معالجة مياه الصرف الصحي

معالجة مياه الصرف الصحي
مرادف	محطة معالجة مياه الصرف الصحي، محطة استصلاح المياه
الموقع في سلسلة الصرف الصحي	علاج
مستوى التطبيق	المدينة، الحي [1]
مستوى الإدارة	عام
المدخلات	مياه الصرف الصحي ، يمكن أن تكون أيضًا مجرد مياه سوداء (نفايات) ، مياه رمادية [1]
المخرجات	النفايات السائلة ، حمأة الصرف الصحي ، وربما الغاز الحيوي (لبعض الأنواع) [1]
أنواع	قائمة تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي
المخاوف البيئية	تلوث المياه ، الصحة البيئية ، الصحة العامة ، قضايا التخلص من حمأة الصرف الصحي

معالجة مياه الصرف الصحي (أو معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية ، معالجة مياه الصرف الصحي البلدية ) هي نوع من معالجة مياه الصرف الصحي التي تهدف إلى إزالة الملوثات من مياه الصرف الصحي لإنتاج مياه صرف مناسبة للتصريف في البيئة المحيطة أو تطبيق إعادة الاستخدام المقصود، وبالتالي منع تلوث المياه من تصريف مياه الصرف الصحي الخام. ^[2] تحتوي مياه الصرف الصحي على مياه الصرف الصحي من المنازل والشركات وربما مياه الصرف الصناعي المعالجة مسبقًا . هناك عدد كبير من عمليات معالجة مياه الصرف الصحي للاختيار من بينها. يمكن أن تتراوح هذه من أنظمة لامركزية (بما في ذلك أنظمة المعالجة في الموقع) إلى أنظمة مركزية كبيرة تنطوي على شبكة من الأنابيب ومحطات الضخ (تسمى الصرف الصحي ) والتي تنقل مياه الصرف الصحي إلى محطة معالجة. بالنسبة للمدن التي لديها مجاري مشتركة ، ستحمل المجاري أيضًا الجريان السطحي الحضري (مياه الأمطار) إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي. غالبًا ما تتضمن معالجة مياه الصرف الصحي مرحلتين رئيسيتين، تسمى المعالجة الأولية والثانوية ، بينما تتضمن المعالجة المتقدمة أيضًا مرحلة معالجة ثالثية مع عمليات التلميع وإزالة العناصر الغذائية. يمكن للمعالجة الثانوية أن تقلل من المواد العضوية (التي يتم قياسها على أنها الطلب البيولوجي للأكسجين ) من مياه الصرف الصحي، باستخدام العمليات البيولوجية الهوائية أو اللاهوائية. يمكن أيضًا إضافة ما يسمى بخطوة المعالجة الرباعية (يشار إليها أحيانًا باسم المعالجة المتقدمة) لإزالة الملوثات العضوية الدقيقة، مثل المستحضرات الصيدلانية. تم تنفيذ ذلك على نطاق واسع على سبيل المثال في السويد. ^[3]

تم تطوير عدد كبير من تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي، باستخدام عمليات المعالجة البيولوجية في الغالب. يحتاج مهندسو التصميم وصناع القرار إلى مراعاة المعايير الفنية والاقتصادية لكل بديل عند اختيار التكنولوجيا المناسبة. ^{[4] : ​​215} غالبًا ما تكون المعايير الرئيسية للاختيار هي: جودة النفايات المطلوبة، وتكاليف البناء والتشغيل المتوقعة، وتوافر الأرض، ومتطلبات الطاقة وجوانب الاستدامة . في البلدان النامية وفي المناطق الريفية ذات الكثافة السكانية المنخفضة، غالبًا ما تتم معالجة مياه الصرف الصحي من خلال أنظمة الصرف الصحي المختلفة في الموقع ولا يتم نقلها في المجاري. تشمل هذه الأنظمة خزانات الصرف الصحي المتصلة بحقول الصرف الصحي ، وأنظمة الصرف الصحي في الموقع (OSS)، وأنظمة الترشيح بالديدان وغير ذلك الكثير. من ناحية أخرى، قد تشمل محطات معالجة مياه الصرف الصحي المتقدمة والمكلفة نسبيًا المعالجة الثلاثية بالتطهير وربما حتى مرحلة معالجة رابعة لإزالة الملوثات الدقيقة. ^[3]

على المستوى العالمي، يتم معالجة ما يقدر بنحو 52% من مياه الصرف الصحي. ^[5] ومع ذلك، فإن معدلات معالجة مياه الصرف الصحي غير متساوية للغاية بين مختلف البلدان حول العالم. على سبيل المثال، في حين تعالج البلدان ذات الدخل المرتفع ما يقرب من 74% من مياه الصرف الصحي لديها، تعالج البلدان النامية ما معدله 4.2% فقط. ^[5]

تعد معالجة مياه الصرف الصحي جزءًا من مجال الصرف الصحي . يشمل الصرف الصحي أيضًا إدارة النفايات البشرية والنفايات الصلبة بالإضافة إلى إدارة مياه الأمطار (الصرف الصحي). ^[6] غالبًا ما يستخدم مصطلح محطة معالجة مياه الصرف الصحي بالتبادل مع مصطلح محطة معالجة مياه الصرف الصحي . ^{[4] [ الصفحة المطلوبة ] [7]}

غالبًا ما يتم استبدال مصطلح محطة معالجة مياه الصرف الصحي (STP) (أو أعمال معالجة مياه الصرف الصحي ) في الوقت الحاضر بمصطلح محطة معالجة مياه الصرف الصحي (WWTP). ^{[7] [8]} بالمعنى الدقيق للكلمة، فإن المصطلح الأخير هو مصطلح أوسع يمكن أن يشير أيضًا إلى معالجة مياه الصرف الصناعي.

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

الهدف العام من معالجة مياه الصرف الصحي هو إنتاج مياه صرف يمكن تصريفها إلى البيئة مع التسبب في أقل قدر ممكن من تلوث المياه ، أو إنتاج مياه صرف يمكن إعادة استخدامها بطريقة مفيدة. ^[9] يتم تحقيق ذلك عن طريق إزالة الملوثات من مياه الصرف الصحي. إنه شكل من أشكال إدارة النفايات .

فيما يتعلق بالمعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي، يمكن أن تشمل أهداف المعالجة درجات مختلفة مما يلي: تحويل أو إزالة المواد العضوية، والمغذيات (النيتروجين والفوسفور)، والكائنات المسببة للأمراض، والمكونات العضوية النزرة المحددة (الملوثات الدقيقة). ^{[7] : 548}

تنتج بعض أنواع معالجة مياه الصرف الصحي حمأة الصرف الصحي التي يمكن معالجتها قبل التخلص منها بأمان أو إعادة استخدامها. وفي ظل ظروف معينة، يمكن تسمية حمأة الصرف الصحي المعالجة بالرواسب الحيوية ويمكن استخدامها كسماد .

يمكن معالجة مياه الصرف الصحي بالقرب من مكان إنشاء مياه الصرف الصحي، والذي قد يُطلق عليه نظام لامركزي أو حتى نظام في الموقع ( مرفق الصرف الصحي في الموقع ، خزانات الصرف الصحي ، إلخ). بدلاً من ذلك، يمكن جمع مياه الصرف الصحي ونقلها بواسطة شبكة من الأنابيب ومحطات الضخ إلى محطة معالجة بلدية. يُطلق على هذا نظامًا مركزيًا (انظر أيضًا الصرف الصحي والأنابيب والبنية الأساسية ).

