الفسفور هو عنصر أساسي في العديد من العمليات البيولوجية، ولكن وجوده بكميات زائدة في مياه الصرف الصحي يؤدي إلى مشكلات بيئية كبيرة، أهمها ظاهرة الإثراء الغذائي (Eutrophication). هذه الظاهرة تسبب نموًا مفرطًا للطحالب في المسطحات المائية، مما يؤدي إلى انخفاض مستويات الأكسجين، وبالتالي الإضرار بالكائنات المائية. لذلك، تعتبر معالجة الفسفور من مياه الصرف الصحي خطوة حيوية للحفاظ على البيئة.
مصادر الفسفور في مياه الصرف الصحي
- المنزلية: تنتج عن استخدام المنظفات المحتوية على الفوسفات وبقايا الطعام.
- الصناعية: تشمل الصناعات الغذائية، الزراعة، وصناعة الأسمدة.
- الطبيعية: مثل الجريان السطحي للمياه المحملة بالأسمدة الزراعية.
أساليب معالجة الفسفور
1. المعالجة الفيزيائية-الكيميائية
تعتمد هذه الطريقة على استخدام مواد كيميائية لترسيب الفسفور على شكل مركبات غير قابلة للذوبان. أبرز المواد المستخدمة:
- أملاح الحديد (مثل كلوريد الحديديك): تعمل على تكوين مركبات فسفات الحديد.
- أملاح الألومنيوم (مثل الشب): تشكل مركبات فسفات الألومنيوم.
- الجير (Hydrated Lime): يرفع درجة الحموضة ويؤدي إلى ترسيب الفسفور كفوسفات الكالسيوم.
هذه الطريقة فعّالة لإزالة كميات كبيرة من الفسفور، لكنها قد تؤدي إلى زيادة الحمأة (Sludge).
2. المعالجة البيولوجية
تعتمد على إزالة الفسفور باستخدام الكائنات الحية الدقيقة، وخصوصًا البكتيريا القادرة على تخزين الفسفور داخل خلاياها. يتم ذلك في مفاعلات هوائية ولاهوائية مخصصة:
- المنطقة اللاهوائية: تحفز إطلاق الفسفور من خلايا البكتيريا.
- المنطقة الهوائية: تشجع البكتيريا على امتصاص كميات كبيرة من الفسفور.
3. تقنيات مبتكرة
- الترشيح بالغشاء (Membrane Filtration): يفصل الفسفور عن الماء باستخدام أغشية دقيقة.
- التحليل الكهربائي: يُستخدم التيار الكهربائي لإزالة الفسفور عن طريق ترسيبه على الأقطاب.
- الاستخدام الزراعي: تحويل الحمأة المحتوية على الفسفور إلى أسمدة.
تحديات إزالة الفسفور
- التكلفة العالية: خصوصًا عند استخدام التقنيات الكيميائية أو المبتكرة.
- التعامل مع الحمأة: الحاجة إلى التخلص الآمن من الحمأة الناتجة عن العمليات.
- تغير جودة المياه الداخلة: قد تؤثر على كفاءة المعالجة.
فوائد إزالة الفسفور
- تقليل تأثير الإثراء الغذائي وتحسين جودة المياه السطحية.
- حماية الحياة المائية.
- إعادة استخدام الفسفور كمورد طبيعي في الصناعات الزراعية.
الخاتمة
معالجة الفسفور في مياه الصرف الصحي تعد خطوة أساسية لتحقيق الاستدامة البيئية. يتطلب تحقيق هذا الهدف تبني تقنيات فعّالة تتناسب مع طبيعة المياه وتحديات كل محطة معالجة. ومع تطور التكنولوجيا، يصبح تحقيق توازن بين الكفاءة والتكلفة أكثر واقعية.
المصادر:
- Metcalf & Eddy (Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery).
- European Commission – Phosphorus Removal in Wastewater Treatment.
- Water Environment Federation (WEF) Publications.