مياه الآبار واحدة من انقى مصادر المياه الطبيعية و هناك الكثير من سكان الارض يعتمدون عليها للحصول على احتياجاتهم من المياه , لكن هذه المياه و بخاصة تلك التي تقع على اعماق بعيدة يجب ان تتم عليها عمليات معالجة حتى تصبح صالحة للاستخدام , فغالبية مياه الآبار تكون بحاجة الى معالجة فيزيائية و كيميائية للتخلص من الغازات الذائبة بالماء و التي منها ثاني اكسيد الكربون و كبريتيد الهيدروجين او التخلص من المعادن كالحديد و المنجنيز و التي تتسبب في عسر الماء و للتخلص من الغازات الذائبة فلمعالجة الماء تتبع طريقة التهوية اما للتخلص من المعادن فتتبع طريقة الاكسدة باستخدام الكلور او برمنجانات البوتاسيوم .
كيف تتم معالجة المياه الجوفية ؟
تعتبر الطريقة الاساسية التي تتبع في معالجة المياه الجوفية هى ازالة العسر باستخدام طريقة الترسيب و يتكون عسر الماء من مجموعة من المركبات الكالسيوم و الماغنيسيوم و هى ذائبة في الماء و يظهر عسر الماء في تأثيره السلبي على الصابون و مواد التنظيف و الترسيبات في الغلايات و الانابيب الخاصة بنقل المياه .
طرق التخلص من أملاح الحديد والمنجنيز .
عندما تتواجد تركيزات عالية من أملاح الحديد والمنجنيز في المياه الجوفية وتستخدم، تؤثر على الملابس بطريقة تظهر بها بقع، وتصعب عملية كيها. كما يؤدي التركيز العالي هذا إلى منح الماء طعما غير مستساغ نتيجة نمو البكتيريا المعروفة ببكتيريا الحديد، والتي توجد في شبكات توزيع المياه وتتسبب في تآكل الأنابيب. ونجد هذه التركيزات العالية في مياه الآبار التي تنتمي إلى المكامن المائية ذات الصفات الجيولوجية الصخرية الرملية في الطبقات السطحية والعميقة. حيث تكون الطبقات غير هوائية، وللتخلص منها يجب أكسدتهما، وبذلك يتحول الحديد من حالة حديدوز مذابة في الماء إلى حديديك يبقى غير قابل للذوبان. أما بالنسبة للمنجنيز، فهو أكثر تعقيدا من الحديد، وللتخلص منهما يتم اتباع الخطوات التالية: –
• التهوية و الترسيب و الترشيح : – حيث يتم تعريض المياه للهواء ليعمل على تفكيك الماء الى قطرات صغيرة , او يمكن ان يتم ضخ الهواء المضغوط للعمل على احلال الماء , او يمكن ان تتم العملية باستخدام البثق او النافورة او الانحدارات , حيث يتم ضخ الهواء المضغوط باستخدام انابيب مثقبة او الواح مسامية توضع اسفل الاحواض او الخزانات , او يمكن ان يتم وضع مراوح او قطارات الماء مع اضافة التهوية بالاكسجين الى الماء الذي تتم معالجته مما يعمل على التخلص من الحديد .
التهوية وحدها غير كافية للتخلص من المنجنيز فهو لا يتأكسد بسهولة , كما في الحديد لذا فللتخلص منه يجب رفع معدل (HP ) الى 8.5 و يتم ذلك عن طريق اضافة مادة قاعدية مثل الجير المطفي و عندما يتم اكسدة المعدنين يتم تمرير الماء على خزانات الترشيح , مما يعمل على التخلص من اغلبها هناك , حيث ان الحديد و المنجنيز تحولا الى عوالق في الماء غير ذائبة و يحتاجان وقت طويل
من المهم استخدام خزانات الترسيب لزيادة فترة التفاعل والتخلص من أي جزيئات معلقة في الماء خلال عملية التصفية .
