eKtab
EN ع
دليل العمليات إلى الهندسة الصحية
اقرأ عينة مجانية

دليل العمليات إلى الهندسة الصحية

بقلم د. عبد الطالب الزاهري

صفحة 1
المقدمة

يَحتوي هذا الكتاب مجموعة من الأبحاث والموضوعات الضرورية لكل من يعمل في مجال تنقية المياه العادمة، ومكافحة تلوث البيئة، وقد رأيت أنه من الضروري القيام بإعداد هذا الكتاب بعد أن وجدت المكتبة العربية تًفتقر إلى مثل هذه الموضوعات.

وقد أَصبحت الهندسة الصحية من الضَرورات الحياتية التي لابد منها للمجتمعات المتحضرة وعلى هذا لابد وأن نأخذ بمعطيات هذا العلم والإفادة من أَبحاثه في مراقبة ما يحدث في مَحطات التنقية ومُكافحة التلَوث البيئي وحِماية المياه الجوفية من التلَوث.

وقد راعيت أَن تَكون المَعلومات دقيقة والعبارة بسيطة سهلة مَعبرة لتكون قريبة من متناول المهندسين والعمال والفنيين العاملين في مجال الهندسة الصحية في هذا الوطن الغالي.

ولا أَنسى في هذا المجال أن أتقدم بخالص الشكر والتقدير، وعميق الامتنان إلى كل شخص قدم أي خدمة ممكنة حتى ترى خطوط هذا الكتاب النور.
صفحة 2

