S.13 خزّان التحليل (التخمير)
خزَّان التحليل (التخمير) (Septic Tank) هو غُرفة معزولة –غير مُنفذة للمياه– ومصنوعة من الخرسانة أو الألياف الزجاجية الفيبرجلاس أو البولي فينيل كلوريد PVC أو البلاستيك، تتدفق عبرها المياه السوداء والمياه الرمادية من أجل المعالجة الابتدائية، قبل الخضوع للمعالجة الإضافية أو الارتشاح، و تعمل عمليات الترسيب والتحلّل اللاهوائية على تخفيض المواد الصلبة والعضوية،. عادةً ما يتم التخلُّص من التدفُّقات السائلة الخارجة في حقل التصريف الشبكي (س.9) أو حُفرة الامتصاص (س.10) والتي تُقدم المعالجة الإضافية.هــو خليــط مــن البــول والبُراز ومياه الدفق (أو الســيفون أو صنــدوق الطرد) إلى جانب ميــاه تنظيف الشــرج (في حال استخدام المياه للنظافة) ومــواد التنظيــف الجافة أو إحداهما . وتحتــوي المياه الســوداء على مُسبِّبات الأمراض ، والمُغذيات والمواد العضوية من البراز، كما تحتوي على المغذيات من البول، وقد خُفِّفت بالاختلاط بميــاه الدفْقيُشـير إلى الغائـط (شـبه الصلـب) غير المُختلط مع البـول أو الماء. واعتمادا علي النظــام الغذائي، فــإن كل شــخص ينتج نحو 50-150 لتر سـنويًا مـن البُراز والذي يُمثِّل الماء حوالي 80% من تكوينه، بينما تشكِّل المواد العضوية النسبة الباقية من محتواه من المواد الصلبة. من إجمالي كمية المُغذيات الخارجة عن جسم الإنسان، يحتوي البُراز على نحو 39% من الفسفور (P)، و26% من البوتاسيوم (K)، و12%من النيتروجين(N). ويحتوي البُراز أيضًا على الغالبية العظمى من مُسببات الأمراض التي يطرحها الجسم، كما يحتوي على مواد غنية بالطاقة والكربون والألياف.هي الحجم الكُلِّي للمياه الناتجة عن غسـيل الخضراوات، والفاكهة، والملابس، والأطباق، وكذلك عن الاستحمام، ولكنها ليست ناتجة عن المراحيض (انظر المياه السوداء). وقد تحتوي الميــاه الرماديــة على نســبة قليلة جــدًا من فضلات الجسـم (ناتجة عن غسيل الحفاضاتمثلًا)، وبالتالي فإنهـا قد تحتوي على مُســببات الأمــراض أيضًا. وتبلُغ نسبة المياه الرماديــة نحو 65% من مياه المجاري المٌنتجة من المنازل التي تستخدم مراحيض الدفْق.تُشير إلى المواد النباتية القابلة للتحلل البيولوجي (المُخلّفات العضوية) والتي يجب أن تُضاف في بعض التقنيات لكي تؤدي وظيفتها على النحو الصحيح. ومن المواد العضوية القابلة للتحلل -علــى ســبيل المثال لا الحصــر- أوراق الأشجار، والحشــائش ومخلفات الأسواقالنباتية . وعلــى الرغم مــن أن هناك منتجات أخرى فــي هذا الكتاب تحتوي على المواد العضوية، فإنَّ مصطلــح المواد العضوية هنا يُشير إلى المواد النباتية غيـر المهضومة.عملية ترسّيُب الجسيمات الموجودة في السائل وتراكُمها بفِعل الجاذبية الأرضية. (مرادف : Settling)المُخلفات المنقولة عبر قنوات المجاري (شبكة الصرف الصحي).
تتدفق السوائل إلى الغُرفة الأولى حيث تترسب المواد الصلبة، بينما يطفو الخبث (الزَّبَد) ومعظمه من الزيوت والشحوم للأعلى، ومع مرور الوقت تتحلّل المواد الصلبة المترسبة تحلٌلًا لاهوائيًّا. ويُتوقع - عمومًا - من الخزَّان جيد التصميم والذي تجري صيانته على نحوٍ جيد: إمكانية إزالة 50% من المواد الصلبة، ومن 30 إلى %40 من الاحتياج الحيوي للأكسجين، وانخفاض بكتيريا الإشريكية القولونية إلى العُشر (بانخفاض 90%)، على الرغم من الاختلاف الكبير في كفاءة الخزَّانات وفقًا للتشغيل والصيانة والظروف المناخية.
