- مقدمة
يعتبر أسلوب تهوية الماء من أشهر هذه الأساليب وأكثرها فعالية، حيث يمكن باستخدامه التخلص من الغازات الذائبة فى الماء مثل كبريتيد الهيدروجين وثانى أكسيد الكربون، بالإضافة إلى إزالة الروائح من الماء.
- عمليات ونظم التهوية
التهوية عبارة عن عملية خلط الماء والهواء معا من خلال عدة وسائل. واستخدام عملية التهوية فى السيطرة على الطعم والرائحة تكون مؤثرة فقط فى التخلص من الغازات والمركبات العضوية القابلة للتطاير نسبيا، وعلى ذلك فعملية التهوية تكون ناجحة أحيانًا فى معالجة الرائحة أكثر من معالجة الطعم وحيث أن المركبات المطلوب إزالتها بالتطاير تتواجد بتركيز منخفض فى الهواء عنها فى الماء فإنها تميل إلى ترك الماء وتتحرك إلى الهواء.
وكلما زاد معدل التهوية كلما زادت كمية المواد الطيارة التى تترك الماء إلى الهواء. وبزيادة معدلات التهوية فإن تركيز المركبات غير المرغوب فيها فى المياه قد تنخفض إلى المستوي الذى لا يسبب أى مشكلة وكما سبق القول فإن هذه العملية تعمل فقط إذا كانت المركبات لها خاصية تطاير كافية.
والتهوية أيضا لها خاصية إتلاف بعض المركبات عن طريق الأكسدة وإن كانت هذه العملية فعالة فقط مع الحديد والمنجنيز. وعادة فإن عملية التهوية لا توفر أكسدة كاملة للتغلب على الطعم والرائحة، وتوجد عدة وسائل لزيادة معدلات التهوية منها ما يلى:
- نوافخ الهواء لزيادة كمية الهواء التى سيتم خلطها مع الماء.
- التهوية بالتتابع والرش (مرور الماء بأكثر من درجة كدرجات السلم مع الرش بالماء).
- التجريد الهوائى ويتم ذلك بإدخال المياه من أعلى البرج وإدخال الهواء من الجانبين أسفل البرج فتتطاير المركبات خلال فتحات أعلى البرج.
- اكسدة الحديد والمنجنيز
يتسبب وجود أملاح الحديد والمنجنيز في الماء كثير من المتاعب أهمها:
١- تواجد طعم غير مستساغ للمياه.
٢- تلوين الملابس والأدوات المنزلية والأجهزة الصحية للحمامات.
٣- تكوين قشور من الصدأ داخل المواسير الحديدية مما يتسبب فى تقليل مساحة مقطعها.
٤- توالد بكتيريا الحديد فى المياه المحتوية على تركيزات عالية من مركبات الحديد مما يتسبب فى سرعة تكون القشور داخل المواسير ويقلل من مساحة مقطعها.
٥- تأكسد المنجيز الذائب فى الماء مكوناً رواسب فى المواسير مما يقلل من مساحة مقطعها وبالتالى من كفاءتها فى نقل الماء.
باستخدام أسلوب تهوية الماء تتم أكسدة أملاح الحديد والمنجنيز وتحويلها إلى أكاسيد الحديد والمنجنيز التى تترسب وتسهل إزالتها بالترشيح.
والأكسجين اللازم لإزالة مركبات الحديد من الماء هو 0.14 جزء فى المليون لكل جزء فى المليون من الحديد المطلوب إزالته. وتتوقف كفاءة عملية التهوية على مساحة المسطح المائى ومدة بقاء هذا السطح معرضاً للهواء
- نظم تهوية الماء
تستخدم الطرق الآتية فى تهوية الماء:
١- التهوية باستخدام النافورات.
٢- التهوية باستخدام الشلالات المتتالية.
٣- استخدام الهوايات ذات الصوانى المتعددة.
٤- التهوية بالهواء المضغوط.
أولاً: التهوية باستخدام النافورات Spray Nozzles
يتم ضخ المياه تحت ضغط عالٍ من خلال ماسورة مثقبة موجودة أعلى الوحدة، فتندفع المياه من هذه الثقوب (الرشاشات) مختلطة بالهواء الجوى حيث تتم عملية التأكسد، كما هو موضح بالشكل وكلما صغرت قطرات الماء كلما زادت المساحة الكلية المعرضة للتهوية مما يزيد
من كفاءتها. إلا أن بقاء قطرات الماء لثوان معدودة يحد من فاعلية هذه الطريقة. ومن عيوب هذه الطريقة احتياجها إلى مساحات كبيرة تشغلها النافورات بالإضافة إلى احتياجها لضغط عالٍ لدفع المياه فى النافورات.
ثانياً: التهوية باستخدام الشلالات المتتالية Cascade Falls
تتدفق المياه على مدرجات متتالية (سلالم) ينكسر عليها الماء فى طبقات رقيقة تساعد على اختلاط الهواء بالماء وتحدث عملية الأكسدة لمركبات الحديد والمنجنيز كما هو موضح بالشكل.
ثالثاً: استخدام الهوايات ذات الصوانى المتعددة Multiple Tray Aerator
يتكون هذا النظام من عدد من الصوانى المثقبة تعلو بعضها البعض بمسافة بينية قدرها نصف متر تقريباً. تحتوى كل من هذه الصوانى على طبقة من فحم الكوك أو الخبث المتخلف من صهر المعادن أو الحجارة أو الكرات الخزفية بارتفاع من 20 الي 30 سم وتتراوح أحجام هذه الكرات من 5 الي 10 سم يرش الماء على الصينية العليا على هيئة قطرات وذلك بمعدل ٢50-500 لتر/دقيقة فتتساقط المياه على طبقة الفحم وتمر من ثقوب الصينية العليا إلى التالية لها وهكذا، وتختلط بالهواء الذي يعمل على أكسدة الحديد والمنجنيز
رابعاً: التهوية بواسطة الهواء المضغوط Compressed Air
هذا المنشأ من أحواض خرسانية بأعماق ٣ -5 متر تدخل فيها المياه من اعلي وتمكث فيها ما بين 5 – 30 دقيقة في أسفل هذه الأحواض توضع شبكة من المواسير المثقبة أو الأقراص المسامية. ويخرج الهواء المضغوط من هذه الثقوب أو المسام على شكل فقاقيع، كلما صغر حجمها زادت فعاليتها في التهوية.
تتميز هذه الطريقة بإمكان التحكم فى فترة بقاء الماء فى الحوض، كما أنها تساعد على ترويب المواد العالقة إذا أضيفت المروبات فى نفس الحوض مما يعمل على ترسيب أملاح الحديد.
أحــمــد السـروي
إستشاري معالجة المياه والبيئة
المراجع العلمية
- احمد السروي ,العمليات الاساسية لتنقية مياه الشرب , دار الكتب العلمية , 2012.
- احمد السيد خليل ,عملية تنقية الماء للاستخدام المنزلي , 2008.
- البرنامج التدريبي لمشغلي محطات تنقية مياه الشرب المستوى (أ) دليل المتدرب ,الجزء الاول الاختبارات المعملية , مشروع دعم قطاع مياه الشرب والصرف الصحي , الوآالة الأمريكية للتنمية الدولية , 2012.