الفصل الأول

سلامة المحطة والعناية بنظافتها

يُعَدُ سلامة المحطة والعناية بنظافتها من أَهم القَضايا التي تجب مراعاتها من قبل العاملين في مجالات التنقية حيث إن العمل في محطة التقنية يعرض العامل إلى مَخاطر كثيرة تجعل من محطات التنقية مُنافسة للمناجم لكثرة الحوادث التي تحدث فيها وأهم هذه المخاطر هي:
1. الجُروح الجَسدية Physical Injuries.
2. التَعرض للعدوى بالأمراض Infections And Infections Disease.
3. نقص الأُوكسجين Oxygen Deficiency.
4. الغازات السامة والمواد الكيمياوية الضارة Toxic Gases.
5. الغازات المُتفجرة Explosive GAS Mixtures.
6. الحرائق Fire.
7. الصدمات الكهربائية Electrical shock.
8. الأَصوات المزُعجة Noise.
وسوف نتعرض لكل منها باختصار..
1. الجروح الجََسدية:
تشيع بين العاملين في المحطات الإصابة بالجروح الجسدية نتيجة التعامل المباشر مع الأجهزة ومن أكثر الجروح شُيوعاً نجَد القطع والكدمات والحروق وكسر وانسحاق العظام وكذلك إن السقوط في الخزانات أَو التعرض للأحزمة الدوارة التي قد تسبب التعطل الكامل، ويمكن تجنب ذلك بالاستخدام الواعي للسلالم والأدوات اليدوية واتباع تعليمات السلامة العامة، ويعد الانزلاق والسقوط هو أكثر الأمور شيوعاً في محطات التنقية.
2. التعرض للعدوى بالأمراض:
إن الاهتمام بالنظافة الشخصية أثناء العمل وعدم التعرض لملامسة السوائل العادمة ضروري جداً، كما ويجب تَناول جُرعات الوقاية الضرورية لبعض الأمراض كالتوفئيد والأمراض المُعدية، ويجب أَن يتَعود العامل على غَسلِ يديه جيداً قبل الأكل والشرب أَو التدخين وإذا كانت هُناك جروح في يديه فيجب أن يرتدي قفازات واقية أَثناَء العمل، ويجب أن لا يَرتدي الثياب الخاصة بالعمل للبيت إذ يجب أن يكون للعامل ملابس مُخصصة للعمل وأُخرى عند انتهائه من العمل حتى لا ينقل للبيت أية عدوى مُحتملة ويجب أن تخصص خزائن للعمال لوضع ملابس العمل وأن تنظف تلك الملابس باستمرار.
3. نَقص الأكُسجين:
إن نقص الأكسجين في الأماكن ذات التهوية السيئة أمر ممكن خاصة في تلك البنايات الواقعة تحتَ الأَرض وإحتمال وجُود غاز (H2S) (كبريتيد الهيدروجين) ولذلك فإنه من الضروري توفر المراوح في تلك الأماكن ويجب أن تُستخدم أََجهزة فحص الأكُسجين في الهواء عنَد دخُول أَي مَكان يتُوقع أَن تَكونَ به مُشكلة.
4. الغازات الخانقة والسامة:
إن الغازات السامة تَنتج عن تحلل المواد العُضوية المَوجودة في المياه العادمة (والجدول المرفق) يُعطي فكرة عن تلك الغازات.
صفحة 3
5. المواد الكيماوية المضرة والسامة:
إن الحوامض والقواعد وسائل الزئبق هي مواد خطرة ويجب أن يتعامل معها الإنسان بغاية الحذر.
6. الغَازات المتُفجرة:
إن إمكانية تَكون غازات متُفجرة قائمة عند اختلاط الأكسجين من الهواء وغاز الميثان أو الغاز الطبيعي أو غاز الوقود أَو بُخار البنزين، ويمكن التأكد من عدم حدوث ذلك بالحذر وفحص الجو باستخدام أجهزة خاصة بذلك، ويجب استخدام المراوح للتهوية السريعة ضرورية جداً ولكن الأَهم من ذلك عدم استخدام مواد مشتعلة إطلاقاً (التدخين ممنوع).
7. الحرائق:
