الفهرس 
INTRODUCTIONOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 129 |  |  |
| | | from | 129 | | |
Abstract
ينتج عن معالجة الصرف الصحي حماة تمثل المواد الصلبة منها مايقرب من 1-2% ، وللاستفادة من هذه الحماة ينبغى تجفيفها فى مناشر تجفيف وتحتاج لوقت زمنى طويل فضلا عن احتوائها على بعض الفلزات الثقيلة . لذا يهدف البحث لتجفيف الحمأة بأستخدام النباتات وأيضاً معالجتها لازالة الفلزات الثقيلة وفى سبيل ذلك تم استخدام نباتات( السعد (Cyperus (Cyperus rotundus)) - البوص (australis, Phragmites) (Common Reed – النسيلة ( Retz (Echinochloa stagninum)) .
والتى تم تنميتها بحاويات بلاستيك بسعة 16 لتر وتم جمع عينات من حماة الصرف الصحي من محطة معالجة مياه الصرف الصحى بعرب ابو ساعد وعمل تجارب لدراسة معامل النمو ، ومعدل نسبة التجفيف ونسبة التغطية وقد تم اختبار نسب التغطية المختلفة (20%، 40%، 60%، 80% و100%) .
وقياس تركيز الفلزات الثقيلة فى الحمأة والنباتات المستخدمة واتضح من النتائج المتحصل عليها هى قدرة نباتات البوص والنسيلة على النمو فى حماة الصرف الصحى .
الكلمات الدالة: المعالجة النباتية – حماة الصرف الصحى – الفلزات الثقيلة
تبلغ كميات حماة الصرف الصحى فى مصر حوالى 2 مليون طن سنويا وتمثل هذه الحماة مشكلة كبيرة ان لم يتم معالجتها والتخلص منها بطريقة امنة وتستخدم هذه الحمأة فى صناعة السماد العضوى الذي يستخدم فى الزراعة حيث تمر الحماة الخام بمراحل تجفيف ومعالجة قبل تحويلها الى سماد ويتم ذلك فى الغالب فى مصر باستخدام مايعرف باحواض تجفيف الحماة حيث يتم ضخ الحماة السائلة فى احواض ذات مساحات ضخمة جداً واعماق صغيرة لاتزيد عن 30-60 سم .
وذلك بغرض تجفيفها عن طريق تبخير المياه منها طبيعيا وترشيحها خلال طبقة من الرمل فى قاع احواض التجفيف وتمتاز هذه الطريقة بسهولة تشغيلها وانخفاض تكاليف تشغيلها ولكنه تحتاج الى مساحات ضخمة قد تصل الى 41.4%-50% من نسبة المساحة الكلية للمحطة فى المحطات التقليدية مثل المحطات التى تعتمد على نظام الحماة المنشطة وقد تشكل نقص المساحة المطلوبة لاحواض التجفيف كعائق للتوسع فى سعات المحطات القائمة تقريباً فى كل المحطات المركزية بمصر.
ويمكن ايضاً تجفيف حماة الصرف الصحى بطرق اخرى ميكانيكية ولكن يعيب هذه الطرق تكاليف الانشاء والتشغيل المرتفعة جداً بالاضافة الى احتياجاتها لعمالة ماهرة ومدربة لتشغيلها ، لذلك ظهرت الحاجة الى نظام سهل التشغيل وغير مكلف يناسب الظروف المصرية بالاضافة الى امكانية تطبيقه لزيادة سعة تجفيف الحماة بالمحطات القائمة دون زيادة كبيرة فى التكلفة لذلك يهدف هذا البحث لدراسة امكانية استخدام المعالجة النباتية لزيادة معدل تجفيف الحماة مقارنة باحواض التجفيف التقليدية هذا ويهدف البحث ايضاً الى ازالة المعادن الثقيلة والتى من الممكن تواجدها فى الحماة والتى قد تشكل خطورة على البيئة والصحة العامة فى حالة وجودها بنسب عالية اذا تم استخدام الحماة فى الزراعة . لذلك تم القيام بهذا البحث من خلال اجراء تجربتين اساسيتين :-
التجربة الاولى :
وبها تم دراسة نمو 3 انواع من النباتات فى حماة الصرف الصحى ( السعد (Cyperus (Cyperus rotundus)) - البوص (australis, Phragmites) (Common Reed – النسيلة ( Retz (Echinochloa stagninum)) وذلك لاختيار احسن نبات يتحمل نوعية الحماة كوسط للنمو . كما تم دراسة قدرة هذه النباتات على تجفيف الحماة وازالة المعادن الثقيلة منها عند نسب التغطية المختلفة بسطح الحمأة .