بكتيريا الإشريكية القولونية E. coli: هي بكتيريا تعيش فيأمعاء الإنسان والحيوانات من ذوات الدم الحار، كما تعتبر مؤشر على تلوث المياه بالبُراز.
طبقة من المواد الصلبة المتكونة بفِعل عناصر ومحتويات مياه الصرف التي تطفو على سطح الخزَّان أو المُفاعِل (مثل: الزيوت، والشحوم).المياه المُستعملة والمُصرَّفةمن أي مجموعة من الأنشطة المنزلية، أو الصناعية، أو التجارية، أو الزراعية، وكذلك مياه الأمطار، وأي تدفقات داخلة إلى قنوات المجاري.
اعتبارات التصميم
يجب أن يضم خزَّان التحليل (التخمير) غرفتين على الأقل. ولا بُد ألّا يقل طول الغُرفة الأولى عن (50%) من الطول الكلي، تترسّب معظم المواد الصلبة في الغُرفة الأولى، يمنع الحاجز - أو الفاصل بين الغرف - خروج الخبث والمواد الصلبة مع التدفقات السائلة الخارجة، ويقلل كذلك من تيارات القصر (اختصار المياه لمسارها في الخزان) وإعاقة إتمام العملية عبر الخزَّانات. وكذلك يقلل أنبوب المُخرجات المُصمّم على شكل حرف (T) من تصريف الخبث والمواد الصلبة. ومن الأمور الضرورية لعملية الصيانة تأكيد إمكانية الوصول إلى جميع الغُرف (من خلال فتحات مُخصَّصة لذلك). ولا بُد من تهوية الخزانات للتحكم في انبعاث الروائح وغيرها من الغازات الضارة. يعتمد تصميم خزَّان التحليل (التخمير) على عدد المستخدمين، وكمية المياه المستخدمة للفرد الواحد، ومتوسط درجة الحرارة السنوية، وكذلك على معدل إزالة الحمأة، وخصائص مياه الصرف الصحي. ويبلغ الحد الأدنى لزمن المكث (الاحتفاظ) الموصَى به للخزَّانات الصغيرة 24 ساعة، ويقِل حتى تصل إلى 12 ساعة في الخزَّانات الضخمة، ويجب أن يكون الحجم كبير بما يكفي لتفادي التدفق والجريان الدوامي المضطرب. يُوجد نوعٌ مختلف من خزَّانات التحليل (التخمير) يُعرف بخزَّان دورة المياه "aquaprivy"، حيث يُوضع خزَّان التخزين والترسيب مباشرةً أسفل دورة المياه بحيث تسقط فضلات الجسم فيه. ومن الممكن أن يكون خزان دورة المياه أصغر من خزَّان التحليل (التخمير) لأنه لا حاجة لوجود مياه الدفق لنقل الفضلات إلى الخزَّان.