يجب التأكد دائماً من أَن الغازات المشتعلة غير موجودة وأن المواد القابلة للاشتعال محفوظة في أماكن جيدة وبها تَهوية مناسبة.
8. الصدمات الكهربائية:
لا تحاول إصلاح الكهرباء إلا إذا كنت واثقاً ومختصاً ومسموح لك بذلك.
9. الأصوات المرتفعة:
إن أصوات الآلات قد تُسبب تَلفاً للأُذن وعليه فإن العاملين في المحطة ورجال الصيانة يرتدون أجهزة واقية للسمع عندما يكونون في أماكن بها أصوات مرتفعة ومزعجة طالما هم هناك.
بعض المَشاكل التي قد يواجهها العامل وأماكنها:
1. أَماكن جمع المياه العادمة قبل وصولها إلى المحطة وفي المناهل:
في مثل هذه المواقع يجب استخدام الأدوات الخاصة بفتح المناهل ويجب وضع غطاء المنهل بعيداً أثَناء العمل ويجب أن يعمل أكثر من عامل هناك ويراعي استخدام الأجهزة الواقية.
2. محَطات الضخ (Pumping Stations):
ويجَب في هذه الحالة إفتراض وجود غازات سامة أو متفجرة ولذلك يجب التأكد من عَملية التَهوية ولذلك فَقبل دُخول مكان المضخة يجب التأكد من وضع الأكسجين، أما في داخل المكان فتجِنب العبث بالوصلات الكهربائية والفيوزات والمفاتيح وكن حذراً عند ضرورة استخدام أي منها، ويجَب الحَذر الشديد من الأجزاء المتحُركة وأن يرتدي العامل كفوف خاصة بعد أن تنزع من أصابعه المجوهرات وعند بدء دوران العجلات يجب الابتعاد عنها والتأكد من الإضاءة وكفايتها والتَأكد من أَجهزة إطفاء الحريق وصلاحيتها وأماكن وجودها.
ويَجب أيضاً التأكد من نَظافة الأَرض من المياه وبُقع الزيت والخِرق القَذرة وكذلك صلاحية ونظافة مصابيح الإضاءة والسَلالم الموجودة.
3. الشِباك:
عند تنظيفها يجب التأكد من وقوفك في مكان نَظيف بحيث لا يسَهل الانزلاق وكن حذراً عند عملية التنظيف وتَجنب تعريض نفسك للجروح لخطورة ذلك وضع كافة المواد المستخدمة في وعاء يسهل تحريكه وحاول أَن لا تَرفع أَثقالاً كبيرة، ولا تحاول العمل والتيار الكهربائي موصول ويجب التأكد من أن فصل الدائرة الكهربائية أثناء عملك هناك، حاول أَن تُحافظ على جميع الطرقات نظيفة وأثناء عملية تنظيف حفره جمع الرمال يجب تُوخي الحذر التام.
4. المنقيات (Clarifiers):
أَكبر الأَخطار هو الإنزلاق، ولذلك يجَب المحافظة على الممرات نظيفة وخصوصاً عند إنخفاض درجة الحرارة دون الصفر، ولذلك يجب تنظيف الممرات باستمرار وإزالة الأدوات منها، وعند تنظيف الأَرضية لا تسر على الحمأه نظفها قبل ذلك وتَأكد من أَن الأَجهزة الكهربائية مفصولة وأنه لا وسيلة لتشغيلها وأَنت موجود في مكان العمل.
صفحة 4
5. الهاضم (Digester):
يَحذر التدخين وجميع أشكال أو وسائل الاشتعال إذا كنت قرب الهاضم أو في موقع إدارته وكل الأجهزة الملحقة به، فإحتمال تواجد غاز الميثان بفعل التسرب قائم، ويجب أن تتم تهوية تلك الأماكن، ويتم تركيب أَجهزة إنذار مبكر للتأكد من عدم وجود غازات مُتفجرة أَو سامة كما يجب التأكد دائماً من عمل كافة الأجزاء، وعند تنظيف المبادل الحراري وأنابيه فيجب إيقافه عن العمل وتركه يبرد لمدة طويلة والتأكد من درجة حرارته قبل فتحه.
وهناك نوع من المضخات (Positive Displacement Pumps)، مزوده بمفتاح (Switch) لإغلاقها ووقفها عن العمل عند ضغط معين ويجب عدم تشغيلها إذا كان الصمام (صمام خروج السائل المضغوط) مُغلقاً.