تم تطوير عدد كبير من تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي، ومعظمها باستخدام عمليات المعالجة البيولوجية (انظر قائمة تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي ). وعلى نطاق واسع جدًا، يمكن تجميعها في خيارات عالية التقنية (عالية التكلفة) مقابل خيارات منخفضة التقنية (منخفضة التكلفة)، على الرغم من أن بعض التقنيات قد تندرج في أي من الفئتين. تصنيفات التجميع الأخرى هي أنظمة مكثفة أو ميكانيكية (أكثر إحكاما، وغالبًا ما تستخدم خيارات عالية التقنية) مقابل أنظمة واسعة النطاق أو طبيعية أو قائمة على الطبيعة (عادةً ما تستخدم عمليات المعالجة الطبيعية وتشغل مساحات أكبر). قد يكون هذا التصنيف مبسطًا للغاية في بعض الأحيان، لأن محطة المعالجة قد تنطوي على مجموعة من العمليات، وقد يختلف تفسير مفاهيم التكنولوجيا العالية والمنخفضة، والعمليات المكثفة والواسعة النطاق، والعمليات الميكانيكية والطبيعية من مكان إلى آخر.

فيما يلي أمثلة لأنظمة معالجة مياه الصرف الصحي الأقل تكلفة والأكثر تقنية. وغالبًا ما تستخدم القليل من الطاقة أو لا تستخدمها على الإطلاق. ولا توفر بعض هذه الأنظمة مستوى عالٍ من المعالجة، أو تعالج جزءًا فقط من مياه الصرف الصحي (على سبيل المثال مياه الصرف الصحي في المراحيض فقط )، أو توفر فقط المعالجة المسبقة، مثل خزانات الصرف الصحي. ومن ناحية أخرى، تتمتع بعض الأنظمة بالقدرة على توفير أداء جيد ومرضٍ للعديد من التطبيقات. وتعتمد العديد من هذه الأنظمة على عمليات المعالجة الطبيعية، وتتطلب مساحات كبيرة، في حين أن البعض الآخر أكثر إحكاما. وفي معظم الحالات، تُستخدم في المناطق الريفية أو في المجتمعات الصغيرة والمتوسطة الحجم.

على سبيل المثال، تعد برك تثبيت النفايات خيار معالجة منخفض التكلفة ولا تتطلب أي طاقة عمليًا ولكنها تتطلب مساحة كبيرة من الأرض. ^{[4] : 236} ونظرًا لبساطتها الفنية، فإن معظم المدخرات (مقارنة بالأنظمة عالية التقنية) تكون من حيث تكاليف التشغيل والصيانة. ^{[4] : 220-243}

أمثلة للأنظمة التي يمكنها توفير معالجة كاملة أو جزئية لمياه الصرف الصحي في المراحيض فقط:

• مرحاض التسميد (انظر أيضًا المراحيض الجافة بشكل عام)
• مرحاض جاف يعمل على تحويل البول
• مرحاض فيرميفلتر

فيما يلي أمثلة لأنظمة معالجة مياه الصرف الصحي الأكثر تقدمًا وتكثيفًا أو ميكانيكية، والتي غالبًا ما تكون باهظة الثمن نسبيًا. بعضها كثيف الطاقة أيضًا. يوفر العديد منها مستوى عالٍ جدًا من المعالجة. على سبيل المثال، بشكل عام، تحقق عملية الحمأة المنشطة جودة عالية للنفايات ولكنها مكلفة نسبيًا وتستهلك الكثير من الطاقة. ^{[4] : 239}

هناك خيارات معالجة أخرى يمكن تصنيفها كخيارات للتخلص منها، على الرغم من أنه يمكن فهمها أيضًا كخيارات معالجة أساسية. وتشمل هذه: تطبيق الحمأة ، والري ، وحفرة النقع ، وحقل الترشيح ، وبركة الأسماك ، وبركة النباتات العائمة، والتخلص من المياه/ إعادة شحن المياه الجوفية ، والتخلص منها على السطح والتخزين. ^{[12] : 138}

إن تطبيق مياه الصرف الصحي على الأرض هو: نوع من المعالجة ونوع من التخلص النهائي. ^{[4] : 189} ويؤدي إلى إعادة شحن المياه الجوفية و/أو التبخر. ويشمل تطبيق الأرض أنظمة بطيئة المعدل، والتسلل السريع، والتسلل تحت السطح، والتدفق السطحي. ويتم ذلك عن طريق الفيضانات، والأخاديد، والرشاشات، والتنقيط. وهو نظام معالجة/تخلص يتطلب مساحة كبيرة من الأرض للشخص الواحد.

الحمل العضوي للفرد هو أحد المعايير المستخدمة في تصميم محطات معالجة مياه الصرف الصحي. يُعرف هذا المفهوم باسم المكافئ السكاني (PE). يمكن أن تختلف القيمة الأساسية المستخدمة لـ PE من بلد إلى آخر. التعاريف الشائعة الاستخدام في جميع أنحاء العالم هي: 1 PE يعادل 60 جرامًا من الطلب البيولوجي البيوكيميائي للفرد يوميًا، ويعادل أيضًا 200 لتر من مياه الصرف الصحي يوميًا. ^[13] يستخدم هذا المفهوم أيضًا كمعلمة مقارنة للتعبير عن قوة مياه الصرف الصناعي مقارنة بمياه الصرف الصحي.

عند اختيار عملية معالجة مياه الصرف الصحي المناسبة، يحتاج صناع القرار إلى مراعاة المعايير الفنية والاقتصادية. ^{[4] : 215} لذلك، فإن كل تحليل خاص بالموقع. يمكن استخدام تقييم دورة الحياة (LCA)، وتُعزى المعايير أو الأوزان إلى الجوانب المختلفة. وهذا يجعل القرار النهائي ذاتيًا إلى حد ما. ^{[4] : 216} توجد مجموعة من المنشورات للمساعدة في اختيار التكنولوجيا. ^{[4] : 221  [12] [14] [15]}

في البلدان الصناعية ، تكون المعايير الأكثر أهمية في اختيار العملية عادةً هي الكفاءة والموثوقية ومتطلبات المساحة. في البلدان النامية ، قد تكون مختلفة وقد يكون التركيز أكثر على تكاليف البناء والتشغيل بالإضافة إلى بساطة العملية. ^{[4] : 218}

إن اختيار عملية المعالجة الأكثر ملاءمة أمر معقد ويتطلب مدخلات من الخبراء، وغالبًا ما تكون في شكل دراسات جدوى . وذلك لأن العوامل الرئيسية المهمة التي يجب مراعاتها عند تقييم واختيار عمليات معالجة مياه الصرف الصحي عديدة. وهي تشمل: قابلية تطبيق العملية، والتدفق القابل للتطبيق، وتباين التدفق المقبول، وخصائص التدفق الداخل، والمركبات المثبطة أو المقاومة للحرارة، والجوانب المناخية، وحركية العملية وهيدروليكية المفاعل ، والأداء، وبقايا المعالجة، ومعالجة الحمأة، والقيود البيئية، ومتطلبات المنتجات الكيميائية، والطاقة والموارد الأخرى؛ ومتطلبات الموظفين والتشغيل والصيانة؛ والعمليات المساعدة، والموثوقية، والتعقيد، والتوافق، وتوافر المنطقة. ^{[4] : 219}

فيما يتعلق بالتأثيرات البيئية لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي، يتم تضمين الجوانب التالية في عملية الاختيار: الروائح، وجذب النواقل ، ونقل الحمأة، والمخاطر الصحية، وتلوث الهواء ، وتلوث التربة والتربة الجوفية، وتلوث المياه السطحية أو تلوث المياه الجوفية ، وانخفاض قيمة المناطق القريبة، والإزعاج للسكان القريبين. ^{[4] : 220}