تتكـون مــن البـول والبراز غيـر المُختلـط مع مياه الدفْق. وتعتبر فضلات الجسم صغيرة الحجم نسبيًا، ومع ذلك يتركز فيها كلٌ من المُغذيات ومُسـببات الأمراض. وعلى حسب خصائص محتواها من البُراز والبول، قد تختلف درجة تماسك الفضلات.يُشـير إلى الغائـط (شـبه الصلـب) غير المُختلط مع البـول أو الماء. واعتمادا علي النظــام الغذائي، فــإن كل شــخص ينتج نحو 50-150 لتر سـنويًا مـن البُراز والذي يُمثِّل الماء حوالي 80% من تكوينه، بينما تشكِّل المواد العضوية النسبة الباقية من محتواه من المواد الصلبة. من إجمالي كمية المُغذيات الخارجة عن جسم الإنسان، يحتوي البُراز على نحو 39% من الفسفور (P)، و26% من البوتاسيوم (K)، و12%من النيتروجين(N). ويحتوي البُراز أيضًا على الغالبية العظمى من مُسببات الأمراض التي يطرحها الجسم، كما يحتوي على مواد غنية بالطاقة والكربون والألياف.تُشير إلى المواد النباتية القابلة للتحلل البيولوجي (المُخلّفات العضوية) والتي يجب أن تُضاف في بعض التقنيات لكي تؤدي وظيفتها على النحو الصحيح. ومن المواد العضوية القابلة للتحلل -علــى ســبيل المثال لا الحصــر- أوراق الأشجار، والحشــائش ومخلفات الأسواقالنباتية . وعلــى الرغم مــن أن هناك منتجات أخرى فــي هذا الكتاب تحتوي على المواد العضوية، فإنَّ مصطلــح المواد العضوية هنا يُشير إلى المواد النباتية غيـر المهضومة.عملية ترسّيُب الجسيمات الموجودة في السائل وتراكُمها بفِعل الجاذبية الأرضية. (مرادف : Settling)المياه المُستعملة والمُصرَّفةمن أي مجموعة من الأنشطة المنزلية، أو الصناعية، أو التجارية، أو الزراعية، وكذلك مياه الأمطار، وأي تدفقات داخلة إلى قنوات المجاري.المواد والمستلزمات
ويمكن صنع خزّان التحليل (التخمير) من الطوب المحلي أو الطوب الإسمنتي أو الحجارة، ومن ثم يمكن إنشاؤه في الموقع باستخدام المواد المحلية. تتوفر الخزَّنات سابقة التجهيز المصنوعة من الألياف الزجاجية (الفيبرجلاس) أو البولي ڨينيل كلوريد (PVC)، أو البلاستيك.
القابلية للتطبيق
يصلح تطبيق هذه التقنية على المستوى المنزلي وكذلك على مستوى المنشآت كالمستشفيات والمدارس. ويعتبر خزَّان التحليل (التخمير) مناسبًا عندما يكون حجم مياه الصرف المنتجة كبير جدًا بحيث يصعب التخلّص منه في مراحيض الحفرة، وهو مناسب إذا وُجِدت المياه الكافية لدفق المواد الصلبة من المرحاض إلى الخزَّان. وهذا يعتمد على المسافة بين المرحاض والخزَّان. وتُستخدَم خزّانات التحليل (التخمير) في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية، فمن المفروض تجنب الارتشاح داخل طبقات التربة في الموقع، وإلّا فإن الأرض ستصبح مشبعة بالمياه وملوّثة، مما يشكل خطرًا صحيًا بالغًا. لذلك يجب أن تتصل خزَّانات التحليل (التخمير) بإحدى تقنيات النقل، التي تُنقَل من خلالها التدفقات السائلة الخارجة لمعالجتها أو التخلص منها. وعلى الرغم من أن خزَّانات التحليل (التخمير) معزولة -غير مُنفذة للمياه - فإنه لا يوصَى بإنشائها في المناطق التي يرتفع بها منسوب المياه الجوفية أو المناطق التي تتكرر بها السيول. ولأنه لا بُد من نزح الحمأة بانتظام من خزّان التحليل (التخمير)، فمن الضروري تسهيل وصول شاحنات الشفط إلى موقع الخزَّان (ن.2). من الممكن تنفيذ خزَّانات التحليل (التخمير) في أي مناخ، إلّا أن الكفاءة ستقِل في الأجواء المناخية الأكثر برودة (لأن الهضم اللاهوائيّ يجري بكفاءةٍ أكبر في درجات الحرارة المرتفعة).