(Closed Discharge Valve) وعند انسكاب أي من محتويات الهاضم في أي مكان فيجب تنظيفها فوراً حتى لا تبدأ الغازات المتفجرة بالتكون، كما يجب وضع جَدول زمني لصيانة وتفقد جهاز الغاز بكاملة بصورة دورية.
6. المصفاة (Trickling Filters):
أوقف الذراع الدوار وأوقف تدفق السائل عندما ترغب في صيانتها، وأحضر سُلماً صالحاً للنزول إلى سطح المصفاة، وتحرك بحذر على سطح المصفاة، وكن حذراً جداً ومتأكداً من أن لا أحد سوف يُحرك الذراع دون علمك فعلى الرغم من بطئه إلا أنه خطير، وإذا رغبت في العمل على سطح المصفاة لمدة طويلة فيجب وضع سطح آخر لتقف عليه وتضع عليه المعدات.
7. منَاطق التهوية (Aerators):
يجب أَن تكون تلك المناطق محمية بقضبان تُحيط بها وأن يبتعد العامل عن المناطق غير المحمية، وأن يلبس باستمرار أثناء تواجده هناك أجهزة تساعد على العوم فيما لو سقط في الحوض، وأن يكون في غايةِ الحذَر أَثناء إستخدام السلالم فالسطوح لزجة جداً والانزلاق سهل للغاية.
إجراءات لمنع الحرائق:
1. حافظ على المكان نظيفاً وامنع تراكم القاذورات.
2. ضع الخرق المبللة بالزيت أو الدهان في صناديق مخصصة مغلقة ومعدنية (صناديق نفايات).
3. لا تُدخن في الأماكن الممنوع التدخين فيها.
4. لا تضع أي شيء أمام أبواب الحريق والمخارج والدرج بحيث تعيق الحركة ويجب أن يكون الوصول إليها واستخدام وأجهزة مكافحة الحريق سهلاً.
5. أبعد كافة المواد القابلة للاشتعال عن مصادر الحرارة.
6. بلغ عن كل المصادر التي تعتقد أنها قد تتسبب في الحرائق.
صفحة 5
نَصائـح عامــة:
1. إن التصميم الجيد واتخاذ الاحتياطات الضرورية يُساهم في منع الحوادث، ولذلك يجب أن يُشارك الجميع في برامج السلامة وأن يستمر تذكيرهم بذلك.
2. لا تحاول القيام بأي عمل دون جود مساعدة كافية وتوفر المهارة الضرورية والأدوات المناسبة وأَجهزة الأَمان.
3. لا تستخدم أصابعك في رفع غطاء منهل أو أي جسم ثقيل بل استخدام الأدوات الخاصة فقط.
4. إرفع بساقيك وليس بظهرك.
5. عند استخدامك للسلالم كن حذراً من حيث وضعها ومكانها.
6. لا تدخل منهل أو حفره أو بناية تحت الأرض وحدك ودون تهوية مناسبة.
7. افحص باستمرار المناهل والبنايات المنخفضة والحفر لتجنب الغازات السامة والمتفجرة وتأكد قبل دخولك من سلامتها وصلاحيتها.
8. إلبس واستخدم أجهزة السلامة وفاحصات الغازات والكفوف الضرورية لمنع التلوث.
9. لا تستخدم أية أداة إلا إذا كنت خبيراً وملماً باستخدامها.
10. قبل البدء بأي عمل تأكد أن هناك مساحة مناسبة وخالية تسمح لك بالحركة بحرية وحاول أن تَنظفها قبل البدء في العمل لمنع التزحلق.
11. تأكد من السلالم والسلاسل بأنها موضوعة بشكل صحيح ومعتنى بها.
12. تأكد من أن التيار الكهربائي مفصول قبل بدء العمل على أية آلة لمنع الحوادث والبس كفوفاً مطاطية وجزمات مطاطية أيضاً أثناء عملك خوفاً من التيار الكهربائي.
13. لا تَدخل منطقة يحتمل فيها التزحلق وحدك.
14. لا تسمح بالتدخين في المناطق الممنوعة خاصة حول الهاضم وما يتبعه.
15. لا تدخل منطقة الكلورين بدون قناع واق وحدك.
16. افحص كافة وصلات وأنابيب محطة الكلورين قبل استخدامها وتأكد من أن حاويات الكلورين متينة.
صفحة 6

