What is Sewage Treatement Process Stages?
If water is the most important source for the survival of life on Earth, in contrast, wastewater represents the largest source of pollution threatening the existence of life on the planet, the world annually produces about 380 billion m3 of wastewater, where one person consumes about 70 liters per day, and this figure is expected to increase 7% by 2030 and 51% by 2052, according to statistics.
اذا كانت المياه اهم مصدر لبقاء الحياة على الأرض، ففي المقابل تمثل مياه الصرف الصحي اكبر مصادر التلوث المهددة لوجود الحياة على كوكب الأرض،فالعالم ينتج سنويا حوالي 380 بليون متر مكعب من مياه الصرف، حبث يستهلك الفرد الواحد يوميا مايقرب من 70 لتر، ومن المتوقع زيادة هذا الرقم 7٪ بحلول عام 2030 و 51٪ بحلول عام 2052 ، حسب الاحصائيات
Therefore, the process of treating wastewater from residues, organic and inorganic suspended or dissolved harmful sludge contained in it as much as possible, not only reduces the risk of environmental pollution, but the world now views treatment as a way to exploit an important and huge resource that can be exploited for many uses, such as the irrigation of uneaten plants, the manufacture of fertilizer for soils, and other environmental uses, and with advanced stages of treatment, agricultural plants can be irrigated, hence the importance of the wastewater treatment process.
وبالتالي فإن عملية معالجة مياه الصرف الصحي من المخلفات والمواد العضوية والغير عضوية العالقة أو الذائبه الضارة الموجودة بها باكبر قدر ممكن، لا بقلل فقط من خطر تلوث البيئة، بل ينظر العالم الآن للمعالجة على انها وسيلة لاستغلال مورد مهم وضخم يمكن استغلاله في العديد من الاستخدامات، كري النباتات الغير مأكول ثمارها، وصناعة السماد للأتربة، وغيرها من الاستخدامات البيئية، ومع مراحل المعالجة المتطورة يمكن ري النباتات الزراعية، ومن هنا تأتي اهمية عملية معالجة مياه الصرف الصحي
The wastewater treatment process is mainly based on the removal of wastewater pollutants from homes, factories, and other sources, through their sequestration, removal, and analysis into harmless substances and gases, in addition to the disposal of harmful and pathogenic organisms.
وتقوم عملية معالجة مياه الصرف في الأساس على إزالة ملوثات المياه المنصرفة من المنازل والمصانع وغيرهم من مصادر الاستخدام، من خلال حجزها وإزالتها و تحليلها إلى مواد وغازات غير
ضارة، بالإضافة إلى التخلص من الكائنات الحية الضارة والمسببة للأمراض
Therefore, Sewage treatment plants have been designed in successive stages, each stage depends on several physical, biological, or chemical processes, and each stage has its own equipment designed to exit the water in a certain way, as follows:
:ولهذا قد صُممت محطات المعالجة على مراحل متتالية تعتمد كل مرحلة على عدة عمليات فيزيائية كانت أو بيولوجيه أو كيميائية، ولكل مرحلة معداتها المصممة لتخرج منها المياه بشكل معين كالتالي
Firstly: Primary Treatment (Physical)
After the discharge of wastewater from homes and factories “Raw Sewage” in underground pipes, passing through a lifting station to transfer water from the underground to the nearest Sewage treatment plant, the primary treatment Stage relies on physical processes to separate floating inorganic substances in order to raise the efficiency of wastewater treatment in the following stages; this is done by the following:-
آولاً : المعالجة الأولية (الفيزيائية) _
بعد خروج مياه الصرف من المنازل والمصانع في مواسير تحت الأرض، تمر على محطة رفع لنقل المياه من تحت الأرض لأقرب محطة معالجة، تعتمد وحدة المعالجة الأولية على عمليات فيزيائية لفصل المواد الغير عضوية الطافية من أجل رفع كفاءة معالجة مياه الصرف في المراحل التالية ؛ ويتم ذلك عن طريق التالي
* Screens
Removing large floating materials such as wood, plastic, leaves, dead animals, and anything more than 1 cm in diameter, thanks to the design of the strainer, which are metal Plots whose spacing varies from design to design, including manual screens s and mechanical screens.