يصف التفاعلات الحيوية التي تحدث في غياب الأكسجين. هو تحلُّل المُرَكَّبات العضوية وتثبيتها بفِعل الكائنات الحية الدقيقة في غياب الأكسجين، مما يؤدي إلى إنتاج الغاز الحيوي. هــو الاســم الشــائع لمزيــج مــن الغــازات المُنبعثــة من عمليــة الهضم اللاهوائيّ للمواد العضوية Anaerobic digestion ، ويتكــوّن الغــاز الحيــوي مــن الميثــان بنســبة تترواح بين 50-75%، وثانــي أكســيد الكربون بنســبة (25-50%)، بالإضافة إلــى كميــات متفاوتــة مــن النيتروجيــن وكبريتيــد الهيدروجيــن وبُخــار المــاء وغيرهــم مــن المكونات، تختلف نسبتها باختلاف المادة المهضومة. ويُمكن تجميع الغــاز الحيــوي وإحراقــه كوقــود (مثــل البروبان).هـي خليط مـن المواد الصلبة والسـائلة التي تحتوي في الغالب على فضلات الجسـم والمياه، بالإضافة إلى الرمـل والحصى، والمعادن، والقمامة، والمركبات الكيميائيــة المختلفة. ويمكــن تمييز حمأة مياه المجــاري (Faecal sludge) عن حمــأة محطــة الصرف الصحــي (Wastewater sludge) بـأن حمأة ميــاه المجاري تأتي مــن تقنيــات الصرف الصحــي في الموقــع، أي أنها لم تُنقَل عبر شــبكات الصرف الصحــي، ويمكن أن تكــون على حالتها الأصلية أو تم هضمها جزئيًا، أو شــبه ســائلة ، أو شــبه صلبة، وهــي تنتج عن عمليات الجمع والتخزين/المعالجة لفضلات الجســم أو المياه الســوداء، التي قد تشــمل علي المياه الرمادية. اما حمــأة محطــة الصــرف الصحي (ويشار إليها أيضًا بحمأة المجاري) هــي الحمأة التــي تنتج عن تجميــع مياه الصــرف من شــبكات الصــرف الصحـي وعمليات المُعالجــة (شــبه) المركزية، ويتـحدد نوع المعالجـة المطلوبة للحمـأة وإمكانيـات الاســتخدام النهائـي لهــا بناءً على تحليلها والتعرف على مكوناتها الأساســية.هي المياه التي توجد تحت سطح الأرض. هو المستوى الواقع تحت سطح الأرض الذي يكون مشبَّعًا بالمياه. وهو يعبر عن منسوب وجود المياه عند تنفيذ الحُفر في الأرض، ولا يكون منسوب المياه الجوفية ثابتًا، بل قد يختلف مع تغير فصول السنة، أو قد يتباين من عامٍ لآخر، أو يتغير حسب الاستخدام. (مرادف: مستوي المياه). أي كائن حي مجهري خلوي أو لاخلوي قادر على التنَسُّخ أو نقل المادة الوراثية (على سبيل المثال: البكتيريا، أو الفيروسات، أو الأوًّليات، أو الطحالب، أو الفطريات).المُخلفات المنقولة عبر قنوات المجاري (شبكة الصرف الصحي).المياه المُستعملة والمُصرَّفةمن أي مجموعة من الأنشطة المنزلية، أو الصناعية، أو التجارية، أو الزراعية، وكذلك مياه الأمطار، وأي تدفقات داخلة إلى قنوات المجاري.
التشغيل والصيانة
تحتاج خزَّانات التحليل (التخمير) إلى نزح الحمأة، ويعتمد معدل تكرار الإزالة على الحجم الكلي للخزَّان ونسبة المُدخلات من المواد الصلبة، ومقدار المواد غير المهضومة، ودرجة الحرارة المحيطة، ومعدل الاستخدام، ومواصفات الخزان ، ومتطلبات المعنين. وتحتاج الخزَّانات التي تؤدي وظيفته على نحوٍ جيد إلى التفريغ كل سنتين وقد تصل إلى خمس سنوات، ولا بُد من متابعة مستويات الخبث (الزبد) والحمأة لضمان أن الخزَّان يؤدي وظيفته على افضل وجه. وتعد أفضل طريقة للتفريغ هي استخدام تقنية التفريغ والنقل بواسطة المحركات (ن.2)، ومن الخيارات المطروحة للتفريغ يوجد أيضًا التفريغ والنقل اليدوي (ن.1).وتحتاج كلٌ من التدفُّقات السائلة الخارجة والحَمْأَة البرازية إلى الخضوع لمعالجة إضافية قبل التخلّص منها. والسبب الأكثر شيوعًا بين أسباب فشل خزّانات التحليل (التخمير) هو فشل نظام التخلُّص. فالخزَّانات المتصلة بانظمة غير مصممة جيدا للتخلص سوف تحتاج إلى التفريغ بمعدل مرات أكثر.
