تعد عملية تصفية المياه من العمليات الحيوية التي تضمن توفير مياة نظيفة وآمنة للاستخدام. يتكون نظام فلترة المياه في المنازل من مجموعة من المراحل المتتابعة، تشمل التجميع، الفرز، الإضافة الكيميائية، التخثر، التلبد، الترسيب، الترشيح، التطهير، التخزين، والتوزيع. من الضروري فهم كيفية عمل فلتر المياه متعدد المراحل والمراحل المختلفة التي تمر بها المياه للحصول على مياه نقية وخالية من الشوائب.
المرحلة الأولى جمع المياه
عادةً ما يكون مصدر المياه في محطات المعالجة إما نهرًا محليًا، بحيرة أو خزانًا. يتطلب نقل هذه المياه إلى محطة المعالجة استخدام مجموعة من المضخات وخطوط الأنابيب. على سبيل المثال، يعد خزان Twin Buttes المصدر الرئيسي للمياه في سان أنجيلو، حيث يتم توجيه المياه إلى بحيرة ناسورثي ومن ثم نقلها عبر نهر الكونغو إلى محطة معالجة المياه.
في محطات معالجة المياه، تستخدم مضخات كبيرة لرفع المياه إلى منشآت المعالجة، حيث تم تصميمها للاستفادة من تدفق المياه بشكل طبيعي لتقليل تكاليف الضخ. غالبًا ما يتم دمج المياه الجوفية مع المياه السطحية لتحسين الجودة النهائية.
المرحلة الثانية الفرز والتصفية
تحتوي مصادر المياه السطحية على مواد عالقة ومذابة متنوعة مثل التعكر، اللون، الروائح، والجراثيم. هذه المواد يمكن أن تكون عضوية أو غير عضوية، وقد تعوق عملية المعالجة إذا لم يتم فرزها بشكل جيد.
لذا، تعتبر غربلة العناصر الكبيرة الخطوة الأولى في معالجة المياه، حيث يتم استخدام شاشات معدنية تعمل على تصفية المواد الكبيرة مثل الأغصان والقمامة، وقد تتطلب هذه الفلاتر تنظيفًا دوريًا.
المرحلة الثالثة الإضافة الكيميائية
بعد فرز المياه، تُضاف مواد كيميائية تساعد على تجمع الجزيئات العالقة لتشكيل كتل أكبر تُعرف باسم floc. تعد كبريتات الألومنيوم (الشب) من الأجهزة الشائعة المستخدمة في هذه المرحلة، حيث تعمل على تعزيز عملية التخثير.
تشمل المواد الكيميائية الأخرى المستخدمة مواد مثل كبريتات الحديدوز وكلوريد الحديد، بالإضافة إلى أنواع البوليمرات التي تسهل ترسيب الجزيئات.
المرحلة الرابعة التخثر والتلبد
تستخدم وحدة الخلط السريع لدمج مادة التخثر في الماء بشكل جيد، مما يسمح للجزيئات بالتلامس والاندماج. هذه العملية ضرورية لزيادة الحجم وتسهيل عملية التحقق والتجمع للجزيئات العالقة.
المرحلة الخامسة الترسيب
بعد التخثر، يتم توجيه الماء إلى حوض الترسيب حيث تتجمع الجزيئات الكبيرة في القاع. يتم سحب الحمأة المتراكمة بواسطة مضخات لإرسالها إلى بركة لتخلص منها، بينما يتم تصفية المياه المتبقية.
المرحلة السادسة الترشيح
تدخل المياه عبر المرشحات من الأعلى، حيث يتم استخدام وسائط دوائية مختلفة مثل الرمل والحصى. الكربون المنشط هو وسيط شائع في عملية الترشيح نظرًا لقدرته الفائقة في إزالة الشوائب والجزيئات العضوية.
المرحلة السابعة التطهير
تتمّ عملية التطهير لضمان خلو المياه من الجراثيم والفيروسات. يتم ذلك عادةً عبر استخدام الكلور بطرق مختلفة، ويجب مراقبة كمية الكلور المضافة بعناية لتجنب التأثير على طعم الماء.
المرحلة الثامنة التخزين
بعد التطهير، يتم تخزين المياه في خزانات تحت الأرض وأخرى مرتفعة لضمان توفرها في الأوقات الحرجة.
المرحلة التاسعة التوزيع
تُدفع المياه المخزنة عبر نظام أنابيب معقد يشمل مضخات وخزانات وصمامات، حيث تصل إلى المنازل من خلال الشبكة العامة.
باختصار، تعتبر عملية معالجة المياه متعددة المراحل أساسية لتوفير مياه عالية الجودة، مما يتطلب فهمًا دقيقًا للخطوات المتنوعة بدءًا من جمع المياه إلى توزيعها.