معالجة المياه الجوفية

تعريف معالجة المياه الجوفِيْة

• هِيْ العملية المستخدمة لإزالة التلوث من المياه الجوفِيْة، وهِيْ المياه التي تتواجد تحت سطح الأرض، حيث تملأ مسام التربة فِيْ التربة.
• معظم المياه الجوفِيْة نظيفة، ولكن يمكن أن تكون ملوثة بالأنشطة البشرية أو الظروف الطبيعية.
• تنتج أنشطة الإنسان العديدة والمتنوعة عددًا لا حصر له من المواد ومنتجات النفايات.
• عام 1980 م جيم، كانت السيطرة على هذه النفايات أقل صرامة، وفِيْ كثير من الأحيان، يمكن التخلص منها أو تخزينها على سطح الأرض.
• بالإضافة إلَّى تغلغل المياه الجوفِيْة فِيْ باطن الأرض، حيث تنتقل تدريجياً إلَّى القاع، مما يؤدي إلَّى تلويث المياه الجوفِيْة السفلية وبالتالي تهديد الجودة الطبيعية للمياه.
• ونتيجة لذلك، أصبحت المياه الجوفِيْة الملوثة غير صالحة للاستعمال.
• وجدنا أن نصف سكان الولايات المتحدة الأمريكية على الأقل يعتمدون على المياه الجوفِيْة كَمْصدر لمياه الشرب.
• يستخدم المزارعون أيضًا معالجة المياه الجوفِيْة ليكونوا قادرين على ري المحاصيل الزراعية، ويمكن أيضًا استخدامها فِيْ الصناعات لإنتاج المواد الغذائية الأساسية اليومية.
• تستمر الممارسات الحالية فِيْ التأثير سلبًا على المياه الجوفِيْة، مثل الاستخدام المفرط للأسمدة ومبيدات الآفات.
• بالإضافة إلَّى الكَمْيات التي يتم الحصول عليها من العمليات الصناعية، ترشيح الجريان السطحي الحضري والتسربات من مدافن النفايات.
• يضر استخدام المياه الجوفِيْة الملوثة بالصحة العامة من خلال التسمم أو انتشار الأمراض، لذلك تم تطوير ممارسات معالجة المياه لمعالجة هذه القضايا.
• تشمل الملوثات الموجودة فِيْ المياه الجوفِيْة مجموعة واسعة من العوامل الفِيْزيائية، والكيميائية غير العضوية، والكيميائية العضوية، والميكروبات، والعوامل المشعة.
• يمكن إزالة الملوثات من المياه الجوفِيْة من خلال تطبيق تقنيات مختلفة لجعلها قابلة للاستخدام.

تقنيات معالجة المياه الجوفِيْة

• تشمل تقنيات معالجة المياه الجوفِيْة عدة أنواع وهِيْ تقنيات المعالجة البيولوجية والكيميائية والفِيْزيائية.
• علاوة على ذلك، تُستخدم معظم تقنيات معالجة المياه الجوفِيْة كَمْزيج من عدة تقنيات.
  • تتضمن بعض تقنيات المعالجة الحيوية النمو الحيوي، والتهُوية الحيوية، والحقن الحيوي، والمعالجة النباتية.
• بينما تشمل تقنيات المعالجة الكيميائية حقن غاز الأكسجين، والأوزون، والترسيب الكيميائي، وفصل الأغشية، وتبادل الأيونات، وامتصاص الكربون، والأكسدة الهِيْدروكيميائية، وتعزيز السطح.
• بينما تشمل تقنيات العلاج الطبيعي على سبيل المثال لا الحصر الضخ والمعالجة والحقن الهُوائي والاستخراج ثنائي الطور.

تقنيات المعالجة البيولوجية

زيادة حيوية

• تزيد هذه العملية من تركيز الإنزيم التفاعلي داخل نظام المعالجة الحيوية وبالتالي تزيد من معدلات تسرب الملوثات مقارنة بمعدلات الملوثات الموجودة فِيْ المياه غير المدعمة.
• بينما، إذا لم تظهر دراسة المعالجة أو فترة التمديد المختبري فِيْ الواقع انخفاضًا فِيْ تلوث المياه الجوفِيْة، فقد يكون من المفِيْد التلقيح بالسلالات المعروفة بقدرتها على تقليل الملوثات.

تهُوية حيوية

• إنها تقنية معالجة فِيْ الموقع تستخدم للكائنات الحية الدقيقة لتحلل العَنّْاصر العضوية التي تمتصها المياه الجوفِيْة.
• يعزز التهُوية الحيوية نشاط البكتيريا المستوطنة ويتم محاكاة التحلل البيولوجي الطبيعي للهِيْدروكربونات فِيْ الموقع.
  • هذا عَنّْ طريق تحفِيْز تدفق الهُواء أو الأكسجين إلَّى المنطقة غير المشبعة وإضافة العَنّْاصر الغذائية إذا لزم الأمر.
• من الممكن أيضًا أثناء عملية التنفِيْس البيولوجي أن يتم توفِيْر الأكسجين عَنّْ طريق الحقن المباشر للهُواء فِيْ التلوث المتبقي فِيْ التربة.
• باعتبارها تهُوية حيوية، فهِيْ تساعد بشكل أساسي فِيْ تحلل بقايا الوقود الممتصة.
• كَمْا أنه يساهم فِيْ تحلل المركبات العضوية المتطايرة، حيث تتحرك الأبخرة ببطء عبر التربة النشطة بيولوجيًا.