الروائح المنبعثة من معالجة مياه الصرف الصحي هي عادة مؤشر على حالة لاهوائية أو معدية . ^[16] تميل المراحل المبكرة من المعالجة إلى إنتاج غازات كريهة الرائحة، حيث يكون كبريتيد الهيدروجين هو الأكثر شيوعًا في توليد الشكاوى. غالبًا ما تعالج مصانع المعالجة الكبيرة في المناطق الحضرية الروائح باستخدام مفاعلات الكربون، أو وسائط الاتصال بالوحل الحيوي، أو جرعات صغيرة من الكلور ، أو السوائل المتداولة لالتقاط الغازات الضارة واستقلابها بيولوجيًا. ^[17] توجد طرق أخرى للتحكم في الرائحة، بما في ذلك إضافة أملاح الحديد، وبيروكسيد الهيدروجين ، ونترات الكالسيوم ، وما إلى ذلك لإدارة مستويات كبريتيد الهيدروجين . ^[18]

تختلف متطلبات الطاقة باختلاف نوع عملية المعالجة وكذلك قوة الصرف الصحي. على سبيل المثال، تتطلب الأراضي الرطبة المصنّعة وبرك التثبيت متطلبات طاقة منخفضة. ^[19] وبالمقارنة، فإن عملية الحمأة المنشطة تستهلك طاقة عالية لأنها تتضمن خطوة تهوية. تنتج بعض محطات معالجة مياه الصرف الصحي الغاز الحيوي من عملية معالجة حمأة الصرف الصحي باستخدام عملية تسمى الهضم اللاهوائي . يمكن لهذه العملية إنتاج طاقة كافية لتلبية معظم احتياجات الطاقة لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي نفسها. ^{[7] : 1505}

بالنسبة لمحطات معالجة الحمأة المنشطة في الولايات المتحدة، عادة ما تكون هناك حاجة إلى حوالي 30 بالمائة من تكاليف التشغيل السنوية للطاقة. ^{[7] : 1703} تُستخدم معظم هذه الكهرباء في التهوية وأنظمة الضخ والمعدات اللازمة لتجفيف الحمأة المجاري . تتطلب محطات معالجة مياه الصرف الصحي المتقدمة، على سبيل المثال لإزالة المغذيات، طاقة أكبر من المحطات التي تحقق فقط المعالجة الأولية أو الثانوية. ^{[7] : 1704}

قد تعمل محطات المعالجة الريفية الصغيرة التي تستخدم مرشحات التنقيط دون متطلبات طاقة صافية، حيث يتم تشغيل العملية برمتها بواسطة التدفق الجاذبي، بما في ذلك توزيع تدفق الدلو المائل وإزالة الحمأة من خزانات الترسيب إلى أسرّة التجفيف. وعادة ما يكون هذا عمليًا فقط في التضاريس الجبلية وفي المناطق حيث تكون محطة المعالجة بعيدة نسبيًا عن المساكن بسبب صعوبة إدارة الروائح. ^{[20] [21]}

في البلدان المتقدمة الخاضعة للتنظيم الشديد، تتلقى مياه الصرف الصناعي عادةً معالجة أولية على الأقل إن لم تكن معالجة كاملة في المصانع نفسها لتقليل الحمل الملوث ، قبل تصريفها إلى المجاري. وللمعالجة الأولية هدفان رئيسيان: أولاً، منع المركبات السامة أو المثبطة من دخول المرحلة البيولوجية لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي وتقليل كفاءتها. وثانيًا، تجنب تراكم المركبات السامة في الحمأة الناتجة عن الصرف الصحي مما يقلل من خيارات إعادة الاستخدام المفيدة لها . قد تحتوي بعض مياه الصرف الصناعي على ملوثات لا يمكن إزالتها بواسطة محطات معالجة مياه الصرف الصحي. أيضًا، قد يؤدي التدفق المتغير للنفايات الصناعية المرتبطة بدورات الإنتاج إلى إزعاج ديناميكيات السكان في وحدات المعالجة البيولوجية. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يعتمد سكان المناطق الحضرية في العديد من أنحاء العالم على أنظمة الصرف الصحي في الموقع بدون مجاري، مثل خزانات الصرف الصحي والمراحيض الحفرية ، وإدارة الحمأة البرازية في هذه المدن تشكل تحديًا هائلاً. ^[22]

بالنسبة لمعالجة مياه الصرف الصحي، فإن استخدام خزانات الصرف الصحي ومرافق الصرف الصحي الأخرى في الموقع (OSSF) منتشر على نطاق واسع في بعض المناطق الريفية، على سبيل المثال تخدم ما يصل إلى 20 في المائة من المنازل في الولايات المتحدة ^[23]

غالبًا ما تتضمن معالجة مياه الصرف الصحي مرحلتين رئيسيتين، تسمى المعالجة الأولية والثانوية، بينما تتضمن المعالجة المتقدمة أيضًا مرحلة معالجة ثالثية مع عمليات التلميع. ^[13] قد تستخدم أنواع مختلفة من معالجة مياه الصرف الصحي بعض أو كل خطوات العملية المذكورة أدناه.

تعمل المعالجة الأولية (والتي تسمى أحيانًا المعالجة الأولية) على إزالة المواد الخشنة التي يمكن جمعها بسهولة من مياه الصرف الصحي الخام قبل أن تتسبب في إتلاف أو انسداد المضخات وخطوط الصرف الصحي في وحدات تنقية المعالجة الأولية .

تمر المياه الداخلة في مياه الصرف الصحي عبر شاشة شريطية لإزالة جميع الأشياء الكبيرة مثل العلب والخرق والعصي والحزم البلاستيكية وما إلى ذلك التي يحملها مجرى الصرف الصحي. ^[24] يتم ذلك عادةً باستخدام شاشة شريطية آلية يتم كنسها ميكانيكيًا في المصانع الحديثة التي تخدم أعدادًا كبيرة من السكان، بينما في المصانع الأصغر أو الأقل حداثة، يمكن استخدام شاشة يتم تنظيفها يدويًا. عادةً ما يتم ضبط سرعة كنس شاشة الشريط الميكانيكية وفقًا للتراكم على شاشات الشريط و/أو معدل التدفق. يتم جمع المواد الصلبة والتخلص منها لاحقًا في مكب النفايات أو حرقها. يمكن استخدام شاشات الشريط أو شاشات الشبكة بأحجام مختلفة لتحسين إزالة المواد الصلبة. إذا لم تتم إزالة المواد الصلبة الكبيرة، فإنها تلتصق بالأنابيب والأجزاء المتحركة من محطة المعالجة، ويمكن أن تسبب أضرارًا كبيرة وانعدام الكفاءة في العملية. ^{[25] : 9}

تتكون الحصى من الرمل والحصى والصخور ومواد ثقيلة أخرى. قد تشمل المعالجة الأولية قناة أو غرفة لإزالة الرمل أو الحصى، حيث يتم تقليل سرعة مياه الصرف الصحي الواردة للسماح بترسيب الحصى. إزالة الحصى ضرورية (1) لتقليل تكوين الرواسب في خزانات الترسيب الأولية وخزانات التهوية والهضم اللاهوائي والأنابيب والقنوات وما إلى ذلك (2) تقليل تكرار تنظيف الخزان الناجم عن التراكم المفرط للحصى؛ و (3) حماية المعدات الميكانيكية المتحركة من التآكل والتآكل غير الطبيعي المصاحب. إزالة الحصى ضرورية للمعدات ذات الأسطح المعدنية المخرطة عن كثب مثل المفتتات والشاشات الدقيقة وأجهزة الطرد المركزي والمبادلات الحرارية ومضخات الحجاب الحاجز ذات الضغط العالي.