التجربة الثانية :
وبها تم دراسة قدرة احسن نبات تم اختياره فى التجربة الاولى على ازالة المعادن الثقيلة من الحماة خلال فترات زمنية ومدى امتصاص هذه المعادن فى جذور واوراق النبات عند نسب تغطية مختلفة .
تم اجراء جميع التجارب فى حاويات من البلاستيك سعتها 16 لتر حيث تم ملؤها بحوالى 14 كجم من الحمأة الخام السائلة وتبلغ ابعاد الحاويات البلاستيك 16 لتر ، ومقياس القاعدة 22.5 سم X 22.5 سم ، ومقياس الوعاء من اعلى 24.5 سم X 24.5 سم .
تم اخذ عينة من الحمأة من محطة الصرف الصحى بعرب ابو ساعد ، بحلوان ، جنوب محافظة القاهرة ، كما تم جمع عينات النباتات من شط ترعة اللاهور بقرية البسلاقون بمحافظة البحيرة . وعند بدء التجارب كانت النباتات المستخدمة لها الخواص التالية :
تم قياس اطوال النباتات واوزانها حيث اظهر نبات السعد Cyperus (Cyperus rotundus) متوسط ساق النبات 1.1+30 سم ، اما عن الكتلة الاولية للنبات فى الوعاء الزراعي المشار الية سابقاً فى كثافة تغطية مختلفة (20%، 40%، 60%، 80% و100%) ، هو ( 75 ، 230، 250، 390، 420 جم ) على التوالى .
بينما اظهر نبات البوص (australis, Phragmites) (Common Reed متوسط ساق النبات 1.4+ 120 سم ، اما عن الكتلة الاولية للنبات فى الوعاء الزراعي المشار الية سابقاً فى كثافة تغطية مختلفة (20%، 40%، 60%، 80% و100%) ، هو ( 400 ، 800، 1200، 1600، 2089 جم) على التوالى .
بينما اظهر نبات النسيلة ( Retz (Echinochloa stagninum) متوسط ساق النبات 1.4 + 75 سم ، اما عن الكتلة الاولية للنبات فى الوعاء الزراعي المشار الية سابقاً فى كثافة تغطية مختلفة (20%، 40%، 60%، 80% و100%) ، هو ( 300 ، 550، 900، 1200، 1511 جم) على التوالى .
لتحديد كفاءة النباتات وتجفيف الحمأة تم قياس وزن المياه المزالة يوميا من خلال قياس اوزان النباتات والحماة المتبقية فى الحاويات البلاستيكية . كما تم قياس تركيز الفلزات الثقيلة ( الكادميوم – الرصاص – الزنك – النحاس – الصوديوم – الحديد) بالحماة المتبقية بالحاويات البلاستيكية لتحديد كفاءة كل نبات عند كل نسبة تغطية فى ازالة العناصر المختلفة .كما تم قياس تركيزات المعادن الثقيلة بالحماة وبجذور وسيقان افضل نبات ينمو بالحمأة وذلك لتحديد معدل ومكان تراكم المعادن الثقيلة داخل النبات مع الزمن .
