arrow_backEmergency WASH

T.5 بِرَك تثبيت المُخلَّفات السائلة (الأكسدة)

بِرَك تثبيت المُخلَّفات السائلة (الأكسدة) Waste Stabilization Ponds هي مُسطّحات مائية كبيرة من صُنع الإنسان ، يُمكن الانتفاع بالبِرَك باستخدام كل بركة على حدةٍ، أو باستخدامهم مُتصلين على هيئة سلسلة لتحسين عملية المُعالجة. هُناك ثلاثة أنواع من البِرَك:
[1] البِرَك اللاهوائية Anaerobic،
[2] بِرَك الأكسدة الاختيارية (الهوائية - اللاهوائية) Facultative،
[3] البِرَك الهوائية وتعرف ببرك الإنضاج Maturation،
ولكُل منها خصائص مُختلفة فى التصميم وكيفية المُعالجة.

لتطبيق أفضل مُعالجة من حيث الفعالية، يجب أن تكون بِرَك تثبيت المُخلّفات السائلة (الأكسدة) مُتّصلة في سلسلة من ثلاث بِرَك أو أكثر، حيث تمر التدفُّقات السائلة الخارجة من البركة اللاهوائية إلى بركة الأكسدة الاختيارية، و تصل في النهاية إلى البركة الهوائية.وتعمل البركة اللاهوائية كمرحلة المُعالجة الابتدائية حيث تُقلل الحِمل العضوي في مياه الصرف، وتعمل على  إزالة المواد الصلبة و الاحتياج الحيوي للأكسجين (BOD) بفِعل الترسيب  بالاضافة الى عملية الهضم اللاهوائي داخل الحمأة؛ ف البكتيريا اللاهوائية تُحوِّل الكربون العضوي إلى غاز الميثان، ومن خلال هذه العملية تزيل ما يصل إلى (60%) من الاحتياج الحيوي للأكسجين (BOD). في سلسلة من بِرَك تثبيت المُخلّفات السائلة ، تنتقل التدفقات السائلة الخارجة من البِركة اللاهوائية إلى بركة الأكسدة الاختيارية، حيث تجري إزالة المزيد من الاحتياج الحيوي للأكسجين (BOD). تستقبل الطبقة العليا من البِركة الأكسجين من الانتشار الطبيعي للهواء، واختلاط الرياح مع المياه،  بالاضافة الى التمثيل الضوئي للطحالب. وتكون الطبقة السفلية محرومة من الأكسجين، بالتالي تصبح فقيرة من الأكسجين (لاأكسجينية) أو لاهوائية، وتتراكم المواد الصلبة القابلة للترسّب في قاع البركة حيث يتم هضمها، وتعمل الكائنات الحية الهوائية واللاهوائية معًا لتحقيق انخفاض في نسبة الاحتياج الحيوي للأكسجين (BOD) قد يصل إلى (75%). البرك اللاهوائية وبرك الأكسدة الاختيارية مُصمّمة لإزالة الاحتياج الحيوي للأكسجين (BOD)، في حين أنَّ البِرَك الهوائية مُصمَّمة لإزالة مُسببات الأمراض. وعادةً ما يُشار إلى البِرَكة الهوائية ببركة الإنضاج، أو بركة الترسيب النهائي، أو البركة النهائية لأنَّها عادةً ما تكون الخطوة النهائية في سلسلة من برك المُعالجة وتحقق المُستوى النهائي من المُعالجة، وهي أقل البرك عمقًا؛ لتضمن اختراق ضوء الشمس لكامل المياه  من أجل حدوث عملية التمثيل الضوئي للطحالب الذي يُطلق الأُكسجين إلى الماء، وفي نفس الوقت يستهلك ثاني أُكسيد الكربون الناتج عن عملية تنفس البكتريا. ولأنَّ التمثيل الضوئي يعتمد على ضوء الشمس، فإنَّ مُستويات الأُكسجين الذائب تكون في أعلى درجاتها أثناء النهار وتنخفض في الليل. ويتوفر الأُكسجين الذائب أيضًا بفِعل حركة الرياح الطبيعيه مع المياه.

