كيف تقوم بتقييم الأثر البيئي لشبكة معالجة المياه؟

تلعب شبكات معالجة المياه، المعروفة أيضًا باسم الشاشات أو رفوف القمامة، دورًا حاسمًا في المراحل الأولية من معالجة مياه الصرف الصحي. تم تصميم هذه الهياكل لإزالة الحطام الكبير وحماية المعدات الموجودة في مجرى النهر من التلف. ومع ذلك، غالبًا ما يتم تجاهل تأثيرها البيئي. يعد تقييم التأثير البيئي لشبكات معالجة المياه أمرًا ضروريًا لضمان ممارسات إدارة المياه المستدامة وتقليل التأثيرات السلبية على النظم البيئية.

اختيار المواد

يعد اختيار المواد المستخدمة في شبكات معالجة المياه عاملاً حاسماً في تقييم تأثيرها البيئي. يجب أن تكون مادة الشاشة متينة ومقاومة للتآكل لتقليل تكرار الصيانة والاستبدال، وبالتالي تقليل البصمة البيئية الإجمالية. الفولاذ المقاوم للصدأ والبلاستيك المحدد هي المواد المستخدمة بشكل شائع والتي تلبي هذه المتطلبات.

الفولاذ المقاوم للصدأ هو خيار شائع بسبب مقاومته الممتازة للتآكل والمتانة والقوة. توفر درجات مختلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ، مثل 304 و 316، مستويات متفاوتة من مقاومة التآكل مناسبة لخصائص المياه المختلفة وبيئات المعالجة. يمكن أن يؤدي استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ إلى إطالة عمر الشبكة بشكل كبير، مما يقلل من الحاجة إلى الاستبدال المتكرر والتكاليف البيئية المرتبطة بالتصنيع والنقل.

تُستخدم أيضًا مواد بلاستيكية محددة، مثل البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) وبولي فينيل كلوريد (PVC)، في بعض التطبيقات. توفر هذه المواد مقاومة كيميائية جيدة وخفيفة الوزن، مما يمكن أن يقلل من تكاليف النقل ومتطلبات الطاقة أثناء التركيب. ومع ذلك، يجب النظر بعناية في التأثير البيئي لإنتاج البلاستيك وتساقط البلاستيك الدقيق المحتمل.

عند تقييم التأثير البيئي لاختيار المواد، من المهم مراعاة دورة حياة الشبك بالكامل. ويشمل ذلك التكاليف البيئية لاستخراج المواد الخام، وعمليات التصنيع، والنقل، والتركيب، والصيانة، والتخلص منها أو إعادة تدويرها في النهاية. ويمكن استخدام أدوات تقييم دورة الحياة (LCA) لقياس هذه التأثيرات واتخاذ قرارات مستنيرة بشأن اختيار المواد.

بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يؤخذ في الاعتبار إمكانية إعادة تدوير المواد في نهاية عمر الشبك في التقييم. على سبيل المثال، يعد الفولاذ المقاوم للصدأ قابلاً لإعادة التدوير بدرجة كبيرة، مما قد يقلل بشكل كبير من التأثير البيئي الإجمالي للشبك على مدار دورة حياته.

كفاءة التصميم

تلعب كفاءة تصميم شبكات معالجة المياه دورًا مهمًا في تأثيرها البيئي. يمكن أن يقلل تصميم الشاشة الفعّال من مقاومة تدفق المياه، ويقلل من استهلاك الطاقة، ويحسن كفاءة اعتراض الملوثات. تساهم هذه العوامل مجتمعة في تقليل البصمة البيئية لعملية معالجة المياه.

أحد الجوانب الرئيسية لكفاءة التصميم هو تحسين تباعد القضبان وتكوينها. يجب حساب التباعد بين القضبان بعناية لموازنة الحاجة إلى إزالة الحطام مع تقليل مقاومة التدفق. يمكن استخدام نمذجة ديناميكيات السوائل الحسابية المتقدمة (CFD) لتحسين تكوينات القضبان، وتقليل فقدان الرأس وبالتالي خفض متطلبات الطاقة لضخ المياه عبر النظام.

يمكن أن يؤثر شكل القضبان نفسها أيضًا على الكفاءة. على سبيل المثال، يمكن للقضبان على شكل دمعة أو القضبان ذات الحواف الأمامية المستديرة أن تقلل من مقاومة التدفق مقارنة بالقضبان المستطيلة التقليدية. يمكن أن يؤدي هذا التغيير الصغير في التصميم إلى توفير كبير في الطاقة على مدار العمر التشغيلي للشبكة.

هناك اعتبار تصميمي مهم آخر وهو آلية إزالة الحطام. يمكن لأنظمة التنظيف الآلية، مثل آليات الجرف أو السلسلة والطيران، تحسين الكفاءة الإجمالية للشبكة من خلال منع الانسداد والحفاظ على معدلات تدفق ثابتة. ومع ذلك، يجب أن تؤخذ متطلبات استهلاك الطاقة والصيانة لهذه الأنظمة في الاعتبار عند تقييم الأثر البيئي.

يمكن للمواد المستخدمة في التصميم أن تؤثر أيضًا على الكفاءة. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي استخدام الطلاءات غير اللاصقة على القضبان إلى تقليل التصاق المواد العضوية، وتحسين كفاءة التنظيف وتقليل تكرار عمليات التنظيف اليدوي.

التأثير البيئي

إن التأثير البيئي لشبكات معالجة المياه يشكل جانباً بالغ الأهمية من تقييمها البيئي. وينبغي لتصميم الشاشة أن يقلل من التأثير على الحياة المائية، على سبيل المثال، من خلال استخدام تصميمات صديقة للأسماك لتجنب تشابك الأسماك أو إصابتها أو إصابتها.

