مقارنة تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي اللامركزية في الداخل والخارج

يعيش معظم سكان بلادي في بلدات صغيرة ومناطق ريفية، وقد حظي تلوث البيئة المائية بمياه الصرف الصحي الريفية باهتمام متزايد. وباستثناء انخفاض معدل معالجة مياه الصرف الصحي في المنطقة الغربية، فقد ارتفع هذا المعدل عمومًا في المناطق الريفية. ومع ذلك، تتميز بلادي بمساحة شاسعة، وتختلف الظروف البيئية وعادات المعيشة والظروف الاقتصادية للبلدات والقرى اختلافًا كبيرًا بين مختلف المناطق. لذا، فإن كيفية تطبيق نظام معالجة مياه الصرف الصحي اللامركزي بكفاءة عالية بما يتناسب مع الظروف المحلية، تستحق الاستفادة من تجارب الدول المتقدمة.

التكنولوجيا الرئيسية اللامركزية لمعالجة مياه الصرف الصحي في بلدي

توجد في بلدي بشكل رئيسي الأنواع التالية من تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي الريفية (انظر الشكل 1): تقنية الأغشية الحيوية، وتقنية معالجة الحمأة المنشطة، وتقنية المعالجة البيئية، وتقنية المعالجة الأرضية، وتقنية المعالجة البيولوجية والبيئية المدمجة. وتتفاوت هذه التقنيات في مدى تطبيقها، ولديها حالات ناجحة في إدارة التشغيل. أما من حيث حجم معالجة مياه الصرف الصحي، فإن قدرة المعالجة عادةً ما تكون أقل من 500 طن.

1. مزايا وعيوب تكنولوجيا معالجة مياه الصرف الصحي الريفية

في مجال معالجة مياه الصرف الصحي الريفية، تُظهر كل تقنية من تقنيات المعالجة المزايا والعيوب التالية:

طريقة الحمأة المنشطة: تتميز بالتحكم المرن والتحكم الآلي، ولكن متوسط ​​التكلفة لكل أسرة مرتفع، ويتطلب تشغيلها وصيانتها موظفين متخصصين.

تقنية الأراضي الرطبة الاصطناعية: تكلفة بناء منخفضة، ولكن معدل إزالة منخفض وتشغيل وإدارة غير مريحة.

معالجة الأراضي: البناء والتشغيل والصيانة بسيطة، والتكلفة منخفضة، ولكنها قد تلوث المياه الجوفية وتتطلب إدارة تشغيل وصيانة طويلة الأجل.

القرص الدوار البيولوجي + حوض النباتات: مناسب للمنطقة الجنوبية، ولكنه صعب التشغيل والصيانة.

محطة معالجة مياه الصرف الصحي الصغيرة: تُشابه طريقة معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية في المدن. ميزتها جودة المياه المُعالجة، وعيبها عدم قدرتها على تلبية احتياجات الصرف الصحي الزراعي في المناطق الريفية.

على الرغم من أن بعض المناطق تُشجع على استخدام تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي الريفية "غير المُعتمدة على الطاقة"، إلا أن تقنيات المعالجة "المُعتمدة على الطاقة" لا تزال تُشكل النسبة الأكبر. في الوقت الراهن، تُخصص الأراضي في العديد من المناطق الريفية للأسر، بينما تندر الأراضي العامة، وينخفض ​​معدل استغلال الأراضي في المناطق المُتقدمة اقتصاديًا. ونتيجةً لذلك، تقل موارد الأراضي المُتاحة لمعالجة مياه الصرف الصحي. لذا، تتمتع تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي "الديناميكية" بآفاق تطبيق واعدة في المناطق ذات الاستخدام المحدود للأراضي، والاقتصاد المُتقدم، ومتطلبات جودة المياه العالية. وقد أصبحت تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي التي تُوفر الطاقة وتُقلل الاستهلاك هي الاتجاه السائد لتطوير تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية اللامركزية في القرى والمدن.

2. نمط مُدمج لتكنولوجيا معالجة مياه الصرف الصحي الريفية

تتضمن تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي الريفية في بلدي بشكل رئيسي الأنماط الثلاثة التالية:

تتمثل الطريقة الأولى في المعالجة البيولوجية باستخدام المفاعل الحيوي الغشائي (MBR) أو الأكسدة التلامسية أو عملية الحمأة المنشطة. تدخل مياه الصرف الصحي أولاً إلى خزان التجميع، ثم إلى وحدة المعالجة البيولوجية، وأخيراً تُصرف إلى المسطح المائي المحيط لإعادة استخدامها. وتُعد إعادة استخدام مياه الصرف الصحي في المناطق الريفية أكثر شيوعاً.

أما النمط الثاني فهو اللاهوائي + الأراضي الرطبة الاصطناعية أو اللاهوائي + البركة أو اللاهوائي + الأرض، أي أن الوحدة اللاهوائية تستخدم بعد خزان الصرف الصحي، وبعد المعالجة البيئية، يتم تصريفها في البيئة أو تدخل في الاستخدام الزراعي.