بحيرة تشكل المرحلة الثالثة من المعالجة في أحواض تثبيت المخلفات. مرادف لبركة الانضاج انظر T.5
كائنات حية بسيطة، وحيدة الخلية تُوجد في كل مكان على وجه الأرض. وهي ضرورية للمساعدة على استمرار الحياة والحفاظ عليها، ولأداء "خدمات" أساسية، مثل إعداد السماد، والتحللُّ الهوائي للمخلفات وهضم الطعام في أمعائنا. وبعض انواع البكتريا قد تسبب أنواعًا مختلفة من الأمراض تتدرج في شدتها من المرض البسيط إلى الشديد. وتحصل البكتيريا على المُغذيات من بيئتها المحيطة وذلك عن طريق إفراز إنزيمات تعمل على تفكيك الجزيئات المُعقّدة إلى جزيئات أبسط منها، ومن ثَم يُمكِنها النفاذ عبر غشاء الخلية.
هو مقياس لكمية الأكسجين التي تستهلكها الكائنات الحية الدقيقة لتحليل المواد العضوية في الماء مع مرور الوقت (يُعبَّر عنه بالملليجرام/لتر، ويُقاس عادةً على مدى خمسة أيام، ويُطلَق عليه BOD5)، وهو مقياس غير مباشر لكمية المواد العضوية القابلة للتحلُّل الحيوي والموجودة في الماء أو مياه الصرف؛ فكلما زاد المحتوى العضوي، زاد الاحتياج للأكسجين اللازم لتحليله (زيادة الاحتياج الحيوي للأكسجين) أي كائن حي مجهري خلوي أو لاخلوي قادر على التنَسُّخ أو نقل المادة الوراثية (على سبيل المثال: البكتيريا، أو الفيروسات، أو الأوًّليات، أو الطحالب، أو الفطريات).هي أولى المراحل الرئيسية في معالجة مياه الصرف، حيث تجري خلالها إزالة المواد الصلبة والمواد العضوية في الأغلب نتيجة لعملية الترسيب أو الطفو.عملية ترسّيُب الجسيمات الموجودة في السائل وتراكُمها بفِعل الجاذبية الأرضية. (مرادف : Settling)

اعتبارات التصميم

تُنشأ البِرَك اللاهوائية بعمق يتراوح بين 2 إلى 5 أمتار، ولها زمن بقاء (احتفاظ) قصير نسبيًّا يتراوح ما بين يوم واحد إلى سبعة أيَّام. أما بِرَك الأكسدة الاختيارية فيجب أن تَكون مبنية بعمق يتراوح بين 1 إلى 2.5 مترًا ولها زمن احتفاظ بين  5 ايام الى شهر . ومن الممكن أن تتحسن فعاليتها بتركيب أجهزة التهوية الميكانيكية. البِرَك الهوائية عادةً ما تتراوح أعماقها ما بين 0.5 إلى 1.5م، وإذا استُخدِمت مدمجةً مع زراعة الطحالب أو تربية الأسماك (س.13)، فإنها تصبح فعَّالة في إزالة معظم النيتروجين والفوسفور من التدفقات السائلة الخارجة.  ومن الجيد  إنشاء عدة بِرَك هوائية في سلسلة (على التوالي) لِتُقدّمَ مُستوًى عالٍ من إزالة مُسببات الأمراض. من الضروري أن يكون التصميم الهيدروليكي جيد لتفادي قِصَر الدارة، أي انتقال مياه الصرف مباشرة من المدخل إلى المخرج. كما يجب أن يكون المدخل بعيد بقدر الإمكان عن المخرج، ومن الممكن تركيب المصائد والحواجز لضمان الخلط الكامل داخل البرك، ولتفادي المناطق الراكدة. المُعالجة الأولية (تقنيات المُعالجة الأولية) أمرٌ ضروري لمنع تكوُّن الخبث الطافي (الزَبَد) فوق البرك، ولإعاقة دخول مزيد من المواد الصلبة والمخلفات . ولحماية البِرك من دخول المياة السطحي والانجراف مثل الامطار ؛ يجب بناء حاجز واقٍ حول كل بِركة من البِرَك باستخدام المواد الناتجة عن عمليات الحفر.


 

المياه المُستعملة والمُصرَّفةمن أي مجموعة من الأنشطة المنزلية، أو الصناعية، أو التجارية، أو الزراعية، وكذلك مياه الأمطار، وأي تدفقات داخلة إلى قنوات المجاري.

المواد والمستلزمات

وجود المعدات الميكانيكية أمرٌ ضروري لحفر البِرَك. ولمنع رشح المياه الموجودة في البِركة وتسربها إلى المياه الجوفية،تبطين خاصة للبِركة، ويمكن أن تكون هذه البطانة من الطين، أو الأسفلت، أو التربة المدكوكة، أو أي مادة أخرى غير مُنفذة للسوائل.

القابلية للتطبيق

بِرَك تثبيت المخلفات من ضمن الطرق الأكثر شيوعًا والأكفأ فعَاليةً في مُعالجة مياه الصرف حول العالم، وهي مُناسبة خصيصًا للمُجتمعات الريفية وشبه الحضرية التي لديها مساحات أرض كبيرة غير مُستخدمة، وتكون على مسافة بعيدة من المنازل والأماكن العامة، وبرك تثبيت المُخلّفات السائلة غير مناسبة لمرحلة الاستجابة الحادة نظرًا لطول وقت التنفيذ اللازم لها، وهي أكثر ملاءمة لمرحلتي الاستقرار  وإعادة التاهيل ، وكذلك كحَل طويل  مستدام.

المياه المُستعملة والمُصرَّفةمن أي مجموعة من الأنشطة المنزلية، أو الصناعية، أو التجارية، أو الزراعية، وكذلك مياه الأمطار، وأي تدفقات داخلة إلى قنوات المجاري.

