خطوات الترشيح وانواعة
ما هي عملية ترشيح المياه
تعتبر المياه أحد الأسباب الرئيسة لاستمرار
الحياة
على كوكب الأرض، حيث تحتل نسبة 60 % من أجسادنا، لذلك يبحث العلماء والخبراء بشكل دائم على حلول وطرق لتنقية المياه وتخزين قدر كافي لضمان الحياة على الأرض في
المستقبل
ومن الطرق المستخدمة في تنقية المياه هي الترشيح، حيث تعتبر الطريقة الأنجح والأكثر فعالية في تنقية المياه، والمقصود بهذه العملية هي إزالة الشوائب والفضلات من المياه مثل
البكتيريا
والطحالب والرواسب والروائح الكريهة، والفيروسات، والطفيليات، والمواد العضوية، والمعادن الضارة مثل الكروم والنحاس، وكذلك
العمليه التي تستخدم لفصل الملح عن الماء هي الترشيح
وفي نهاية هذه العملية يتم الحصول على ماء نقي صالح للاستهلاك البشري، كما يكون لها مذاق أفضل من المياه الغير مرشحة، ومن الجدير بالذكر بأن هذه المياه تكون لها عدة أستخدم في المجالات الطبية والتطبيقات الصناعية، وكذلك تدخل في تصنيع المواد الكيمائية
وخلال عملية الترشيح يتم إدخال المياه في مواد حبيبية تشبه الرمل، حيث تسمح هذه المواد في عبور الجزء النقي من المياه، وتمنع مرور الأجزاء الصلبة والغازية، تكون لهذه العملية فعالية أكبر في تنقية
الماء
بالمقارنة مع أساليب تنقيه المياه الأخرى مثل البسترة، والأسطوانات، والترسيب… إلخ
تم تشبيه عملية الترشيح مع وظيفة الكلى في جسم الإنسان، حيث يكون لكليهما نفس الدور في تنقية السوائل، والتخلص من السموم، كما يوجد ستة أنواع من عملية ترشيح المياه وهي الترشيح بالطرد المركزي، وترشيح الجاذبية، والترشيح البارد، والترشيح الساخن، والترشيح متعدد الطبقات، والترشيح الفراغي، تختلف باختلاف المواد التي تقوم بتنقيتها، وبأساليب تنقيه المياه.
أنواع الترشيح
أولاً: الترشيح بالطرد المركزي
خلال هذا النوع من عملية الترشيح يتم تدوير المياه في سرعة عالية جداً، وبسبب هذه السرعة والدوران الأفقي للمياه يتم فصل المواد الأقل كثافة عن المواد الأكثر كثافة، ونتيجة لذلك يتم الحصول على ماء نقي
خالي
من أي شوائب.
ثانياً: الترشيح بالجاذبية
المقصود بهذا النوع من الترشيح هو سكب المياه في نقطة عالية وبفعل الجاذبية يتم جذب المواد ذات الكتلة الأكبر إلى الأسفل، خلال هذه العملية يتم وضع ورقة خاصة للترشيح في قمع زجاجي، ثم يتم التقاط الجسيمات الصلبة التي يصعب ذوبانها في المياه
ومن خلال الجاذبية يتم عبور المياه فقط خلال ورقة الترشيح، وفي بعض الأحيان يتم استبدال ورق الترشيح بمواد أخرى مثل أقماع المرشح، أو المرشحات المخددة، وأنابيب الترشيح.
ثالثاً: الترشيح البارد
في هذا النوع من الترشيح يتم إدخال المياه داخل درجات حرارة منخفضة جداً، وفي بعض الأحيان يتم استخدام الحمام الجليدي، حيث يتم تعليق بعض المواد الصلبة مثل الأحماض الدهنية في الخليط البارد، وتعمل هذه العملية على ترشيح المياه بسهولة أكبر وأسرع.
رابعاً: الترشيح الساخن
هذا النوع من عملية الترشيح يعمل بعكس عملية الترشيح البارد، حيث يتم تسخين المركب البلوري للمادة حتى يصبح المركب البلوري سائل ليسهل عملية إزالة الشوائب والمواد الغير مرغوب بها، يوصى الإخصائيون والخبراء في هذا المجال استخدام جهاز الترشيح ذو درجة حرارة عالية جداً، لكي لا يحدث تبلور للمواد النقية والملوثة معاً.
خامساً: الترشيح متعدد الطبقات
المقصود بعملية الترشيح متعدد الطبقات، هو إدخال المياه في طبقات مكونة من عدة مواد، مثل الفحم أو الحصى أو الرمل، ويكون لكل طبقة جزئيات بأحجام مختلفة، خلال عملية الترشيح متعدد الطبقات يتم صب
المياه الملوثة
داخل هذه الطبقات، حتى يتم جذب والتقاط الجسيمات الصلبة، لكي يخرج منها الماء النقي فقط.