المصافي *
حجز المواد الطافية الكبيرة كالخشب، والبلاستيك، الأوراق، الحيوانات النافقة، وكل مايزيد قطره عن 1 سم، وذلك بفضل تصميم المصفاه وهي شرائط معدنية مسافاتها البينية تختلف من تصميم لآخر، ومنها المصافي اليدوية ومنها المصافي الميكانيكية
* Grit RemovaL
Large-sized and dense inorganic materials such as sand, broken glass, metals, and other solids less than 1 cm are deposited in it at a flow speed not exceeding 60 cm /s.
أحواض حجز الرمال *
يتم فيها ترسيب المواد غير العضوية كبيرة الحجم والكثافة كالرمال، وكسر الزجاج، والمعادن وغيرها من المواد الصلبة التي تقل عن 1 سم، وذلك عند سرعة سريان لا تزيد 60 سم /ثانية
* Primary Sedimentation Tank
In them, the largest amount of suspended or sedimentable organic and inorganic substances is deposited in wastewater, in addition to the disposal and skimming of buoyant materials from oils and greases, and the water flow in them is very slow 30 cm/min.
أحواض الترسيب الأولية*
يتم فيها ترسيب أكبر كمية من المواد العضوية وغير العضوية العالقة أو القابلة للترسيب في مياه الصرف الصحي، بالإضافة إلى التخلص من المواد القابلة للطفو من زيوت وشحوم وقشطها، ويكون
سريان المياه فيها بطيء للغاية 30 سم / دقيقة
*The wastewater comes out of the primary treatment free of the largest amount of solid inorganic substances, and 40% of organic substances are trapped in it _the percentage increases or decreases depending on the design of the plant and the extent of contamination of the wastewater_ in order to move to the biological treatment stage.
تخرج مياه الصرف من المعالجة الابتدئية خالية بأكبر قدر من المواد غير العضوية الصلبة، وحجزت فيها 40% من المواد العضوية ، تزيد أو تقل النسبة حسب تصميم المحطة *
الصرف ومدى تلوث مياه، كي تنتقل إلى مرحلة المعالجة البيولوجية
* Secondly : Secondary Treatment (Biological)
This is the first of the basic stages in Sewage treatment, through which work is done to provide a suitable climate by providing air that increases the reproduction of bacteria.
ثانيا : المعالجة الثانوية (البيولوجيه)
والتي تعد أول المراحل الأساسية في معالجة مياه الصرف الصحي والتي يتم من خلالها العمل على توفير المناخ المناسب من خلال توفير الهواء الذي يعمل على زيادة تكاثر البكتيريا
تقوم فكرة هذه المرحلة على تحويل المواد العضوية الذائبة الغير مرئية في مياه الصرف، إلى مواد عضوية أكثر وزنًا نسبيًا، من خلال بضع العمليات البيولوجية وهي نشاط البكتريا الهوائية المتواجدة داخل أحواض التهوية ، بتوفير الأكسجين الللازم لأكسدة تلك المواد، ومن ثم تجعلها أثقل من الماء، وبالتالي تترسب على شكل رواسب في القاع، ويصبح من السهل التخلص منها على الفور
The idea of this stage is to convert dissolved organic substances invisible in wastewater into relatively heavier organic substances through a few biological processes, namely the activity of aerobic bacteria inside the Aeration Tanks, providing the oxygen necessary for the oxidation of these substances, and then making them heavier than water, and thus deposited in the form of sediments at the bottom, and it becomes easy to get rid of them immediately.
* Aeration Tank
Here, after sewage water moves from the Primary Treatment stage, and mixes with the active sludge returning from the final sedimentation Tanks, the biological treatment stage begins, which begins in aeration Tanks, inside which bacteria and microorganisms are activated with oxygen by working to supply these basins with compressed air through the building of air Defusers, and continuous stirring of water using rotary brushes.
أحواض تهوية*
تبدء مرحلة المعالجة البيولوجية ، و التي تبدء في أحواض للتهوية ، حيث يتم بداخلها تنشيط البكتريا والكائنات الدقيقة بالأكسجين من خلال العمل على تزويد تلك الأحواض بالهواء المضغوط من خل المبنى الخاص بضاغطات الهواء، والتقليب المستمر للمياه باستخدام الفرش الدوارة
* Secondary Sedimentation Tank
After the bacteria devour the organic dissolved solids and their density increases; the water from the aeration Tank enters the Secondary sedimentation Tank at a slow speed, unlike inside the aeration Tank, to deposit the sludge at the bottom of the Tank.