التشغيل والصيانة

يجب إزالة الخبث (الزَبَد) الذي يتراكم على سطح البِركةباستمرار . كما يجب أيضًا إزالة النباتات المائية ذات الحجم الكبير الموجودة في البِركة، حيث إنها من الممكن أن توفّر للبعوض مستوطنات وبيئة مُناسبة للتكاثر، كما أنها قد تمنع الضوء من اختراق العمود المائي. ويجب إزالة الحمأة من البِرَك اللاهوائية تقريبًا مرة كل عامين إلى خمسة أعوام او حين تصل المواد الصلبة المتراكمة إلى ثلث حجم البِركة. ويقل معدل إزالة الحمأة من بِرَك الأكسدة الاختيارية مقارنة باللاهوائية ، أما بِرَك الإنضاج نادرًا ما تحتاج إلى إزالة الحمأة. ويُمكن إزالة الحمأة باستخدام مضخة تفريغ (نزح) الحمأة المحمولة على عوَّامة، أو باستخدام كاسحة ميكانيكية في قاع البِركة، أو عن طريق  تفريغ الماء من البِركة تمام ، وإزالة الحمأة بواسطة معدة تحميل (لودر أمامي أو تركس).

هـي خليط مـن المواد الصلبة والسـائلة التي تحتوي في الغالب على فضلات الجسـم والمياه، بالإضافة إلى الرمـل والحصى، والمعادن، والقمامة، والمركبات الكيميائيــة المختلفة. ويمكــن تمييز حمأة مياه المجــاري (Faecal sludge) عن حمــأة محطــة الصرف الصحــي (Wastewater sludge) بـأن حمأة ميــاه المجاري تأتي مــن تقنيــات الصرف الصحــي في الموقــع، أي أنها لم تُنقَل عبر شــبكات الصرف الصحــي، ويمكن أن تكــون على حالتها الأصلية أو تم هضمها جزئيًا، أو شــبه ســائلة ، أو شــبه صلبة، وهــي تنتج عن عمليات الجمع والتخزين/المعالجة لفضلات الجســم أو المياه الســوداء، التي قد تشــمل علي المياه الرمادية. اما حمــأة محطــة الصــرف الصحي (ويشار إليها أيضًا بحمأة المجاري) هــي الحمأة التــي تنتج عن تجميــع مياه الصــرف من شــبكات الصــرف الصحـي وعمليات المُعالجــة (شــبه) المركزية، ويتـحدد نوع المعالجـة المطلوبة للحمـأة وإمكانيـات الاســتخدام النهائـي لهــا بناءً على تحليلها والتعرف على مكوناتها الأساســية.المُخلفات المنقولة عبر قنوات المجاري (شبكة الصرف الصحي).

الصحة والسلامة

على الرغم من أن التدفقات السائلة الخارجة من البِرَك الهوائية تحتوي عامةً على نسبة قليلة من مسببات الأمراض، فإنَّه لا ينبغي بأي حال من الأحوال استخدام هذه البِرَك للاستجمام (الاستخدامات الترفيهية) أو كمصدر مباشر للمياه للاستهلاك أو الاستخدام المنزلي. كما ينبغي بناء حاجز لضمان إبقاء الناس والحيوانات بعيدًا عن المنطقة، ولضمان حماية البِرَك من دخول المخلفات الصلبة.

التكاليف

قد تكون تكاليف الاستثمار في شراء الأرض وحفر البِرَك مرتفعة، ولكن تكاليف التشغيل والصيانة منخفضة نسبيًا.

هي المهام الروتينية أو الدورية اللازمة للحفاظ على فعالية نظام أو عملية ما وتأديته لوظيفتهم وفقًا لمتطلبات الأداء، ولتجنب التأخير أو غيره من تصليحات أو فترات توقف.

الاعتبارات الاجتماعية

من الممكن أن تصدر الروائح الكريهة عن البِرَك اللاهوائية، ولذا، فمن المهم أن تقع البِرَك في موقع بعيد عن  السكان، وبديًلا عن ذلك، فمن الممكن عمل تهوية اصطناعية لسطح البِرَك اللاهوائية. وقد تبدو التدفُّقات السائلة الخارجة من البِرَك الهوائية بلون شديد الخضرة، وذلك نتيجةً لنمو الطحالب في هذه البِرَك.

المياه السوداء
المياه الرمادية
الحمأة

التدفُّقات السائلة الخارجة
الحمأة

Emergency Phase

+ +
+ +

+
+ +

+
+ +

• فصل المواد الصلبةعن السائلة
• تثبيت الحمأة
• انخفاض مسببات الأمراض

  • مقاومة للأحمال المفاجئة من المادة العضوية أو الزيادات في التدفق
  • تخفيض كبير في الاحتياج الحيوي للأكسجين ومسببات الأمراض
  • انخفاض تكاليف تشغيلها
  • لا تحتاج إلى طاقة كهربائية
  • تحتاج إلى مساحة كبيرة من الأراضي
  • ارتفاع تكاليف رأس المال بناءً على سعر الاراضي
  • تتطلب خبرات في التصميم والإنشاء
  • تتطلب الحمأة الإزالة السليمة والمعالجة المناسبة
arrow_upward