الفصل الثاني

عملية تنقية المياه العادمة

يعمل مشغل محطة تنقية المياه العادمة على استمرار المحطة في حالة عمل دائم ويشمل ذلك:
فتح صمامات، وإدارة مفاتيح، وجمع عينات وتزييت وتشحيم الأدوات، وقراءة العدادات، وتَسجيل هذه القراءة وكِتابة التقارير والمحافظة على سجلات منتظمة.
ويعَمل أَيضاً على:
المُحافظة على الأَجهزة، والدهان، والتعشيب والإصلاح والاستبدال، ويقوم بمراقبة التسجيلات وملاحظة الفروق ويقوم بالحسابات لمعرفة إذا ما كانت المحطة تعمل بفعالية ويتنبأ بالإصلاحات الضرورية لضمان استمرار العمل بشكل صحيح وجيد.
كما وعليه أن يشرح ويوضح ما يقوم به للمسؤولين وللناس الذين يزورون المحطة.
بعض المصطلحات الضرورية:
Aerobic Bacteria
هي البكتيريا التي تَعيش وتتكاثر ضمن جو يتوفر فيه غاز الأكسجين سواء كان في الهواء أو ذائباً في الماء.
Aerobic Bacteria
هي البكتيريا التي تَعيش وتتكاثر ضمن جو لا يتوفر فيه غاز الأكسجين مباشرة أو ذائباً في الماء، بل تعمل على الحصول عليه من تحليل المركبات الكيميائية مثل الكبريتات (SO4) والنيترات (NO3).
(Bio-chemical Oxygen Demand (BOD)) هو مُعدل استهلاك الأُكسجين من قبل البكتيريا في المياه العادمة أثناء عملها على استهلاك المواد العضوية الموجودة في المياه من خلال تَحليل تلكَ المواد وينتج عن ذلك طاقة. (Bio-chemical Oxygen Demand (BOD5 Test)) العملية التي يتم بموجبها قياس معدل استهلاك الأكسجين ضمن ظروف مُسيطر عليها والاختبارات القياسية تتَطلب فترة حضانة في الظلال وفي درجة حرارة 20ْ ولمدة 5 أيام عادة.
Colliform
نوع من البكتيريا يعني وجودها في المياه العادمة وجود تلوث مرضي، وهذه البكتيريا المرضية تتواجد في المجاري البولية للإنسان والحيوانات دافئة الدم وفي النباتات والتربة والهواء.
Disinfections
العملية التي يتَم من خِلالها القضاء على مُعظم الكائنات الدقيقة الموجودة في المياه العادمة وبشكل خاص البكتيريا المسُببة للأَمراض ويستخدم الكلور بشكل عام للقيام بهذه المهمة.
Effluent
المياه العادمة أو السوائل المكررة كلياً أو جزئياً والتي تَتدفق خارجه من محطة التنقية.
صفحة 7
Imhoff Cone
وِعاء مَخروطي شفاف ومُدرج يُستخدم لقياس حجم المواد القابلة للترسيب في حجم محدد مُعين من المياه العادمة.
Inorganic Waste:
فضلات غير عضوية مثل الرمل والحديد والكالسيوم وغيرها من أملاح المعادن التي لا تتأثر بالكائنات الحية بعكس الفضلات العضوية التي ترجع في أصولها إلى الكائنات الحية.
Milligrams Per Liter mg/1 :
قياس لمعرفة تركيز مادة ما في محلول وهي عبارة عن كتلة تلك المادة مقسوماً على حجم المحلول.
الكتلة \ الحجم
حيث تُقاس الكتلة هنا بالمليغرامات والحجم باللتـــرات والميليغرام يساوي 1/1000 من الغرام، فلتر من الماء له كتلة تُساوي (1000 غرام) أو مليـــون ميلغرام.
فـــإذا تواجد 10 ملغم أكسجين في لتر من الماء يُقال عندهـــا
(10 mg/L) أو (10 part per million).
(Nutrient Cycle)
التغــير والتحول الذي تمر به المادة الغذائية حتى تعود إلـــى
وضعهـــا الأصلي، وهذه الدورة يمكن أن تتم بوجود الأكسجين "الغاز" أو عدم وجوده.
(Nutrients)
المواد الضرورية لحياة الكائنات الحية وأَهمها الكربون والهيدروجين والأكسجين والكبريت والنيتروجين والفسفور ويكون من الصعب إزالة الفسفور والنيتروجين من المياه العادمة لأنها لا تذَوب في الماء.
(Organic Waste)
الفَضلات الناتجة عن مَصادر حيوانية أو نباتية ويمكن استهلاكها عادة من قبل البكتيريا.
(Pathogenic Organisms)