• التهوية و اضافة مواد كيميائية تعمل على اكسدة المنجنيز و الترسيب و الترشيح : – عندما يتم الانتهاء من اكسدة الحديد و المنجنيز يأتي دور اضافة مواد مؤكسدة على ان تكون قوية مثل برمنجانات البوتاسيوم او الكلور ثم يتم ترسيب المياه ثم ترشيحه , و تعتمد عملية الاكسدة للمنجنيز بالكلور على مقدار ( HP ) و مقدار الكلور و الوسيلة المستخدمة في الخلط و ذلك على عكس برمنجانات البوتاسيوم التي لا تتأثر بمعامل ( HP ) .
• طريقة ترويق الماء : – يستخدم في تلك الطريقة الجير المطفي او الصودا لتعمل على ازالة الحديد و المنجنيز و غالبًا يتم استخدام تلك الطريقة مع المياه السطحية , و هى تتضمن التهوية و التلبيد و اضافة الجير المطفي , ثم الترسيب ثم الترشيح , اما المياه العميقة فتحتاج الى عمليات اكثر تكلفة و تعتمد على الكلور في عملية المعالجة ثم ضخ المياه في شبكات التوزيع .
• طريقة سطح التبادل الايوني باستخدام زيولات المنجنيز : – حيث يتم فيها تمرير الماء الذي ستتم معالجته على خليط من زيولات المنجنيز و الرمل الطبيعي و الاكسجين و بالتالي يفصل المنجنيز المستخدم في ازالة املاح الحديد و المنجنيز .
تعد عملية التهوية المرحلة الأساسية في عملية المعالجة، فما هي طرق التهوية؟
• التهوية بسقوط المياه : – يستخدم في تلك الطريقة جهاز التهوية ذي الصواني المتعددة و هو من الاجهزة البسيطة غير المكلفة و يتكون من 4 الى 8 صواني مثبتة بفواصل من 30 الى 50 سم , ثم يتم تدفق الماء من خلال انابيب مثقبة تنتشر بانتظام فوق الصونية العليا فتتدفق نحو الاسفل بمعدل 0.02 متر مكعب في الثانية من سطح الصونية , حيث تتشتت نقاط المياه ثم يعاد تجميعها في الصونية التالية و تصنع تلك الصواني من مواد مثل الاسبستوس المثقب او المواسير البلاستيك ذات الاقطار الصغيرة او شرائح الخشب المتوازية , لكي تزيد من تشتت القطرات يمكن وضع الزلط الخشن في الصواني بسمك 10 سم و في بعض العمليات يمكن استخدام طبقة من الكوك الذي يعمل كوسيط و ينشط ترسيب الحديد في الماء و المنجنيز .
هناك العديد من الطرق والوسائل لتهوية المياه باستخدام السقوط، مثل التهوية باستخدام المصاطب المتدرجة والتهوية باستخدام الطبالي المتدرجة .
• التهوية بالترزيز و الرش : – جهاز التهوية بالترزيز و الرش يتكون هذا الجهاز من نافورة على ان تكون ثابتة تتصل بلوحة شبكية او مثقبة تعمل على توزيع او نشر المياه من خلالها الى الهواء المحيط بسرعة من 5 الى 7 متر في الثانية , و هو جهاز بسيط حيث تتدفق المياه من اسفل الى اعلى خلال قطع صغيرة من المواسير يبلغ طولها 25 سم و بقطر من 15 الى 30 مم و يتم وضع قرص مستدير اسفل كل ماسورة و على بعد بضعة سنتيمترات حيث تتجمع فيه المياه التي تنتشر في طبقة رقيقة او يتم التهوية بالرش عن طريق نافورات متصلة بماسورة تغذية حيث تقوم برش المياه الى الاعلى .
تتم التهوية عن طريق النافورة التي ترش الماء وتوضع على حوض الترسيب أو وحدة الترشيح، ويجب أن تكون فتحات النافورة نسبيا كبيرة لتجنب الانسداد، ويكون قطرها حوالي 5 ملم تقريبا لمنع الانسداد وتحقيق توزيع الماء على شكل قطرات صغيرة .