سادساً: الترشيح الفراغي
في هذا النوع من عملية الترشيح الفراغي، يتم إدخال المياه الملوثة داخل مضخة لكي يتم تفريغ السائل بصورة أسرع داخل المرشح، داخل هذه المضخة يوجد قمعين من أحجام مختلفة
بالإضافة إلى ذلك توجد ورقة خاصة بترشيح المياه، وأيضاً يوجد ممرات لها الكثير من الثقوب، يتم اللجوء إلى هذا النوع من الترشيح في حال أن كانت المواد المراد ترشيحها صغيرة جداً.
خطوات الترشيح
تشمل عملية الترشيح عدة خطوات مهمة، وهي موضحة في النقاط التالية:
-
أولاً
: يتم إدخال المياه خلال مرشح يطلق عليه اسم مرشح الجاذبية الرملي، وهو عبارة عن خزان مياه ذو شكل مستطيلي، يتكون من ثلاث طبقات ترشيح الطبقة الأولى هي رفيعة وطويلة، والطبقة الثانية هي سميكة وقصيرة تتكون من الرمل، والطبقة الثالثة هي سميكة وقصيرة أيضاً وتتكون من الحصى، حيث يعمل هذا المرشح على إزالة الشوائب والكائنات الحية الدقيقة بنسبة تتراوح ما بين 98 % إلى 99 %. -
ثانياً:
تتجمع المياه التي تم تنقيتها في الخطوة السابقة في أسفل مرشح الجاذبية الرملي، وبعدها يتم تغطيه المياه بطبقة ذات ملمس لزج يطلق عليها اسم الطبقة الحيوية تتكون هذه الطبقة من البكتيريا والطحالب والدياتومات. -
ثالثاً:
في هذه الخطوة تظهر الكائنات الحية الدقيقة المتبقية بشكل أوضح في الطبقة الحيوية، ثم يحدث تأكسد للمواد العضوية الموجودة في المياه، كما يتم ترشيح الخلايا الميكروبية. -
رابعاً:
يتم وضع عنصر الكربون المنشط في قاعدة المرشح للتخلص من الروائح الكريهة والسموم.
تقنيات مشابهة لعملية الترشيح
تتوفر عدة تقنيات لتصفية المياه، ومن أبرز هذه التقنيات وأكثرها فعالية هي:
■ التهوية
في البداية يتم وضع المياه في خزان كبير للتهوية المياه، من خلال فقاعات الهواء التي تكون مضغوطة في أنابيب ذات ثقوب كثيرة، تساهم هذه الخطوة في إزالة ثاني أكسيد الكربون والروائح الكريهة، والمعادن السامة مثل الرصاص، والمنغنيز، حيث يتم ترسيب هيدروكسات هذه المعادن.
■ الترسيب أو التخزين
بعد تخلص المياه من المواد الملوثة خلال عملية التهوية، يتم وضع المياه في خزان خاص للترسيب، وتستغرق هذه العملية فترة طويلة تتراوح بين العشرة إلى أربعة عشر يوماً تقريباً، خلال هذه المدة تستقر معظم المواد الصلبة في قاع الخزان ويصبح الماء أكثر نقاوة، بالإضافة إلى المواد الصلبة قد تستقر أيضاً المواد الكيميائية السامة ذات الكثافة العالية
وفي الأسبوع الأول من التخزين يتم قتل البكتيريا الضارة بشكل تدريجي مع مرور الأيام إلى أن يتم القضاء عليها بنسبة تقدر ب90 %، وأيضاً يحدث تأكسد للمواد العضوية الموجودة في المياه مثل النترات NH3.
■ التخثر
بعد أن تم استخراج المياه من خزان الترسيب يتم إدخال المياه مرة أخرى إلى خزان التخثر، وبعدها يتم إضافة بعض المواد مثل الجير والشب ومركب Al (OH) 3 إلى المياه، ثم يتم امتصاص المواد الصلبة العالقة على السطح
إلى أن تتجمع جميع الرواسب على السطح، ويبقى الماء النقي في الأسفل، هذه الخطوة مهمة جداً في إزالة المواد الصلبة الصغيرة الحجم، والتي لا يتم التخلص من خلال عملية التخزين.
■ التطهير
المقصود بالتطهير هو استخدام المطهرات الخاصة بالمياه مثل الكلور، حيث تساهم هذه المطهرات في قتل البكتيريا والفيروسات وأي مواد أخرى مسببه للمرض، وأيضاً تساعد على التخلص من الكائنات الحية الدقيقة، وبعد الانتهاء من عملية التطيهير يتم وضع المياه في خزانات خاصة لحفظ المياه.[1]