...30S . doi : 10.3389/fenvs.2020.00030 . ISSN 2296-665X . S2CID 215790363 .  
  93. كور، ر؛ واني، س ب؛ سينغ، أ ك. "إنتاج مياه الصرف الصحي ومعالجتها واستخدامها في الهند" (ملف PDF) . AIS . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 نوفمبر 2020 .
  94. موتويوكي ميزوتشي: تكنولوجيا معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية على نطاق صغير في اليابان، وإمكانية نقل التكنولوجيا. مؤرشف في 13 أبريل 2020 على موقع Wayback Machine ، مجموعة أبحاث البيئة الآسيوية، المعهد الوطني للدراسات البيئية، اليابان، تم الاطلاع عليه في 6 يناير 2011.
  95. "مركز اليابان التعليمي للصرف الصحي البيئي" . www.jeces.or.jp . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 أبريل 2021 .
  96. 1 2 "محطات معالجة مياه الصرف الصحي في ليبيا: التحديات والآفاق المستقبلية" . المجلة الدولية للتخطيط والإدارة البيئية .
  97. الولايات المتحدة. تعديلات قانون مكافحة تلوث المياه الفيدرالي لعام 1972. القانون العام 92-500، تمت الموافقة عليه في 18 أكتوبر 1972. تم تعديله بموجب قانون المياه النظيفة لعام 1977، القانون العام 95-217 ، 27 ديسمبر 1977؛ وقانون جودة المياه لعام 1987، القانون العام 100-4 ، 4 فبراير 1987.   
  98. "النظام الوطني لإزالة تصريف الملوثات" . وكالة حماية البيئة. 21 فبراير 2020.
  99. وكالة حماية البيئة. "لائحة المعالجة الثانوية". قانون اللوائح الفيدرالية، 40 CFR الجزء 133 .
  100. "إرشادات النفايات الصناعية السائلة" . وكالة حماية البيئة. 12 فبراير 2020.