الروائح والطحالب والتبخر: كيف تحل الأغطية العائمة ثلاث مشكلات عند السطح الفاصل بين الماء والهواء

تتوقف كفاءة محطات معالجة مياه الصرف الصحي بشكل كامل على ما يحدث على سطح أحواضها وبركها. فالواجهة الفاصلة بين الماء والهواء هي المكان الذي تتسرب منه الروائح، وحيث تؤدي أشعة الشمس إلى نمو الطحالب، وحيث تتبخر ببطء المياه المعالجة المخصصة لإعادة الاستخدام. ويستقر الغطاء العائم بالضبط على تلك الواجهة، ولهذا السبب يمكن لنظام معياري واحد أن يعالج مشكلات كانت ستتطلب، لولا ذلك، ثلاثة تدخلات منفصلة.

يتناول هذا المقال كيفية عمل الأغطية العائمة في سياق معالجة مياه الصرف الصحي، بحيرة تلو الأخرى، والأسباب التي تجعل إغلاق السطح فعالاً للغاية.

تنشأ الروائح من السطح، لذا يجب السيطرة عليها هناك

تعد الشكاوى المتعلقة بالروائح الكريهة من أكثر المشكلات استمرارًا وحساسيةً من الناحية السياسية التي تواجهها محطات معالجة مياه الصرف الصحي. فمع توسع التجمعات السكانية نحو المنشآت التي كانت تقع في السابق على أطراف المدن، تتقلص المسافة الفاصلة بين المحطة وجيرانها، وتصبح الروائح التي كانت مقبولة في الأراضي المفتوحة مصدر شكوى للمجتمع المحلي، بل وتصبح بشكل متزايد التزامًا تنظيميًّا مدعومًا بإنفاذ فعلي.

تتأثر التركيبة الكيميائية لرائحة مياه الصرف الصحي — التي تتضمن كبريتيد الهيدروجين، والأحماض الدهنية المتطايرة، والميركابتانات، والأمونيا، وغيرها من المركبات المختزلة — بالنشاط اللاهوائي، وتتطاير هذه المركبات على سطح الماء. ويُعد احتجاز الرائحة أو تنقيتها بعد انبعاثها في الهواء عملية تستهلك طاقة كبيرة ومكلفة: فهي تتطلب غرفًا مغلقة، وأنابيب تهوية، ومراوح، وأجهزة تنقية كيميائية أو بيولوجية، وكلها تستهلك الطاقة وتتطلب صيانة. لذا فإن منع انبعاثها من الأساس يعد أكثر كفاءة بكثير.

يقلل الغطاء العائم من مساحة التلامس بين الماء والهواء، مما يحد فعليًّا من المساحة التي يمكن أن تتسرب من خلالها المركبات المتطايرة. ومن خلال إحكام إغلاق جزء كبير من السطح، يمكن للنظام المعياري عالي التغطية أن يقلل انبعاثات الروائح السطحية بشكل كبير بنسبة تصل إلى 90٪ في التكوينات الملائمة، مباشرةً عند المصدر، قبل أن تصل الرائحة إلى خط السياج. بالنسبة للمصانع التي تتعرض لضغوط تنظيمية أو مجتمعية بشأن الانبعاثات، غالبًا ما يكون هذا النهج الذي يركز على السطح أولاً هو المسار الأكثر فعالية من حيث التكلفة، حيث يعالج المشكلة بحاجز مادي سلبي بدلاً من نظام معالجة يستهلك الكثير من الطاقة.

حجب الضوء الذي يغذي الطحالب

تعد تكاثر الطحالب المشكلة السطحية المزمنة الثانية. ففي أحواض التخزين الاختيارية وأحواض النضج، وفي برك تخزين المياه المعاد استخدامها، وفي أي مكان يتم فيه تخزين المياه المعالجة، يؤدي التعرض لأشعة الشمس مع وجود المغذيات إلى تكاثر الطحالب. ويؤدي تكاثر الطحالب إلى انسداد الشبكات والمرشحات، وتقلب مستويات الأكسجين المذاب ودرجة الحموضة (pH) على مدار الدورة اليومية، وتدهور جودة مياه الصرف، وزيادة المواد الصلبة العالقة في مياه التصريف، كما يمكن أن يتسبب في تلوث خطوط الري ومرشات الري في اتجاه مجرى المياه في تطبيقات التخزين.