النتائج :
وقد يتبين من التجربة الاولى ان جميع النباتات عند جميع نسب التغطية تتاثر فى البداية بحمأة الصرف الصحى مما يؤدى الى حدوث نقص فى وزنها فى بداية التجربة . بعد ذلك يختلف تفاعل النباتات مع ظروف النمو فى الحمأة حسب نوع النباتات حيث اظهر نبات السعد زيادة كتلة النبات عن طريق متوسط قيمة 89٪، 4 ٪، 17 ٪، 4 ٪ و 7 ٪ بنسبة كثافة تغطية للنبات 20٪ ، 40٪ ،60٪ ، 80٪ و 100٪ على التوالي.
بعد 8-13 يوم من بداية التجارب، بدأ نمو نباتات السعد ينخفض بشكل كبير. و ملاحظة علامات الوفاة على النبات بعد هذه الفترات كما لوحظ نخر شديد وداء الاخضرار لسيقان النبات و بحلول نهاية التجارب، وبعد 14 يوما،خسرت نباتات السعد 35٪، 48٪ و 7٪ من الكتلة الحيوية للنبات بتغطية كثافة 40٪، 60٪ و 80٪ على التوالي. ومع ذلك، فقد زادت الكتلة الحيوية للنبات الى 34.5٪ و 13.5٪ مع تغطية كثافة 20٪ و 100٪، على التوالي .
فى حين اظهر نبات البوص نمو لفترة وجيزة ثم تراجع النمو ولوحظ ان النبات لاينمو بعد ذلك وحدث ظهور علامات الوفاة على النبات بالعين المجردة و انخفاض فى نموالنبات كما لوحظ ان البوص لايظهر اى علامة للحياة و نخر شديد وداء الاخضرار لسيقان النبات و بحلول نهاية التجارب،. ، وبعد 14 يوما، فقدت نباتات البوص 11٪، 33٪، 23٪ و 8٪ من الكتلة الحيوية للنبات بتغطية كثافة 40٪، 60٪، 80٪ و 100٪ على التوالي. ومع ذلك، فقد اكتسبت زيادة طفيفة في الكتلة النباتية بنسبة 16.5٪ فى نمو النباتات مع تغطية كثافة من 20٪ للنبات
ومكون بأوراق النبات . فى حين اظهر نبات النسيلة استجابة للنمو بعد فترة التأقلم المبدئية حيث وجد ان النبات يبدأ النمو بعد فترة تأقلم من 5-8 ايام حسب نسبة التغطية ويصل معدل النمو النسبى relative growth rate (RGR) الى (0.0715 D-1).يوم (0.0300 D-1)عند نسبة تغطية 20-40-60-80-100%
كما اظهرت النتائج على قدرة نبات النسيلة على تجفيف الحمأة حيث وجد ان نبات النسيلة بغطاء نباتى 100% بعد مرور فترة التأقلم ، بأمكانية تجفيف الحماة تماما فى نصف الفترة الزمنية التى تجف بها الحمأة فى حالة عدم وجود غطاء نباتى حيث وجد ان الحمأة تجف تماما فى خلال 12
يوم مقارنة بحوالى 20 يوم فى حالة عدم وجود غطاء نباتى وكلما قل الغطاء النباتى كلما قل معدل التجفيف حتي يصل الى 18 يوم فى مرحلة نسبة التغطية 20% ، وعند مقارنة تأثير باقى انواع النباتات على تجفيف الحماة .
وجد انه لايوجد اى تأثير ملحوظ بأستخدام هذه النباتات وذلك بمقارنتها بحالة عدم وجود غطاء نباتى (CONTROL)
ويرجع السبب فى ذلك الى عدم وجود نمو خضرى لهذه النباتات بعد فترة التأقلم وبالتالى لايوجد سطح عدا سطح المياه يحدث خلالها بخر للمياه .