الحقن البيولوجي

• إنها تقنية معالجة فِيْ الموقع تستخدم فِيْها الكائنات الحية الدقيقة المتوطنة للتحلل البيولوجي للمواد العضوية فِيْ المنطقة المشبعة.
• كَمْا أنه يستخدم حقن الهُواء أو الأكسجين والمغذيات عَنّْد الضرورة للمنطقة المشبعة أثناء عملية الحقن البيولوجي لزيادة النشاط البيولوجي للكائنات الحية الدقيقة المتوطنة.
• يمكن أيضًا استخدام الحقن الحيوي لتقليل تركيز المنتجات البترولية الذائبة فِيْ المياه الجوفِيْة التي تم امتصاصها من التربة أسفل منسوب المياه الجوفِيْة وفِيْ منطقة الشعيرات الدموية.

رشفة بيولوجية

• تجمع عملية الرشاقة الحيوية بين عَنّْاصر التهُوية الحيوية والضخ المعزز بالفراغ للحصول على منتج أخف من الماء.
• عَنّْ طريق استخدام السوائل الخفِيْفة التي لا تقبل الماء، والاختصار الذي تعرف به هذه المواد السائلة (LNIBL).
• حيث يتم استخدام أنبوب فِيْ نظام الصرف الصحي الذي يمتد إلَّى طبقة الإنتاج الحرة، من أجل استعادة المنتج المجاني من المياه الجوفِيْة والتربة والمعالجة الحيوية للتربة.
• تمتص السائل فِيْ الدورق، وتمتص المضخة السائل الذي يحتوي على المنتج الحر وغاز التربة من خلال الأنبوب بنفس العملية.
  • حيث يتم ضخ السوائل الخفِيْفة غير القابلة للذوبان فِيْ الماء مثل الزيت.
• ثم تقوم برفعها من أعلى مستوى للمياه الجوفِيْة ومن منطقة الشعيرات الدموية، حيث يتم تجميع المياه بواسطة قوى الشعيرات الدموية.
  • يتم بعد ذلك إحضار السوائل الخفِيْفة غير القابلة للذوبان فِيْ الماء إلَّى السطح حيث تفصل بين الماء والهُواء.
• حيث تشير العمليات البيولوجية فِيْ مصطلح مياه الصرف الصحي إلَّى التحلل البيولوجي الهُوائي للهِيْدروكربونات عَنّْد إحضار الهُواء إلَّى المنطقة غير المشبعة.

العلاج بالنباتات

• تحدث المعالجة النباتية عَنّْ طريق زراعة أنواع معينة من النباتات والأشجار التي تمتص جذورها الملوثات من المياه الجوفِيْة بمرور الوقت، ثم حصادها وتدميرها.
• يمكن أيضًا تنفِيْذ هذه العملية فِيْ المناطق التي يمكن أن تنمو فِيْها الجذور باستخدام المياه الجوفِيْة.
• بعض الأمثلة على النباتات المستخدمة فِيْ هذه العملية هِيْ السرخس الصيني المتسلق، Pterus vitata، المعروف باسم Dechar fern لأنه يعتبر عالي الكفاءة فِيْ الزرنيخ.
• تمتص أشجار الحور المعدلة وراثيًا الزئبق جيدًا وتمتص نباتات الخردل الهندية المعدلة وراثيًا السيلينيوم جيدًا.

تقنيات المعالجة الكيميائية

ترسيب كيميائي

• يستخدم الترسيب الكيميائي بشكل شائع لمعالجة النفايات السائلة لإزالة عسر المياه والمعادن الثقيلة.
• تتضمن هذه العملية إضافة عامل إلَّى تيار نفايات مائي فِيْ وعاء التفاعل الذي يتم خلطه على دفعات أو فِيْ تدفق ثابت.
• يمكن أيضًا تحويل معظم المعادن إلَّى مركبات غير قابلة للذوبان عَنّْ طريق التفاعلات الكيميائية بين العامل والأيونات المعدنية المذابة.
• بالإضافة إلَّى إزالة المركبات غير المذابة بالترسيب أو الترشيح.

التبادل الأيوني

• يتم إجراء التبادل الأيوني لمعالجة المياه الجوفِيْة عَنّْ طريق تمرير الماء إلَّى أسفل تحت الضغط من خلال طبقة ثابتة من الوسائط الحبيبية.
• يتم بعد ذلك استبدال الكاتيونات بكاتيونات معينة تعتبر حلولًا، ويتم استبدال الأيونات بأيونات معينة تعد أيضًا حلولًا.