تأتي غرف الحصى بثلاثة أنواع: غرف حصى أفقية، وغرف حصى مهواة، وغرف حصى دوامية. تشمل غرف الحصى الدوامية دوامة مستحثة ميكانيكيًا، ودوامة مستحثة هيدروليكيًا، وفاصلات دوامة متعددة الصواني. ونظرًا لأن أنظمة إزالة الحصى مصممة تقليديًا لإزالة الجسيمات غير العضوية النظيفة التي يزيد حجمها عن 0.210 مليمتر (0.0083 بوصة)، فإن معظم الحصى الدقيقة تمر عبر تدفقات إزالة الحصى في ظل الظروف العادية. أثناء فترات التدفق العالي، يتم إعادة تعليق الحصى المترسبة وتزداد كمية الحصى التي تصل إلى محطة المعالجة بشكل كبير. ^[7]

يمكن استخدام أحواض المعادلة لتحقيق معادلة التدفق. وهذا مفيد بشكل خاص لأنظمة الصرف الصحي المشتركة التي تنتج تدفقات ذروة في الطقس الجاف أو تدفقات ذروة في الطقس الرطب أعلى بكثير من التدفقات المتوسطة. ^{[7] : 334} يمكن لهذه الأحواض تحسين أداء عمليات المعالجة البيولوجية والمصفيات الثانوية. ^{[7] : 334}

تشمل العيوب تكلفة رأس مال الأحواض ومتطلبات المساحة. يمكن أن توفر الأحواض أيضًا مكانًا للاحتفاظ مؤقتًا وتخفيف وتوزيع دفعات تصريف مياه الصرف الصحي السامة أو عالية القوة والتي قد تمنع المعالجة الثانوية البيولوجية (مثل مياه الصرف الصحي من المراحيض المحمولة أو الحمأة البرازية التي يتم إحضارها إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي في شاحنات التفريغ ). تتطلب أحواض معادلة التدفق التحكم المتغير في التفريغ، وعادةً ما تتضمن أحكامًا للتجاوز والتنظيف، وقد تتضمن أيضًا مهويات والتحكم في الرائحة. ^[26]

في بعض المصانع الكبيرة، تتم إزالة الدهون والشحوم عن طريق تمرير مياه الصرف الصحي عبر خزان صغير حيث تقوم أجهزة إزالة الدهون بجمع الدهون العائمة على السطح. يمكن أيضًا استخدام منفاخات الهواء في قاعدة الخزان للمساعدة في استعادة الدهون على شكل رغوة. ومع ذلك، تستخدم العديد من المصانع أجهزة تنقية أولية مع أجهزة إزالة الدهون والشحوم الميكانيكية لإزالة الدهون والشحوم.

المعالجة الأولية هي "إزالة جزء من المواد الصلبة العالقة والمواد العضوية من مياه الصرف الصحي". ^{[7] : 11} وتتكون من السماح لمياه الصرف الصحي بالمرور ببطء عبر حوض حيث يمكن للمواد الصلبة الثقيلة أن تترسب في القاع بينما تطفو الزيوت والشحوم والمواد الصلبة الأخف وزناً على السطح ويتم كشطها. تسمى هذه الأحواض خزانات الترسيب الأولية أو المصفيات الأولية وعادة ما يكون لها وقت احتفاظ هيدروليكي (HRT) من 1.5 إلى 2.5 ساعة. ^{[7] : 398} تتم إزالة المواد المستقرة والعائمة ويمكن تفريغ السائل المتبقي أو إخضاعه للمعالجة الثانوية. عادة ما تكون خزانات الترسيب الأولية مجهزة بكاشطات تعمل ميكانيكيًا والتي تدفع باستمرار الحمأة المجمعة نحو قادوس في قاعدة الخزان حيث يتم ضخها إلى مرافق معالجة الحمأة. ^{[25] : 9-11}

في بعض الأحيان، تشتمل محطات معالجة مياه الصرف الصحي المتصلة بنظام صرف صحي مشترك على ترتيب تجاوز بعد وحدة المعالجة الأولية. وهذا يعني أنه أثناء هطول الأمطار الغزيرة للغاية، يمكن تجاوز أنظمة المعالجة الثانوية والثالثية لحمايتها من التحميل الزائد الهيدروليكي، ويتلقى خليط مياه الصرف الصحي ومياه الأمطار المعالجة الأولية فقط. ^[27]

تزيل خزانات الترسيب الأولية حوالي 50-70% من المواد الصلبة العالقة، و25-40% من الطلب البيولوجي للأكسجين (BOD). ^{[7] : 396}

تم تصميم العمليات الرئيسية المشاركة في معالجة مياه الصرف الصحي الثانوية لإزالة أكبر قدر ممكن من المواد الصلبة. ^[13] يستخدمون العمليات البيولوجية لهضم وإزالة المواد القابلة للذوبان المتبقية، وخاصة الجزء العضوي. يمكن القيام بذلك إما بعمليات النمو المعلق أو الأغشية الحيوية. تنمو الكائنات الحية الدقيقة التي تتغذى على المادة العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي وتتكاثر، وتشكل المواد الصلبة البيولوجية أو الكتلة الحيوية. تنمو هذه وتتجمع معًا في شكل كتل أو أغشية حيوية، وفي بعض العمليات المحددة، على شكل حبيبات. تشكل الكتل البيولوجية أو الأغشية الحيوية والمواد الصلبة الدقيقة المتبقية حمأة يمكن ترسيبها وفصلها. بعد الفصل، يبقى سائل خالٍ تقريبًا من المواد الصلبة، وبتركيز منخفض للغاية من الملوثات. ^[13]

يمكن للمعالجة الثانوية أن تقلل من المواد العضوية (التي يتم قياسها من خلال الطلب البيولوجي على الأكسجين) من مياه الصرف الصحي، وذلك باستخدام العمليات الهوائية أو اللاهوائية. إن الكائنات الحية المشاركة في هذه العمليات حساسة لوجود المواد السامة، على الرغم من أنه من غير المتوقع أن تكون موجودة بتركيزات عالية في مياه الصرف الصحي البلدية النموذجية.

تتضمن معالجة مياه الصرف الصحي المتقدمة عمومًا ثلاث مراحل رئيسية، تسمى المعالجة الأولية والثانوية والثالثية ولكنها قد تشمل أيضًا مراحل وسيطة وعمليات تلميع نهائية. الغرض من المعالجة الثلاثية (وتسمى أيضًا المعالجة المتقدمة ) هو توفير مرحلة معالجة نهائية لتحسين جودة النفايات بشكل أكبر قبل تصريفها إلى جسم المياه المستقبل أو إعادة استخدامها. يمكن استخدام أكثر من عملية معالجة ثالثية في أي محطة معالجة. إذا تم ممارسة التطهير، فهي دائمًا العملية النهائية. ويسمى أيضًا تلميع النفايات . قد تشمل المعالجة الثلاثية إزالة المغذيات البيولوجية (بدلاً من ذلك، يمكن تصنيف ذلك على أنه معالجة ثانوية) والتطهير وإزالة الملوثات الدقيقة، مثل الملوثات الصيدلانية الثابتة بيئيًا .

يتم تعريف المعالجة الثلاثية أحيانًا على أنها أي شيء أكثر من المعالجة الأولية والثانوية للسماح بالتصريف في نظام بيئي شديد الحساسية أو هش مثل مصبات الأنهار أو الأنهار ذات التدفق المنخفض أو الشعاب المرجانية . ^[28] يتم تطهير المياه المعالجة أحيانًا كيميائيًا أو جسديًا (على سبيل المثال، عن طريق البحيرات والترشيح الدقيق ) قبل تصريفها في مجرى مائي أو نهر أو خليج أو بحيرة أو أرض رطبة ، أو يمكن استخدامها لري ملعب جولف أو طريق أخضر أو ​​حديقة. إذا كانت نظيفة بدرجة كافية، فيمكن استخدامها أيضًا لإعادة شحن المياه الجوفية أو للأغراض الزراعية.