و اظهرت نتائج التجارب عن امكانية مختلفة للنباتات على ازالة المعادن الثقيلة من الحمأة .بعد انتهاء التجارب لم يكن هناك أي تغيير في تركيز المعادن في الحمأة دون الغطاء النباتي.
ومع ذلك، قد انخفضت تركيزات المعادن الثقيلة في الحمأة فى الحاويات الزراعية المستخدمة مع الغطاء النباتي بالمقارنة مع التركيزات فى بداية التجربة وكانت الانخفاضات في تركيزات الحديد والصوديوم صغيرة جدا وتكاد لا تذكر. ومع ذلك، لوحظ انخفاض عالى وكبير لتركيزات النحاس والرصاص والزنك. ويلاحظ أيضا أن تركيز المعادن في الحمأة انخفضت عموما مع زيادة نسب كثافة التغطية للنباتات. ومن المتوقع بسبب الزيادة في الكتلة الحيوية، ونتيجة لهذه الزيادة في الامتزاز من المواد النباتية (الجذور والبراعم) التي يتم sorbed هذا المعادن0
وأظهرت النتائج أن تركيزات المعادن المتبقية من النحاس والرصاص في الحمأة في نهاية التجارب كانت أدنى للاوعية الزراعية المغطاة بالنسيلة اعتمادا على نسبة كثافة تغطية النبات ، تم الحصول على كفاءات إزالة 36.7 ٪ و 54.4٪ للنحاس فى كثافة تغطية بين 20% و 100٪. وبالإضافة إلى ذلك، تراوحت كفاءة إزالة الرصاص من الحمأة باستخدام النسيلة من 8.4٪ إلى 26.8٪ في النبات ونسب كثافة تغطية بين 20٪ و 100٪ . واضحت النتائج أيضا أن التركيزات المتبقية من الزنك في الحمأة في نهاية التجارب كانت أدنى للاوعية الزراعية المغطاة . اعتمادا على معدل الكثافة، وكفاءة إزالة الزنك باستخدام نبات البوص تراوحت بين 20.4٪ و 41٪ للنبات ونسبة كثافة تغطية 20٪ و 100٪. هذا بالمقارنة مع كفاءة إزالة تراوحت بين 5.8٪ و 11.9٪ للاوعية الزراعية المغطاه بالنسيلة بنسبة كثافة تغطية 20٪ إلى 100٪ . أشارت النتائج ايضا ان الحاويات الزراعية المغطاة بنبات السعد بها اعلى تركيزات من المعادن في الحمأة مع نهاية التجارب، بالمقارنة مع غيرها بنات البوص والنسيلة
يتضح من نتائج التجارب لهذا البحث ان نبات النسيلة له قدرة عالية على التاقلم والنمو بحماة الصرف الصحى . كما يتضح ايضا امكانية هذا النبات على تجفيف الحماة فى فترة زمنية اقل بدرجة ملحوظة تصل الى النصف بين الفترة اللازمة لتجفيف الحمأة فى حالة عدم وجود غطاء نباتى .
اضافة لهذا فأن هذا النبات له القدرة على ازالة العناصر الثقيلة من الحماة وتركيزها فى انسجة النبات يحسن من خواص الحمأة ويزيد من خواص الحمأة ويزيد من أمان استخدامها فيما بعد فى الزراعة .
وبالتالى فتطبق استخدام نبات النسيلة فى تجفيف حمأة الصرف الصحي وذلك بزراعتها فى احواض التجفيف القائمة بمحطات معالجة الصرف الصحي قد يؤدى الى زيادة كفاءة المحطة وقد يؤدى الى الاستغناء عن الاحتياج لاراضى جديدة لتجفيف الحمأة فى حالة حدوث توسعات للمحطات القائمة بالفعل لخدمة تصرفات اعلى من مياهالصرف الصحى ممايوفر تكاليف كبيرة لمحدودية الاراضى المتاحة بالاخص المناطق الزراعية.