أحواض الترسيب النهائي*
بعد أن تلتهم البكتريا المواد العضوية وتزداد كثافتها؛ تدخل المياه من حوض التهوية إلى حوض الترسيب النهائي بسرعة بطيئة، على عكس ماكانت عليه داخل حوض التهوية، لتترسب الحمأة في قاع الحوض
*The wastewater comes out of that stage, and about 90% of dissolved and suspended solids have been removed from it, and therefore it can be used for irrigation operations, whether for green areas or plants whose fruits are not eaten, or leaving them in their normal drains and are safe for the environment.
وتخرج مياه الصرف من تلك المرحلة وقد أُزيل منها حوالي 90 % من المواد الغير عضوية والعالقة، وبالتالي يمكن استخدامها في عمليات الري سواء للمسطحات الخضراء أو النباتات التي لا يؤكل ثمارها، أو خروجها في مصارفها العادية وهي آمنة على البيئة
Thirdly: Tertiary treatment (chemical)
Egypt is currently preparing to upgrade its wastewater treatment plants from Secondary treatment plants to tertiary treatment plants, as is the case in many countries, and the passage of wastewater at this stage is the highest degree of exploitation of a huge water resource for human uses from agriculture and other vital processes, and a strong solution in the face of water poverty.
The tertiary treatment process is a water sterilization process, based mainly on a set of chemical processes such as chemical coagulation, sedimentation and sand filtration, carbon adsorption, ion exchange, and reverse osmosis.
After the bilaterally treated water comes out of the secondary sedimentation Tanks, some compounds are added to it that change the chemical qualities of the water, and the particles suspended in the water stick together, forming solid masses of large size and density that can be precipitated, and this is chemical coagulation.
Then the water passes through sand filters to remove the rest of the solid particles that were not deposited at the stage of chemical coagulation, in addition to the sewage then passes through activated charcoal tanks, which combine with foul odor molecules to get rid of the smell of drainage in the water
In the end, high concentrations of salts remain in the water, so the reverse ion and osmotic exchange process come to get rid of them, followed by chlorination of wastewater by adding chlorine at a concentration of 100 mg/ L from 15 : 120 minutes; thus, sanitary wastewater turns into pure water free of toxicity and infection.
ثالثًا: المعالجة الثلاثية (الكيميائية)
تتجه مصر حاليا لرفع محطات معالجة الصرف من محطات معالجة ثنائية إلى محطات معالجة ثلاثية كما هو الحال في كثير من الدول، ويعتبر مرور مياه الصرف الصحي على هذه المرحلة هو أعلى درجات استغلال مورد مائي ضخم في الاستخدامات الآدمية من زراعة وغيرها من العمليات الحيوية، وحل قوي في مواجهة الفقر المائي
عملية المعالجة الثلاثية هي عملية تعقيم للمياه، تقوم بالأساس على مجموعة من العمليات الكيميائية كالتخثر الكيميائي، والترسيب والترشيح الرملي، والامتصاص الكربوني، والتبادل الأيوني، والتناضح العكسي
بعد أن تخرج المياه المعالجة ثنائيًا من أحواض الترسيب الثانوية، يُضاف لها بعض المركبات التي تُغير من صفات المياه الكيميائية، وتلتصق الجسيمات العالقة في الماء ببعضها البعض مكونة كتل صلبة كبيرة الحجم والكثافة قابلة للترسيب وهذا هو التخثر الكيميائي
ثم تمر المياه على مرشحات رملية لإزالة باقي الجزيئات الصلبة التي لم تترسب في مرحلة التخثر الكيميائي، هذا بالإضافة إلى مرور مياه الصرف الصحي بعد ذلك على خزانات فحم نشط الذي يتحد مع جزيئات الرائحة الكريهة للتخلص من رائحة الصرف في المياه
وفي النهاية يتبقى في الماء تركيزات عالية من الأملاح، فتأتي عملية التبادل الآيوني والأسموزي العكسي للتخلص منها، ويليها كلورة مياه الصرف الصحي
بإضافة كلور بتركيز 100 ملجرام/ لتر من 15 : 120 دقيقة؛ وهكذا تتحول مياه الصرف الصحي إلى مياه نقية خالية من السمية والعدوى