الكائنات الصغيرة كالبكتيريا والفيروسات والتي تُسبب الأمراض مثل التيفوئيد والكوليرا والديزنطاريا، وهناك أنواع أخرى من البكتيريا لا تسبب الأمراض وبعضها مفيد ويعمل على تنظيف الفضلات العضوية.
(PH)
ويعبر هذا الاصطلاح عن شدة الحامض أو القاعدة في محلول ما ويتراوح ما بين صفر و14 حيث يُمثل الرقم صفر محلولاً حامضياً (كله حامض) ويمثل الرقم 14 محلولاً قاعدياً، ويمثل الرقم 7 حالة التعادل ومعظم المياه الطبيعية تتراوح ما بين 6.5 – 8.5 ويتوقف (PH) على تَركيز أيون الهيدروجين في المحلول.
صفحة 8
(Pollution)
أي تغير في الحالة الطبيعية للماء والذي يُعيق ويمنع استخدامه الطبيعي.
Primary Treatment
معاملة المياه العادمة والتي تتم في خزان (TANK) دائري أو مستطيل بحيث تنفصل المواد الثقيلة لأسفل أما الزبد (الرغوة) فتستقر في الأعلى ويتم فصلهما عن الماء.
Receiving water
الوديان والجداول أو أي مصدر مياه آخر تصب فيها المياه العادمة المكررة أو غير المكررة.
Secondary Treatment
عملية يتم فيها تحويل المواد الذائبة أو العالقة إلى مواد يُمكن فَصلها عن الماء، وتَتبع هذه العملية عملية المعاملة الابتدائية وتتم عبر عملية بيولوجية يتم بعدها تَرسيب المواد الصلبة.
Septic:
حالة تنتج بفعل عمل البكتيريا التي لا تأخذ الأكسجين الذائب أو المتواجد في الهواء وهي (Anaerobic bact) وإذا كانت الحالة سيئة فإن لون الفضلات سيكون أسود ويُعطي رائحة كريهة ولا يحتوي على أي أكسجين ذائب ويخلق طلباً شديداً على الاكسجين.
Stabilize
أن يتحول إلى شكل أو حالة تُقاوم التَغير، أن المواد العضوية التي تتحول بفعل البكتيريا إلى غازات أو مواد خاملة هي في حالة استقرار.
Sterilization
هي إِزالة أَو تدَمير كافةِ الكائناتِ الحَية.
Combined Sewer
مجرى مصمم لنقل كل من المياه العادمة والمياه السطحية بفعل المطر.
Detention Time
وهو زمن المكوث أي الزمن اللازم لملء خزان (Tank) بسائل يتدفق بسرعة معينة.
De Water
إزالة جزء من الماء الموجود في الحمأه.
Facultative Pond
البركة التي يتم فيها توزيع العمل بين البكتيريا والجزء الأعلى (Supernatant) تعمل فيه (Aerobic) حيث توفر لها الطحالب الأكسجين والجزء الأسفل (Anaerobic).
صفحة 9
Grit
الأَجزاء الصَلبة الموجودة في المياه العادمة كالرمل والحجارة.
Head Works
التجهيزات والمعدات التي يدخل من خلالها السائل العادم لمحطة التنقية.
In Filtration
تسرب المياه للمجاري والعكس.
In flow
تسرب المياه إلى المجاري من مصادر غير مصادرها الطبيعية من الساحات مثلاً وحول المناهل وهي تختلف عن سابقتها بأنها تصب مباشرة في المجاري وليس من خلال خلل أو تشقق في أنابيب المجاري.
Influent
المياه العادمة التي تدخل محطة التنقية.
Media
الوسط، والمقصود هذا الوسط الذي تنمو فيه البكتيريا.
Photosynthesis
التمثيل الضوئي وهي العملية التي يقوم من خلالها الكائن الحي بمساعدة الضوء ومادة الكلوروفيل بتحليل (CO2) إلى كربون وأكسجين يطلقه إلى الهواء.
Sludge
الحمأة، وهي المواد الصلبة القابلة للترسيب في المياه العادمة.
Weir
وهي صفيحة أو جدار يُستخدم لقياس سرعة اندفاع تيار السائل فوقها ويمكن أيضاً حساب كميته بمعرفة مدى ارتفاعه عنها، وقد تستخدم للحكم بتدفق التيار وضبطه.
Wet Oxidation
وهي طريقة للتعامل مع الفضلات وهي لا تزال رطبه حيث يدفع هواء مضغوط من خلالها وينقل المزيج من الفضلات والهواء إلى وعاء ضغط حيث تعادل المواد العضوية ويتم بعد ذلك فصلها والمواد الصلبة بوسائل ميكانيكية.
Wet well
الحجرة أو البئر الذي يجمع فيه الماء العادم إلى حين ضخه بالمضخات.