يزيل ترشيح الرمل الكثير من المواد العالقة المتبقية. ^{[25] : 22–23} يزيل الترشيح فوق الكربون المنشط ، والذي يُسمى أيضًا امتصاص الكربون، السموم المتبقية . ^{[25] : 19} تُستخدم الترشيح الدقيق أو الأغشية الاصطناعية في المفاعلات الحيوية الغشائية ويمكنها أيضًا إزالة مسببات الأمراض. ^{[7] : 854}

يمكن تحقيق الاستقرار والتحسين البيولوجي لمياه الصرف الصحي المعالجة من خلال التخزين في برك أو بحيرات صناعية كبيرة. هذه البحيرات هوائية للغاية، وغالبًا ما يتم تشجيع استعمارها بواسطة النباتات الكبيرة المحلية ، وخاصة القصب.

يهدف تطهير مياه الصرف الصحي المعالجة إلى قتل مسببات الأمراض (الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض) قبل التخلص منها. وهي فعالة بشكل متزايد بعد اكتمال المزيد من عناصر تسلسل المعالجة السابق. ^{[29] : 359} الغرض من التطهير في معالجة مياه الصرف الصحي هو تقليل عدد مسببات الأمراض في المياه بشكل كبير ليتم تصريفها مرة أخرى إلى البيئة أو لإعادة استخدامها. غالبًا ما يتم تنظيم المستوى المستهدف لتقليل الملوثات البيولوجية مثل مسببات الأمراض من قبل السلطة الحكومية الرئاسية. تعتمد فعالية التطهير على جودة المياه التي تتم معالجتها (مثل العكارة ودرجة الحموضة وما إلى ذلك) ونوع التطهير المستخدم وجرعة المطهر (التركيز والوقت) والمتغيرات البيئية الأخرى. سيتم معالجة المياه ذات العكارة العالية بنجاح أقل، حيث يمكن للمادة الصلبة أن تحمي الكائنات الحية، وخاصة من الأشعة فوق البنفسجية أو إذا كانت أوقات التلامس منخفضة. بشكل عام، تعمل أوقات التلامس القصيرة والجرعات المنخفضة والتدفقات العالية جميعها ضد التطهير الفعال. تشمل الطرق الشائعة للتطهير الأوزون ، والكلور ، والأشعة فوق البنفسجية ، أو هيبوكلوريت الصوديوم . ^{[25] : 16} لا يستخدم أحادي الكلورامين ، المستخدم في مياه الشرب، في معالجة مياه الصرف الصحي بسبب ثباته.

تظل عملية الكلورة الشكل الأكثر شيوعًا لتطهير مياه الصرف الصحي المعالجة في العديد من البلدان نظرًا لتكلفتها المنخفضة وتاريخ فعاليتها الطويل. أحد العيوب هو أن كلورة المواد العضوية المتبقية يمكن أن تولد مركبات عضوية مكلورة قد تكون مسببة للسرطان أو ضارة بالبيئة. قد يكون الكلور المتبقي أو الكلورامينات قادرًا أيضًا على كلورة المواد العضوية في البيئة المائية الطبيعية. علاوة على ذلك، نظرًا لأن الكلور المتبقي سام للأنواع المائية، فيجب أيضًا إزالة الكلور من النفايات المعالجة كيميائيًا، مما يزيد من تعقيد وتكلفة المعالجة.

يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية (UV) بدلاً من الكلور أو اليود أو المواد الكيميائية الأخرى. نظرًا لعدم استخدام أي مواد كيميائية، فإن المياه المعالجة ليس لها تأثير سلبي على الكائنات الحية التي تستهلكها لاحقًا، كما قد تكون الحال مع الطرق الأخرى. تسبب الأشعة فوق البنفسجية في إتلاف البنية الجينية للبكتيريا والفيروسات ومسببات الأمراض الأخرى ، مما يجعلها غير قادرة على التكاثر. تتمثل العيوب الرئيسية لتطهير الأشعة فوق البنفسجية في الحاجة إلى صيانة واستبدال المصابيح بشكل متكرر والحاجة إلى مياه صرف معالجة بشكل كبير لضمان عدم حماية الكائنات الحية الدقيقة المستهدفة من الأشعة فوق البنفسجية (أي أن أي مواد صلبة موجودة في المياه المعالجة قد تحمي الكائنات الحية الدقيقة من الأشعة فوق البنفسجية). في العديد من البلدان، أصبحت الأشعة فوق البنفسجية هي الوسيلة الأكثر شيوعًا للتطهير بسبب المخاوف بشأن تأثيرات الكلور في كلورة المواد العضوية المتبقية في مياه الصرف الصحي المعالجة وفي كلورة المواد العضوية في المياه المستقبلة.

كما هو الحال مع المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، فإن التعقيم الحراري لا يضيف مواد كيميائية إلى المياه المعالجة. ومع ذلك، على عكس الأشعة فوق البنفسجية، يمكن للحرارة أن تخترق السوائل غير الشفافة. يمكن للتطهير الحراري أيضًا اختراق المواد الصلبة داخل مياه الصرف الصحي، وتعقيم محتوياتها. توفر أنظمة تطهير النفايات الحرارية تطهيرًا منخفض الموارد ومنخفض الصيانة للنفايات بمجرد تركيبها.

يتم توليد الأوزون ( O3 ) عن طريق تمرير الأكسجين ( O2 ) عبر جهد عالي الجهد مما يؤدي إلى ربط ذرة أكسجين ثالثة _وتكوين O3 . الأوزون غير مستقر للغاية _{وتفاعلي ويؤكسد معظم المواد العضوية التي يتلامس معها، وبالتالي يدمر العديد من الكائنات الحية الدقيقة المسببة} للأمراض. يعتبر الأوزون أكثر أمانًا من الكلور لأنه، على عكس الكلور الذي يجب تخزينه في الموقع (سام للغاية في حالة الإطلاق العرضي)، يتم توليد الأوزون في الموقع حسب الحاجة من الأكسجين في الهواء المحيط. كما ينتج الأوزون عددًا أقل من المنتجات الثانوية للتطهير مقارنة بالكلور. من عيوب تطهير الأوزون التكلفة العالية لمعدات توليد الأوزون ومتطلبات المشغلين المتخصصين. تتطلب معالجة مياه الصرف الصحي بالأوزون استخدام مولد الأوزون ، الذي يزيل تلوث المياه حيث تتسرب فقاعات الأوزون عبر الخزان.

يمكن أن تكون الأغشية أيضًا مطهرات فعالة، لأنها تعمل كحواجز، تتجنب مرور الكائنات الحية الدقيقة. ونتيجة لذلك، قد يكون المصب النهائي خاليًا من الكائنات المسببة للأمراض، اعتمادًا على نوع الغشاء المستخدم. يتم تطبيق هذا المبدأ في المفاعلات الحيوية الغشائية .

قد تحتوي مياه الصرف الصحي على مستويات عالية من العناصر الغذائية النيتروجين والفوسفور . وقد تم نشر القيم النموذجية لأحمال المغذيات للشخص الواحد وتركيزات المغذيات في مياه الصرف الصحي الخام في البلدان النامية على النحو التالي: 8 جرام/شخص/يوم للنيتروجين الكلي (45 مجم/لتر)، 4.5 جرام/شخص/يوم للأمونيا -N (25 مجم/لتر) و1.0 جرام/شخص/يوم للفوسفور الكلي (7 مجم/لتر). ^{[4] : 57} النطاقات النموذجية لهذه القيم هي: 6-10 جرام/شخص/يوم للنيتروجين الكلي (35-60 مجم/لتر)، 3.5-6 جرام/شخص/يوم للأمونيا -N (20-35 مجم/لتر) و0.7-2.5 جرام/شخص/يوم للفوسفور الكلي (4-15 مجم/لتر). ^{[4] : 57}

يمكن أن يؤدي الإفراط في إطلاق الطحالب إلى البيئة إلى تلوث المغذيات ، والذي يمكن أن يتجلى في عملية التغذية الزائدة . يمكن أن تؤدي هذه العملية إلى ازدهار الطحالب ، والنمو السريع، ثم التحلل في وقت لاحق، في تجمعات الطحالب. بالإضافة إلى التسبب في نقص الأكسجين، تنتج بعض أنواع الطحالب سمومًا تلوث إمدادات مياه الشرب .