هـي خليط مـن المواد الصلبة والسـائلة التي تحتوي في الغالب على فضلات الجسـم والمياه، بالإضافة إلى الرمـل والحصى، والمعادن، والقمامة، والمركبات الكيميائيــة المختلفة. ويمكــن تمييز حمأة مياه المجــاري (Faecal sludge) عن حمــأة محطــة الصرف الصحــي (Wastewater sludge) بـأن حمأة ميــاه المجاري تأتي مــن تقنيــات الصرف الصحــي في الموقــع، أي أنها لم تُنقَل عبر شــبكات الصرف الصحــي، ويمكن أن تكــون على حالتها الأصلية أو تم هضمها جزئيًا، أو شــبه ســائلة ، أو شــبه صلبة، وهــي تنتج عن عمليات الجمع والتخزين/المعالجة لفضلات الجســم أو المياه الســوداء، التي قد تشــمل علي المياه الرمادية. اما حمــأة محطــة الصــرف الصحي (ويشار إليها أيضًا بحمأة المجاري) هــي الحمأة التــي تنتج عن تجميــع مياه الصــرف من شــبكات الصــرف الصحـي وعمليات المُعالجــة (شــبه) المركزية، ويتـحدد نوع المعالجـة المطلوبة للحمـأة وإمكانيـات الاســتخدام النهائـي لهــا بناءً على تحليلها والتعرف على مكوناتها الأساســية.ويصف نقل المُنتجات من مجموعة وظيفية إلى أخرى. وعلــى الرغــم مــن أن تلك المنتجات قد تتطلب طرق مختلفة لنقلها بين المجموعــات الوظيفية، فإن أطول وأهم مسافة تكون عادةً بين واجِهة المُستخدِم أو الجمع والتخزين/ المُعالجة، وبين المعالجة (شبه) المركزية. لذلك، ومن أجل التبسيط، يقتصر النقل هنا على وصف التقنيات المُستخدمة لنقل المنتجات بين هذه المجموعات الوظيفية. في الرسم التخطيطي لاستعراض التقنيات، تنقسم هذه المجموعة الوظيفية إلى مجموعتين فرعيتين: "التفريغ" و"النقل" و"التخزين الوسيط". وهذا يتيح تصنيفًا أكثر تفصيلًا لكل تقنية من تقنيات النقل الواردة.المُخلفات المنقولة عبر قنوات المجاري (شبكة الصرف الصحي).الصحة والسلامة
ي ظل ظروف التشغيل الطبيعية لا يتلامس المستخدمون مع التدفقات السائلة الداخلة أو الخارجة. ويجب التعامل مع التدفقات السائلة الخارجة والخبث الطافي والحمأة المترسبة بحذر حيث أنها تحتوي على مستويات عالية من مسببات الأمراض. ولا بُد أن يزوّد العمال بمعدات الحماية الشخصية أثناء نزح الحمأة وازالة الخبَث. ويجب على المستخدمين توخّي الحذر عند فتح الخزَّان فقد ينبعث منه غازات ضارة وقابلة للاشتعال. وإذا كان من المخطط أن ترتشح التدفُّقات السائلة الخارجة داخل طبقات التربة ، فمن المهم تقييم خطر تعرّض المياه الجوفية للتلوّث، وكذلك قدرة استيعاب التربة للارتشاح.
هـي خليط مـن المواد الصلبة والسـائلة التي تحتوي في الغالب على فضلات الجسـم والمياه، بالإضافة إلى الرمـل والحصى، والمعادن، والقمامة، والمركبات الكيميائيــة المختلفة. ويمكــن تمييز حمأة مياه المجــاري (Faecal sludge) عن حمــأة محطــة الصرف الصحــي (Wastewater sludge) بـأن حمأة ميــاه المجاري تأتي مــن تقنيــات الصرف الصحــي في الموقــع، أي أنها لم تُنقَل عبر شــبكات الصرف الصحــي، ويمكن أن تكــون على حالتها الأصلية أو تم هضمها جزئيًا، أو شــبه ســائلة ، أو شــبه صلبة، وهــي تنتج عن عمليات الجمع والتخزين/المعالجة لفضلات الجســم أو المياه الســوداء، التي قد تشــمل علي المياه الرمادية. اما حمــأة محطــة الصــرف الصحي (ويشار إليها أيضًا بحمأة المجاري) هــي الحمأة التــي تنتج عن تجميــع مياه الصــرف من شــبكات الصــرف الصحـي وعمليات المُعالجــة (شــبه) المركزية، ويتـحدد نوع المعالجـة المطلوبة للحمـأة وإمكانيـات الاســتخدام النهائـي لهــا بناءً على تحليلها والتعرف على مكوناتها الأساســية.هي المياه التي توجد تحت سطح الأرض. اسم عام للسائل الذييدخل إلى النظام أو العملية (على سبيل المثال: مياه الصرف).