أما الوضع الثالث فهو الحمأة المنشطة + الأراضي الرطبة الاصطناعية، أو الحمأة المنشطة + البركة، أو الأكسدة بالتماس + الأراضي الرطبة الاصطناعية، أو الأكسدة بالتماس + معالجة الأرض، أي يتم استخدام أجهزة التهوية والتهوية بعد خزان الصرف الصحي، وتضاف وحدة معالجة بيئية لتعزيز إزالة النيتروجين والفوسفور.

في التطبيقات العملية، يمثل الوضع الأول النسبة الأكبر، حيث يصل إلى 61٪.

من بين الطرق الثلاث المذكورة أعلاه، تتميز تقنية المفاعل الحيوي الغشائي (MBR) بكفاءة معالجة أفضل، وهي مناسبة لبعض المناطق ذات متطلبات جودة المياه العالية، إلا أن تكلفة تشغيلها مرتفعة نسبيًا. أما تكلفة تشغيل وإنشاء الأراضي الرطبة المُصممة وتقنية المعالجة اللاهوائية فهي منخفضة جدًا، ولكن عند النظر إلى جميع الخيارات المتاحة، من الضروري زيادة عملية التهوية لتحقيق أفضل النتائج في معالجة المياه.

تكنولوجيا معالجة مياه الصرف الصحي اللامركزية المطبقة في الخارج

1. الولايات المتحدة

من حيث نظام الإدارة والمتطلبات الفنية، يعمل نظام معالجة مياه الصرف الصحي اللامركزي في الولايات المتحدة ضمن إطار عمل متكامل نسبياً. ويعتمد هذا النظام حالياً بشكل أساسي على التقنيات التالية:

خزانات الصرف الصحي. تُعدّ خزانات الصرف الصحي ومعالجة المياه الجوفية من التقنيات الشائعة الاستخدام في الخارج. ووفقًا لبيانات مسح ألماني، فإن حوالي 32% من مياه الصرف الصحي مناسبة للمعالجة الأرضية، بينما تتراوح نسبة المياه غير المناسبة منها بين 10 و20%. وقد يعود سبب عدم ملاءمة هذه التقنية إلى تلوث المياه الجوفية، وذلك لأسباب منها: طول مدة الاستخدام، وزيادة الحمل الهيدروليكي، ومشاكل التصميم والتركيب، ومشاكل إدارة التشغيل، وغيرها.

مرشح الرمل. يُعد ترشيح الرمل تقنية شائعة الاستخدام في معالجة مياه الصرف الصحي في الولايات المتحدة، ويمكنه تحقيق تأثير إزالة جيد.

المعالجة الهوائية. تُطبّق المعالجة الهوائية في العديد من المناطق في الولايات المتحدة، ويتراوح حجم المعالجة عادةً بين 1.5 و5.7 طن/يوم، باستخدام طريقة القرص الدوار البيولوجي أو طريقة الحمأة المنشطة. في السنوات الأخيرة، أولت الولايات المتحدة اهتمامًا كبيرًا بالمعالجة الفعّالة للنيتروجين والفوسفور. يوجد معظم النيتروجين في مياه الصرف الصحي في الولايات المتحدة، ومن المهم خفض تكاليف المعالجة اللاحقة من خلال الفصل المبكر.

بالإضافة إلى ذلك، هناك عمليات التطهير، وإزالة المغذيات، وفصل المصادر، وإزالة النيتروجين والفوسفور واستعادتهما.

2. اليابان

تشتهر اليابان بتقنية معالجة مياه الصرف الصحي اللامركزية، وخاصةً نظام خزانات الصرف الصحي. وتختلف مصادر مياه الصرف الصحي المنزلية في اليابان نوعًا ما عن تلك الموجودة في بلدي، حيث تُجمع بشكل رئيسي وفقًا لتصنيف مياه الصرف الصحي للغسيل ومياه الصرف الصحي للمطبخ.

تُركّب خزانات الصرف الصحي في اليابان في المناطق غير الملائمة لشبكات الصرف الصحي، وفي المناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة نسبيًا. وتُصمّم هذه الخزانات لتناسب مختلف الفئات السكانية والظروف. ورغم استبدال الخزانات الحالية جيلًا بعد جيل، إلا أنها لا تزال تعتمد بشكل أساسي على المغاسل. وبعد معالجة خزان الصرف الصحي بمفاعل الأكسدة والاختزال، وعمليات التخمير اللاهوائي، وإزالة الأكسدة، والهوائي، والترسيب، والتطهير، وغيرها من العمليات، يُمكن القول إن الخزان يعمل بكفاءة. ولا يقتصر نجاح استخدام خزانات الصرف الصحي في اليابان على الجانب التقني فحسب، بل يشمل أيضًا نظام إدارة متكامل ضمن إطار قانوني شامل، مما يُشكّل نموذجًا ناجحًا. وتوجد حاليًا حالات استخدام لخزانات الصرف الصحي في اليابان، كما توجد أسواق واعدة لها في جنوب شرق آسيا. وتتأثر دول مثل جنوب شرق آسيا وإندونيسيا والفلبين بسياسة اليابان اللامركزية لمعالجة مياه الصرف الصحي. وقد وضعت ماليزيا وإندونيسيا مواصفاتهما الفنية وإرشاداتهما الخاصة بخزانات الصرف الصحي، إلا أن هذه المواصفات والإرشادات قد لا تتناسب عمليًا مع وضعهما الاقتصادي الحالي.