يعتبر نيتروجين الأمونيا، في صورة الأمونيا الحرة (NH ₃ )، سامًا للأسماك. وعندما يتحول نيتروجين الأمونيا إلى نتريت ثم إلى نترات في المسطح المائي، في عملية النترتة، فإنه يرتبط باستهلاك الأكسجين المذاب. وقد يكون للنتريت والنترات أيضًا أهمية صحية عامة إذا كانت تركيزاتهما مرتفعة في مياه الشرب ، بسبب مرض يسمى ميتاهيموغلوبين الدم . ^{[4] : 42}

إن إزالة الفوسفور أمر مهم لأن الفوسفور يعد من العناصر الغذائية المحدودة لنمو الطحالب في العديد من أنظمة المياه العذبة. لذلك، فإن زيادة الفوسفور يمكن أن تؤدي إلى زيادة المغذيات. كما أنها مهمة بشكل خاص لأنظمة إعادة استخدام المياه حيث قد تؤدي تركيزات الفوسفور العالية إلى تلوث المعدات الموجودة في مجرى النهر مثل التناضح العكسي .

تتوفر مجموعة من عمليات المعالجة لإزالة النيتروجين والفوسفور. ويعتبر البعض إزالة المغذيات البيولوجية (BNR) نوعًا من عمليات المعالجة الثانوية، ^[7] ويعتبرها البعض الآخر عملية معالجة ثالثية (أو متقدمة ).

يتم إزالة النيتروجين من خلال الأكسدة البيولوجية للنيتروجين من الأمونيا إلى نترات ( النترتة )، تليها عملية نزع النتروجين ، وهي عملية اختزال النترات إلى غاز النيتروجين. يتم إطلاق غاز النيتروجين إلى الغلاف الجوي وبالتالي إزالته من الماء.

النترتة بحد ذاتها هي عملية هوائية من خطوتين، كل خطوة يتم تسهيلها بواسطة نوع مختلف من البكتيريا. غالبًا ما يتم تسهيل أكسدة الأمونيا (NH ₄ ⁺ ) إلى نتريت (NO ₂ ^{− ) بواسطة بكتيريا مثل} Nitrosomonas spp. ( يشير nitroso إلى تكوين مجموعة وظيفية نيتروسو ). أكسدة النتريت إلى نترات (NO ₃ ⁻ )، على الرغم من الاعتقاد التقليدي بأن Nitrobacter spp. (يشير nitro إلى تكوين مجموعة وظيفية نيترو )، من المعروف الآن أن تسهيلها في البيئة يتم بشكل أساسي بواسطة Nitrospira spp.

تتطلب عملية نزع النتروجين ظروفًا خالية من الأكسجين لتشجيع تكوين المجتمعات البيولوجية المناسبة. تشير الظروف الخالية من الأكسجين إلى حالة يكون فيها الأكسجين غائبًا ولكن النترات موجودة. يتم تسهيل عملية نزع النتروجين من خلال مجموعة واسعة من البكتيريا. يمكن استخدام عملية الحمأة المنشطة ومرشحات الرمل وبرك تثبيت النفايات والأراضي الرطبة المصنّعة وغيرها من العمليات لتقليل النيتروجين. ^{[25] : 17-18} نظرًا لأن عملية نزع النتروجين هي اختزال النترات إلى غاز ثنائي النيتروجين (النيتروجين الجزيئي)، فإن هناك حاجة إلى مانح للإلكترون . يمكن أن يكون هذا، اعتمادًا على مياه الصرف الصحي، مادة عضوية (من مياه الصرف الصحي نفسها)، أو كبريتيد ، أو مانح مضاف مثل الميثانول . يجب خلط الحمأة الموجودة في الخزانات الخالية من الأكسجين (خزانات نزع النتروجين) جيدًا (خليط من السائل المختلط المعاد تدويره والحمأة المنشطة العائدة والمياه الداخلة الخام) على سبيل المثال باستخدام خلاطات غاطسة من أجل تحقيق عملية نزع النتروجين المطلوبة.

بمرور الوقت، تطورت تكوينات المعالجة المختلفة لعمليات الحمأة المنشطة لتحقيق مستويات عالية من إزالة النيتروجين. كان المخطط الأولي يسمى عملية لودزاك-إيتنجر. لم يتمكن من تحقيق مستوى عالٍ من إزالة النتروجين. ^{[7] : 616} جاءت عملية لودزاك-إيتنجر المعدلة (MLE) لاحقًا وكانت تحسينًا للمفهوم الأصلي. إنها تعيد تدوير السائل المختلط من نهاية التفريغ لخزان التهوية إلى رأس الخزان الخالي من الأكسجين. يوفر هذا النترات للبكتيريا الاختيارية. ^{[7] : 616}

توجد تكوينات أخرى للعملية، مثل الاختلافات في عملية باردينفو. ^{[30] : 160} وقد تختلف في وضع الخزانات الخالية من الأكسجين، على سبيل المثال قبل وبعد خزانات التهوية.

وقد قدرت دراسات مياه الصرف الصحي في الولايات المتحدة في أواخر الستينيات متوسط ​​مساهمة الفرد بنحو 500 جرام (18 أونصة) في البول والبراز، و1000 جرام (35 أونصة) في المنظفات الصناعية، وكميات متغيرة أقل تستخدم كمواد كيميائية للتحكم في التآكل والترسبات في إمدادات المياه. ^[31] وقد أدى التحكم في المصدر من خلال تركيبات المنظفات البديلة لاحقًا إلى تقليل المساهمة الأكبر، ولكن بطبيعة الحال ظل محتوى الفوسفور في البول والبراز دون تغيير.

يمكن إزالة الفوسفور بيولوجيًا في عملية تسمى إزالة الفوسفور البيولوجي المعززة . في هذه العملية، يتم إثراء بكتيريا محددة، تسمى الكائنات الحية المتراكمة للفوسفات (PAOs)، بشكل انتقائي وتتراكم كميات كبيرة من الفوسفور داخل خلاياها (تصل إلى 20 في المائة من كتلتها). ^{[30] : 148-155}

يمكن أيضًا تحقيق إزالة الفوسفور عن طريق الترسيب الكيميائي ، عادةً بأملاح الحديد (مثل كلوريد الحديديك ) أو الألومنيوم (مثل الشبة ) أو الجير. ^{[25] : 18} قد يؤدي هذا إلى إنتاج أعلى للحمأة حيث تترسب الهيدروكسيدات ويمكن أن تكون المواد الكيميائية المضافة باهظة الثمن. تتطلب إزالة الفوسفور الكيميائي بصمة معدات أصغر بكثير من الإزالة البيولوجية، وهي أسهل في التشغيل وغالبًا ما تكون أكثر موثوقية من إزالة الفوسفور البيولوجي. طريقة أخرى لإزالة الفوسفور هي استخدام اللاتريت الحبيبي أو الزيوليت . ^{[32] [33]}

تستخدم بعض الأنظمة كلاً من إزالة الفوسفور البيولوجي وإزالة الفوسفور الكيميائي. ويمكن استخدام إزالة الفوسفور الكيميائي في هذه الأنظمة كنظام احتياطي، للاستخدام عندما لا تتمكن إزالة الفوسفور البيولوجي من إزالة الفوسفور الكافي، أو يمكن استخدامها بشكل مستمر. وفي كلتا الحالتين، فإن استخدام إزالة الفوسفور البيولوجي والكيميائي له ميزة عدم زيادة إنتاج الحمأة بقدر إزالة الفوسفور الكيميائي بمفرده، مع عيب التكلفة الأولية المتزايدة المرتبطة بتثبيت نظامين مختلفين.