تحتاج الطحالب إلى الضوء لإجراء عملية التمثيل الضوئي. ويعمل الغطاء العائم على حجب أشعة الشمس التي تحفز عملية التمثيل الضوئي، مما يحد من نمو الطحالب دون استخدام مواد كيميائية. ويعد هذا الأمر ذا أهمية خاصة بالنسبة لمخازن المياه المعالجة المخصصة لإعادة الاستخدام، حيث قد يكون استخدام مبيدات الطحالب الكيميائية غير مرغوب فيه أو محظورًا، وحيث تُعد جودة المياه الثابتة أمرًا ضروريًا للمرحلة التالية، سواء كان ذلك للري الزراعي، أو إعادة الاستخدام الصناعي، أو تغذية طبقات المياه الجوفية، أو التصريف المتوافق مع المعايير. وإزالة الضوء تقضي على تكاثر الطحالب من جذورها، بدلاً من مكافحتها بشكل تفاعلي من خلال المعالجة.

حماية المياه المعالجة المخزنة لإعادة استخدامها

لم تعد إعادة استخدام المياه ممارسة محدودة النطاق؛ فهي أصبحت معيارًا في المناطق التي تعاني من ندرة المياه، بل وأصبحت إلزامية في بعضها. لكن المياه المعالجة المخزنة في خزانات مفتوحة تتعرض لنفس خسائر التبخر التي تتعرض لها أي مياه سطحية أخرى، كما تتعرض لإعادة التلوث بفعل الطحالب والغبار الذي تحمله الرياح والحيوانات البرية. ويؤدي تغطية أحواض تخزين المياه المعاد استخدامها إلى حماية الاستثمار الذي تم ضخه بالفعل في معالجة تلك المياه: فهو يحد من خسائر التبخر، ويحافظ على المياه مظلمة وخالية من الطحالب، ويحافظ على الجودة التي يعتمد عليها المستخدمون في المراحل النهائية من شبكة التوزيع. فكل متر مكعب من المياه المعالجة يُفقد بسبب التبخر أو يتدهور بسبب الطحالب يمثل مترًا مكعبًا من جهود المعالجة التي ذهبت سدى.

لماذا تُعد الأغطية العائمة المكونة من وحدات مناسبة لمحطات المعالجة

تشكل أحواض المعالجة تحديات محددة: تقلبات في المستويات، والحاجة إلى الوصول إليها من حين لآخر، والعمليات البيولوجية التي يجب أن تستمر، والأسطح التي لا يمكن وصفها بأنها نظيفة تمامًا. وتُعد الأنظمة المعيارية المصنوعة من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) مناسبة تمامًا للأغراض التالية:

• تقوم هذه العوامات برصد مستوى المياه. فمع امتلاء البحيرة وانخفاض منسوب المياه فيها نتيجة للتدفق والحمولة، تطفو العوامات الميدانية المعيارية معها، مما يضمن استمرار التغطية.

• تتيح هذه الوحدات الوصول الجزئي. يمكن إزالة الوحدات من المنطقة لأغراض أخذ العينات أو الصيانة أو الوصول إلى نظام التهوية أو إزالة الحمأة، ثم إعادة تركيبها.

• تتميز هذه المواد بمتانتها الكيميائية. يقاوم البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) البيئة المسببة للتآكل والنشطة بيولوجيًا في مياه الصرف الصحي طوال فترة خدمة طويلة.

• يمكن تكييفها لتتناسب مع أي شكل. فنادرًا ما تكون البحيرات الاصطناعية مستطيلات بسيطة؛ حيث تتكيف الحقول المعيارية مع أي شكل هندسي موجود، سواء حول الحواجز أو المداخل أو المخرجات.

• يمكن صيانتها كل على حدة. ولا يؤدي أي تمزق فردي إلى إتلاف الغطاء بأكمله، على عكس الغشاء المتواصل المشدود.