3. الاتحاد الأوروبي

في الواقع، يضم الاتحاد الأوروبي دولًا متقدمة اقتصاديًا وتكنولوجيًا، إلى جانب مناطق متخلفة اقتصاديًا وتكنولوجيًا. وتتشابه أوضاعها الاقتصادية مع وضع الصين. وبعد تحقيق طفرة اقتصادية، يبذل الاتحاد الأوروبي جهودًا حثيثة لتحسين معالجة مياه الصرف الصحي، وقد اعتمد في عام 2005 معيار الاتحاد الأوروبي EN12566-3 لمعالجة مياه الصرف الصحي اللامركزية صغيرة النطاق. ويُعد هذا المعيار وسيلةً لتكييف التدابير مع الظروف المحلية والجغرافية، وغيرها، لاختيار تقنيات معالجة مختلفة، تشمل بشكل رئيسي خزانات التجميع ومعالجة المياه في الأرض. كما يتضمن المعيار، ضمن سلسلة أخرى من المعايير، مرافق شاملة، ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي الصغيرة، وأنظمة المعالجة الأولية.

4. الهند

بعد تقديم نبذة مختصرة عن حالات بعض الدول المتقدمة، اسمحوا لي أن أستعرض وضع الدول النامية في جنوب شرق آسيا، والتي تُعدّ قريبة نسبيًا من المناطق الأقل نموًا اقتصاديًا في بلدي. تأتي مياه الصرف الصحي المنزلية في الهند بشكل رئيسي من مياه الصرف الصحي المنزلية. وفيما يتعلق بمعالجة مياه الصرف الصحي، تُعدّ تقنية خزانات التجميع حاليًا الأكثر استخدامًا في جنوب شرق آسيا. إلا أن المشكلة العامة تُشابه مشكلة بلدنا، ألا وهي انتشار جميع أنواع تلوث المياه بشكل واضح. وبدعم من حكومة الهند، تُنفّذ حاليًا إجراءات وبرامج لتوسيع نطاق استخدام خزانات التجميع بشكل فعّال، مع وضع مواصفات لمعالجة مياه الصرف الصحي وتقنية الأكسدة التلامسية.

5. إندونيسيا

تقع إندونيسيا في المناطق الاستوائية. ورغم أن التنمية الاقتصادية الريفية فيها متأخرة نسبياً، إلا أن مياه الصرف الصحي المنزلية للسكان المحليين تُصرف في الغالب في الأنهار. ولذلك، فإن الأوضاع الصحية في المناطق الريفية في ماليزيا وتايلاند وفيتنام وغيرها من الدول ليست مُبشّرة. وتُستخدم خزانات الصرف الصحي في إندونيسيا بنسبة 50%، وقد وُضعت سياسات مُناسبة لتعزيز معايير استخدامها.

خبرة أجنبية متقدمة

باختصار، تمتلك الدول المتقدمة خبرات متقدمة كثيرة يمكن لبلدي الاستفادة منها: فنظام التقييس فيها متكامل وموحد للغاية، كما يوجد نظام إدارة تشغيل فعال، يشمل التدريب المهني والتوعية المدنية، فضلاً عن وضوح مبادئ معالجة مياه الصرف الصحي فيها.

وتشمل على وجه التحديد ما يلي: (1) توضيح مسؤولية معالجة مياه الصرف الصحي، وفي الوقت نفسه، دعم الدولة للمعالجة اللامركزية لمياه الصرف الصحي من خلال الأموال والسياسات؛ وصياغة معايير مناسبة لتنظيم وتوجيه المعالجة اللامركزية لمياه الصرف الصحي؛ (2) إنشاء نظام إدارة إدارية ونظام إدارة صناعية عادل وموحد وفعال لضمان التنمية الفعالة والتشغيل طويل الأجل للمعالجة اللامركزية لمياه الصرف الصحي؛ (3) تحسين نطاق وتعميم وتخصص بناء وتشغيل مرافق الصرف الصحي اللامركزية لضمان الفوائد وخفض التكاليف وتسهيل الإشراف؛ (4) التخصص؛ (5) مشاريع التوعية والتثقيف ومشاركة المواطنين، إلخ.

في عملية التطبيق العملي، يتم تلخيص التجارب الناجحة ودروس الفشل لتحقيق التنمية المستدامة لتكنولوجيا معالجة مياه الصرف الصحي اللامركزية في بلدي.

Cr.antop