بمجرد إزالته، يمكن إرسال الفوسفور، في شكل حمأة صرف صحي غنية بالفوسفات ، إلى مكب النفايات أو استخدامه كسماد مخلوطًا بحمأة صرف صحي مهضومة أخرى. في الحالة الأخيرة، يُشار إلى حمأة الصرف الصحي المعالجة أحيانًا أيضًا باسم المواد الصلبة الحيوية. يمكن تلبية 22٪ من احتياجات الفوسفور في العالم عن طريق إعادة تدوير مياه الصرف الصحي السكنية. ^{[34] [35]}

قد لا يتم القضاء على الملوثات الدقيقة مثل المستحضرات الصيدلانية ومكونات المواد الكيميائية المنزلية والمواد الكيميائية المستخدمة في الشركات أو الصناعات الصغيرة والملوثات الصيدلانية البيئية الثابتة (EPPP) أو المبيدات الحشرية في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي المستخدمة بشكل شائع (المعالجة الأولية والثانوية والثالثية) وبالتالي تؤدي إلى تلوث المياه. ^[36] وعلى الرغم من أن تركيزات هذه المواد ومنتجات تحللها منخفضة للغاية، إلا أنه لا يزال هناك احتمال لإلحاق الضرر بالكائنات المائية. بالنسبة للمستحضرات الصيدلانية ، تم تحديد المواد التالية على أنها ذات صلة سمية: المواد ذات التأثيرات المخلة بالغدد الصماء والمواد السامة للجينات والمواد التي تعزز تطور المقاومة البكتيرية . ^[37] وهي تنتمي بشكل أساسي إلى مجموعة الملوثات الصيدلانية البيئية الثابتة.

يتم تنفيذ تقنيات التخلص من الملوثات الدقيقة من خلال مرحلة معالجة رابعة أثناء معالجة مياه الصرف الصحي في ألمانيا وسويسرا والسويد ^[3] وهولندا والاختبارات جارية في العديد من البلدان الأخرى. ^[38] تتكون خطوات العملية هذه بشكل أساسي من مرشحات الكربون المنشط التي تمتص الملوثات الدقيقة. تم اقتراح الجمع بين الأكسدة المتقدمة مع الأوزون متبوعًا بالكربون المنشط الحبيبي (GAC) كمزيج علاج فعال من حيث التكلفة لبقايا الأدوية. لتقليل البلاستيدات الدقيقة بالكامل، تم اقتراح مزيج من الترشيح الفائق متبوعًا بالكربون المنشط الحبيبي (GAC). كما يتم التحقيق في استخدام الإنزيمات مثل اللاكياز التي تفرزها الفطريات. ^{[39] [40]} يتم التحقيق في خلايا الوقود الحيوي الميكروبية لخاصيتها في معالجة المواد العضوية في مياه الصرف الصحي. ^[41]

لتقليل المستحضرات الصيدلانية في المسطحات المائية، يتم أيضًا التحقيق في تدابير التحكم في المصدر، مثل الابتكارات في تطوير الأدوية أو التعامل الأكثر مسؤولية مع الأدوية. ^{[37] [42]} في الولايات المتحدة، تعد مبادرة الاستعادة الوطنية برنامجًا تطوعيًا مع عامة الناس، يشجع الناس على إعادة الأدوية الزائدة أو منتهية الصلاحية، وتجنب التخلص منها في نظام الصرف الصحي. ^[43]

يمكن أن يكون لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي تأثيرات كبيرة على الحالة الحيوية للمياه المستقبلة ويمكن أن تتسبب في بعض تلوث المياه، وخاصة إذا كانت عملية المعالجة المستخدمة أساسية فقط. على سبيل المثال، بالنسبة لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي التي لا تقوم بإزالة المغذيات، يمكن أن يشكل تغذية المسطحات المائية المستقبلة مشكلة.

في عام 2024، أصدرت الأكاديمية الملكية للهندسة دراسة حول تأثيرات مياه الصرف الصحي على الصحة العامة في المملكة المتحدة. ^[52] حظيت الدراسة باهتمام وسائل الإعلام، مع تعليقات من كبار المتخصصين في مجال الصحة في المملكة المتحدة، بما في ذلك السير كريس ويتي . حددت الدراسة 15 توصية لهيئات المملكة المتحدة المختلفة للحد بشكل كبير من مخاطر الصحة العامة من خلال زيادة جودة المياه في مجاريها المائية ، مثل الأنهار والبحيرات.

بعد صدور التقرير، أجرت صحيفة الجارديان مقابلة مع ويتي، الذي ذكر أن تحسين جودة المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي يجب أن يكون على مستوى عالٍ من الأهمية و"أولوية للصحة العامة". وقارن ذلك بالقضاء على الكوليرا في القرن التاسع عشر في البلاد بعد التحسينات التي طرأت على شبكة معالجة مياه الصرف الصحي. ^[53] حددت الدراسة أيضًا أن انخفاض تدفقات المياه في الأنهار شهد مستويات عالية من تركيز مياه الصرف الصحي ، بالإضافة إلى أوقات الفيضانات أو هطول الأمطار الغزيرة. في حين ارتبط هطول الأمطار الغزيرة دائمًا بفيضان مياه الصرف الصحي في الجداول والأنهار، فقد ذهبت وسائل الإعلام البريطانية إلى حد تحذير الآباء من مخاطر التجديف في الأنهار الضحلة أثناء الطقس الدافئ. ^[54]

جاءت تعليقات ويتي بعد أن كشفت الدراسة أن المملكة المتحدة تشهد نموًا في عدد الأشخاص الذين يستخدمون المياه الساحلية والداخلية للترفيه. يمكن ربط هذا بالاهتمام المتزايد بأنشطة مثل السباحة في المياه المفتوحة أو الرياضات المائية الأخرى . ^[55] وعلى الرغم من هذا النمو في الترفيه، فإن رداءة جودة المياه تعني أن البعض أصبحوا مرضى أثناء الأحداث. ^[56] والأمر الأكثر أهمية هو أن دورة الألعاب الأولمبية في باريس 2024 اضطرت إلى تأجيل العديد من الأحداث التي تركز على السباحة مثل الترياتلون بسبب ارتفاع مستويات الصرف الصحي في نهر السين . ^[57]

على نحو متزايد، يستخدم الناس مياه الصرف الصحي المعالجة أو حتى غير المعالجة للري لإنتاج المحاصيل. وتوفر المدن أسواقًا مربحة للمنتجات الطازجة، وبالتالي فهي جذابة للمزارعين. ولأن الزراعة مضطرة إلى التنافس على موارد المياه الشحيحة بشكل متزايد مع الصناعة والمستخدمين البلديين، فغالبًا ما لا يوجد بديل للمزارعين سوى استخدام المياه الملوثة بمياه الصرف الصحي مباشرة لسقي محاصيلهم. وقد تكون هناك مخاطر صحية كبيرة مرتبطة باستخدام المياه المحملة بمسببات الأمراض بهذه الطريقة. وضعت منظمة الصحة العالمية إرشادات للاستخدام الآمن لمياه الصرف الصحي في عام 2006. ^[58] وهم يدافعون عن نهج "الحواجز المتعددة" لاستخدام مياه الصرف الصحي، حيث يتم تشجيع المزارعين على تبني سلوكيات مختلفة للحد من المخاطر. وتشمل هذه وقف الري قبل أيام قليلة من الحصاد للسماح لمسببات الأمراض بالموت في ضوء الشمس، وتطبيق الماء بعناية حتى لا يلوث الأوراق التي من المرجح أن تؤكل نيئة، وتنظيف الخضروات بالمطهرات أو السماح للحمأة البرازية المستخدمة في الزراعة بالجفاف قبل استخدامها كسماد بشري. ^[59]