ملاحظة حول التهوية والعمليات البيولوجية

لا ينبغي إغلاق كل بركة بشكل كامل. تعتمد العمليات الهوائية على انتقال الأكسجين على السطح، وقد يؤدي الإغلاق الكامل لبركة مهواة أو بركة اختيارية إلى إعاقة عملية المعالجة من خلال الحد من إعادة التهوية. ويحقق التصميم الصحيح التوازن بين التغطية واحتياجات العملية؛ حيث تتطلب التغطية الكاملة عندما يكون الهدف هو التحكم في الروائح والطحالب والتبخر أو حماية المياه المراد إعادة استخدامها، بينما تتطلب التغطية الجزئية المصممة هندسيًا عندما يجب مراعاة الطلب البيولوجي على الأكسجين. يعمل المورد الجيد مع مهندسي العمليات لديك لفهم هدف المعالجة لكل بركة بدلاً من الاكتفاء بزيادة التغطية إلى أقصى حد في كل مكان. وتحقيق هذا التوازن الصحيح هو الفارق بين الغطاء الذي يحل المشكلات والغطاء الذي يخلقها.

بناء الحجة

عادةً ما تبدأ أقوى الحالات التجارية المتعلقة بمياه الصرف الصحي بمسألة الروائح الكريهة، لأن الروائح تنطوي على تكاليف تنظيمية ومجتمعية يصعب تحديدها كمياً ولكن من المستحيل تجاهلها؛ ثم تُضاف إليها مكافحة الطحالب والوفورات الناتجة عن التبخر كمزايا متراكمة في نفس البرك. وتزداد أهمية حماية مخزون المياه المعاد استخدامها كعامل حاسم في المناطق التي يُخصص فيها كل متر مكعب من المياه المعالجة لحياة ثانية. وعندما يفي الحاجز السلبي نفسه بمتطلبات الحد من الروائح الكريهة، ويقضي على الحاجة إلى برنامج مبيدات الطحالب الكيميائية، ويحافظ على مياه إعادة الاستخدام، فإن القيمة المجمعة هي ما يحسم القرار.

تحديد الأرقام اللازمة لاتخاذ القرار

يبدأ التقييم السليم لمياه الصرف الصحي بالمشكلة المحددة التي تدفع المشروع. وفيما يتعلق بالروائح الكريهة، يعني ذلك تحديد حجم التعرض وفقًا للوائح التنظيمية أو على مستوى المجتمع المحلي، وتكلفة الشكاوى، ومخاطر عدم الامتثال، أو التكاليف الرأسمالية والتشغيلية البديلة لنظام الإحاطة وأجهزة تنقية الغازات الذي يحل الغطاء محله. أما بالنسبة للطحالب، فهذا يعني تقييم قيمة برنامج مبيدات الطحالب الكيميائية الذي تم الاستغناء عنه، وساعات الصيانة التي تم توفيرها نتيجة عدم الحاجة إلى تنظيف الشبكات والمرشحات المتسخة. وبالنسبة لحماية المياه من التبخر وإعادة الاستخدام، فهذا يعني تقييم المياه المعالجة التي تم الحفاظ عليها بتكلفة الاستبدال الكاملة.

في معظم الحالات، يكون التغطية مبررة بمشكلة «العملاء المحتملين» وحدها، في حين أن الميزتين الأخريين تأتيان فعليًّا مجانًا. فالمورد الذي يضع نموذجًا للبحيرات المحددة، ونسبة تغطيتها، ودورها في العملية، واحتياجات الوصول إليها، يقدم لك رقمًا يمكن الدفاع عنه بدلاً من مجرد ادعاء عام.

اتخذ الخطوة التالية

إذا كانت منشأتك تواجه شكاوى متعلقة بالروائح الكريهة، أو تكاثر الطحالب المتكرر، أو التبخر وإعادة تلوث المياه المعالجة المخزنة لإعادة استخدامها، فإن الغطاء العائم المعياري يتيح لك معالجة هذه المشكلات الثلاث جميعها على السطح، حيث تبدأ.

→ تعرف على المزيد حول الأغطية العائمة لمعالجة مياه الصرف الصحي: https://www.covex-cover.com/wastewater