المُخلفات المنقولة عبر قنوات المجاري (شبكة الصرف الصحي).
التكاليف
هذة التقنية تكلفتها منخفضة إلى متوسطة، بالنظر إلى كلٍ من تكاليف رأس المال وتكاليف التشغيل. إلّا أنه يجب أن الأخذ في الحسبان التكاليف الإضافية لنزح الحمأة بانتظام، والنقل، والمعالجة، والتخلُّص.
هـي خليط مـن المواد الصلبة والسـائلة التي تحتوي في الغالب على فضلات الجسـم والمياه، بالإضافة إلى الرمـل والحصى، والمعادن، والقمامة، والمركبات الكيميائيــة المختلفة. ويمكــن تمييز حمأة مياه المجــاري (Faecal sludge) عن حمــأة محطــة الصرف الصحــي (Wastewater sludge) بـأن حمأة ميــاه المجاري تأتي مــن تقنيــات الصرف الصحــي في الموقــع، أي أنها لم تُنقَل عبر شــبكات الصرف الصحــي، ويمكن أن تكــون على حالتها الأصلية أو تم هضمها جزئيًا، أو شــبه ســائلة ، أو شــبه صلبة، وهــي تنتج عن عمليات الجمع والتخزين/المعالجة لفضلات الجســم أو المياه الســوداء، التي قد تشــمل علي المياه الرمادية. اما حمــأة محطــة الصــرف الصحي (ويشار إليها أيضًا بحمأة المجاري) هــي الحمأة التــي تنتج عن تجميــع مياه الصــرف من شــبكات الصــرف الصحـي وعمليات المُعالجــة (شــبه) المركزية، ويتـحدد نوع المعالجـة المطلوبة للحمـأة وإمكانيـات الاســتخدام النهائـي لهــا بناءً على تحليلها والتعرف على مكوناتها الأساســية.المُخلفات المنقولة عبر قنوات المجاري (شبكة الصرف الصحي).الاعتبارات الاجتماعية
خزّان التحليل (التخمير) هو تقنية شائعة جدًا وتلقى القبول الجيد بين الناس الذين يستخدمون مراحيض الدفق. وبسبب البيئة الحساسة داخل الخزان - فلا بُد من رفع الوعي لدى المستخدمين بشأن استبعاد استخدام المواد الكيماوية القاسية.
معايير القرار الرئيسية
إدخال المنتجات
منتجات الإخراج
مرحلة الطوارئ
| الاستجابة الحادة | + |
| الاستقرار | + + |
| استعادة | + + |
تحدي ظروف الأرض
مستوى التطبيق
| أُسرَة | + + |
| حي | + + |
التقنيات المائية والجافة
| ذو أساس مائي |
مستوى الإدارة
| أُسرَة | + + |
| مشترك | + + |
| عام | + + |
التعقيد التقني
| قليل |
المساحة المطلوبة
| متوسط |
فصل المواد الصلبةعن السائلة
قوة ضعف
- تقنية بسيطة وقوية
- لا تحتاج إلى طاقة كهربائية
- انخفاض تكاليف تشغيلها وطول العُمر التشغيلي (فترة الخدمة)
- تُبنى تحت الأرض
- انخفاض محدود في مسببات الأمراض، والمواد الصلبة والعضوية
- يجب ضمان نزح الحمأة بانتظام
- تحتاج التدفُّقات السائلة الخارجة والحمأة إلى المعالجة الإضافية والتخلص الملائم أو أحدهما