قبل القرن العشرين في أوروبا، كانت المجاري تصب عادة في مسطح مائي مثل النهر أو البحيرة أو المحيط. ولم تكن هناك معالجة، لذا كان تحلل النفايات البشرية متروكًا للنظام البيئي . وقد يؤدي هذا إلى نتائج مرضية إذا كانت القدرة الاستيعابية للنظام البيئي كافية وهو ما لا يحدث في كثير من الأحيان في الوقت الحاضر بسبب زيادة الكثافة السكانية. ^{[4] : 78}

اليوم، الوضع في المناطق الحضرية في البلدان الصناعية هو أن المجاري عادةً ما توجه محتوياتها إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي بدلاً من توجيهها مباشرة إلى مسطح مائي. ومع ذلك، في العديد من البلدان النامية ، يتم تصريف الجزء الأكبر من مياه الصرف الصحي البلدية والصناعية إلى الأنهار والمحيط دون أي معالجة أو بعد المعالجة الأولية أو المعالجة الأولية فقط. يمكن أن يؤدي القيام بذلك إلى تلوث المياه . توجد أرقام قليلة موثوقة حول حصة مياه الصرف الصحي المجمعة في المجاري التي يتم معالجتها في العالم. كان التقدير العالمي لبرنامج الأمم المتحدة الإنمائي وبرنامج الأمم المتحدة للمستوطنات البشرية في عام 2010 هو أن 90٪ من جميع مياه الصرف الصحي المتولدة يتم إطلاقها في البيئة دون معالجة. ^[63] وقدرت دراسة أحدث في عام 2021 أنه على مستوى العالم، تتم معالجة حوالي 52٪ من مياه الصرف الصحي. ^[5] ومع ذلك، فإن معدلات معالجة مياه الصرف الصحي غير متساوية للغاية بالنسبة لمختلف البلدان حول العالم. على سبيل المثال، بينما تعالج البلدان ذات الدخل المرتفع ما يقرب من 74٪ من مياه الصرف الصحي الخاصة بها، تعالج البلدان النامية في المتوسط ​​4.2٪ فقط. ^[5] اعتبارًا من عام 2022، بدون معالجة كافية، يتم إطلاق أكثر من 80٪ من جميع مياه الصرف الصحي الناتجة عالميًا في البيئة. تعالج الدول ذات الدخل المرتفع، في المتوسط، 70٪ من مياه الصرف الصحي التي تنتجها، وفقًا لهيئة الأمم المتحدة للمياه. ^{[34] [64] [65]} 8٪ فقط من مياه الصرف الصحي المنتجة في الدول ذات الدخل المنخفض تتلقى أي نوع من المعالجة. ^{[34] [66] [67]}

في عام 2021، أفاد برنامج الرصد المشترك لإمدادات المياه والصرف الصحي التابع لمنظمة الصحة العالمية واليونيسيف أن 82% من الأشخاص الذين لديهم توصيلات مجاري متصلون بمحطات معالجة مياه الصرف الصحي التي توفر معالجة ثانوية على الأقل. ^{[68] : 55} ومع ذلك، تختلف هذه القيمة على نطاق واسع بين المناطق. على سبيل المثال، في أوروبا وأمريكا الشمالية وشمال إفريقيا وغرب آسيا، كان لدى 31 دولة إجمالي معالجة مياه الصرف الصحي الشاملة (>99%). ومع ذلك، في ألبانيا وبرمودا ومقدونيا الشمالية وصربيا "أقل من 50% من مياه الصرف الصحي تلقت معالجة ثانوية أو أفضل" وفي الجزائر ولبنان وليبيا كانت القيمة أقل من 20% من مياه الصرف الصحي المعالجة. ووجد التقرير أيضًا أن "594 مليون شخص على مستوى العالم لديهم توصيلات مجاري لا تتلقى معالجة كافية. والعديد منهم متصلون بمحطات معالجة مياه الصرف الصحي التي لا توفر معالجة فعالة أو تمتثل لمتطلبات النفايات السائلة". ^{[68] : 55}

يتضمن الهدف السادس من أهداف التنمية المستدامة هدفًا رقم 6.3، والذي تمت صياغته على النحو التالي: "بحلول عام 2030، تحسين جودة المياه من خلال الحد من التلوث والقضاء على المواد الكيميائية والمواد الخطرة وإلقائها وتقليل إطلاقها، وخفض نسبة مياه الصرف الصحي غير المعالجة إلى النصف وزيادة إعادة التدوير وإعادة الاستخدام الآمن بشكل كبير على مستوى العالم". ^[62] والمؤشر المقابل 6.3.1 هو "نسبة مياه الصرف الصحي المعالجة بأمان". ومن المتوقع أن يرتفع إنتاج مياه الصرف الصحي بنسبة 24٪ بحلول عام 2030 وبنسبة 51٪ بحلول عام 2050. ^{[34] [69] [70]}

أظهرت البيانات في عام 2020 أنه لا يزال هناك الكثير من مياه الصرف الصحي المنزلية غير المجمعة: تم جمع 66٪ فقط من جميع تدفقات مياه الصرف الصحي المنزلية في مرافق المعالجة في عام 2020 (تم تحديد ذلك من بيانات من 128 دولة). ^{[8] : 17} بناءً على بيانات من 42 دولة في عام 2015، ذكر التقرير أن "32 في المائة من جميع تدفقات مياه الصرف الصحي الناتجة عن مصادر نقطية تلقت بعض المعالجة على الأقل". ^{[8] : 17} بالنسبة لمياه الصرف الصحي التي تم جمعها بالفعل في محطات معالجة مياه الصرف الصحي المركزية، تم معالجة حوالي 79٪ منها بأمان في عام 2020. ^{[8] : 18}

شهد تاريخ معالجة مياه الصرف الصحي التطورات التالية: فقد بدأ الأمر بالتطبيق على الأراضي ( مزارع الصرف الصحي ) في أربعينيات القرن التاسع عشر في إنجلترا، تلا ذلك 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. ^{[71] [72]}

في معظم البلدان، تخضع عملية جمع مياه الصرف الصحي ومعالجتها للوائح والمعايير المحلية والوطنية .

في الاتحاد الأوروبي، يذهب 0.8% من إجمالي استهلاك الطاقة إلى مرافق معالجة مياه الصرف الصحي. ^{[34] [76]} يحتاج الاتحاد الأوروبي إلى القيام باستثمارات إضافية بقيمة 90 مليار يورو في قطاع المياه والنفايات لتحقيق أهداف المناخ والطاقة لعام 2030. ^{[34] [77] [78]}

في أكتوبر 2021، صوت أعضاء البرلمان البريطاني على الاستمرار في السماح بإطلاق مياه الصرف الصحي غير المعالجة من فيضانات المجاري المشتركة في المجاري المائية. ^{[79] [80]}

تعمل هيئة دلهي جال (DJB) حاليًا على بناء أكبر محطة لمعالجة مياه الصرف الصحي في الهند. ومن المقرر أن تبدأ العمل بحلول نهاية عام 2022 بطاقة تقدر بنحو 564 مليون لتر يوميًا. ومن المفترض أن تحل هذه المحطة مشكلة تصريف مياه الصرف الصحي غير المعالجة مباشرة في نهر يامونا.

• نظام الصرف الصحي اللامركزي
• قائمة أكبر محطات معالجة مياه الصرف الصحي
• قائمة إمدادات المياه والصرف الصحي حسب البلد
• استعادة المغذيات وإعادة استخدامها: إنتاج المغذيات الزراعية من مياه الصرف الصحي
• الكائنات الحية المشاركة في تنقية المياه
• الهندسة الصحية
• التخلص من النفايات

• اتحاد البيئة المائية – جمعية مهنية تركز على معالجة مياه الصرف الصحي البلدية