إن أحد المخاوف الأساسية هو احتمالية اصطدام الأسماك وانجرافها. ويحدث الاصطدام عندما يتم حبس الأسماك ضد الشاشة بقوة تدفق المياه، في حين يحدث الانجراف عندما تمر الكائنات الحية الأصغر حجماً عبر الشاشة إلى نظام المعالجة. ويمكن أن يؤدي كلا السيناريوهين إلى إصابة أو نفوق الحياة المائية.

ولتخفيف هذه المخاطر، تم تطوير تصميمات شاشات صديقة للأسماك. وقد تتضمن هذه التصميمات ميزات مثل:

- شاشات بزاوية توجه الأسماك نحو أنظمة الالتفاف

- سرعات اقتراب منخفضة للسماح للأسماك بالسباحة بعيداً عن الشاشة

- أسطح ناعمة ومستديرة لمنع الإصابة

- عوامل ردع سلوكية مثل أنظمة الضوء أو الصوت لإبعاد الأسماك عن منطقة المدخل

ويمكن تقييم فعالية هذه التدابير من خلال الدراسات الميدانية وبرامج المراقبة. يجب أن تأخذ هذه التقييمات بعين الاعتبار تنوع الأنواع الموجودة في المسطح المائي وخصائصها السلوكية والفسيولوجية المحددة.

ومن الاعتبارات البيئية الأخرى التغيير المحتمل لأنظمة التدفق الطبيعي. يمكن أن تؤثر هياكل سحب المياه واسعة النطاق على الديناميكا المائية المحلية، مما قد يؤثر على الموائل وأنماط هجرة الأنواع المائية. يمكن أن تساعد النمذجة الهيدروليكية والمسوحات البيئية في تقييم هذه التأثيرات والتخفيف منها.

يمكن أن يكون لإزالة الحطام بواسطة الشبكة أيضًا آثار بيئية. في حين أن إزالة الملوثات الضارة مفيدة، فقد تعترض الشاشة أيضًا المواد العضوية التي قد تساهم بخلاف ذلك في شبكة الغذاء المائية. يجب النظر في مصير الحطام المزال في التقييم البيئي الشامل، بما في ذلك التخلص منه أو استخدامه المحتمل كمورد (على سبيل المثال، التسميد).

الضوضاء والاهتزاز

يجب التحكم في الضوضاء والاهتزازات الناتجة أثناء تشغيل شبكات معالجة المياه ضمن نطاق معقول لتقليل التأثير على البيئة المحيطة والسكان. غالبًا ما يتم تجاهل هذا الجانب من التأثير البيئي ولكنه قد يؤثر بشكل كبير على كل من البشر والحياة البرية في محيط مرافق المعالجة.

تنشأ الضوضاء الناتجة عن شبكات معالجة المياه عادةً من مصدرين رئيسيين: تدفق المياه عبر الشاشة وتشغيل آليات التنظيف. يمكن أن يختلف مستوى الضوضاء اعتمادًا على عوامل مثل معدل التدفق وتصميم الشاشة وحالة الصيانة.

لتقييم تأثير الضوضاء، يجب إجراء قياسات مستوى الصوت في ظل ظروف تشغيلية مختلفة. يمكن مقارنة هذه القياسات بالمعايير التنظيمية المحلية والإرشادات الخاصة بالضوضاء البيئية. من المهم مراعاة كل من شدة وتردد الضوضاء، حيث أن الأنواع المختلفة (بما في ذلك البشر) لديها حساسية متفاوتة لترددات الصوت المختلفة.

شركات تصنيع شاشات قضبان شبكية القمامة

تعد شركة Tianjin Kairun واحدة من الشركات المصنعة التي تقدم شاشات قضبان شبكية القمامة مع التركيز على الجودة والاعتبارات البيئية. تقدم الشركة خدمة ضمان شاملة لمنتجاتها، مما يدل على الثقة في متانتها وأدائها. وبينما قد تختلف تفاصيل الضمان المحددة حسب المنتج والتكوين، تقدم شركة Tianjin Kairun عادةً تغطية لعيوب التصنيع وقضايا الأداء لفترة محددة.

بالنسبة لأولئك الذين هم في عملية اختيار شركة مصنعة لشاشات قضبان شبكية القمامة مع مراعاة الاعتبارات البيئية، ترحب شركة Tianjin Kairun بالاستفسارات والاستشارات. يمكن للأطراف المهتمة الاتصال بالشركة على catherine@kairunpump.com لمزيد من المعلومات حول منتجاتها وخدمات الضمان والحلول التي تراعي البيئة.

مراجع:

1. Tscheikner-Gratl, F., et al. (2019). "Integrated assessment of the water, waste and energy nexus for urban water systems." Water Research, 171, 115395.

2. Gorito, A. M., et al. (2017). "A review on the application of constructed wetlands for the removal of priority substances and contaminants of emerging concern listed in recently launched EU legislation." Environmental Pollution, 227, 428-443.

3. Gude, V. G. (2016). "Wastewater treatment in microbial fuel cells – an overview." Journal of Cleaner Production, 122, 287-307.

4. Larsen, T. A., et al. (2016). "Emerging solutions to the water challenges of an urbanizing world." Science, 352(6288), 928-933.

5. Luo, Y., et al. (2014). "A review on the occurrence of micropollutants in the aquatic environment and their fate and removal during wastewater treatment." Science of the Total Environment, 473-474, 619-641.

6. Metcalf & Eddy, Inc. (2014). Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery. McGraw-Hill Education.