معالجة المياه المستعملة بمواد طبيعية منخفضة التكلفة: دراسة الامتزاز والحركية وتقييم السمية الحيوية

Abstract

تهدف هذه الدراسة إلى تطوير حل بيئي مستدام ومنخفض التكلفة لمعالجة المياه المستعملة، وذلك لمواجهة تحديات ندرة المياه المتزايدة خاصة في المناطق الجافة وشبه الجافة، مع إمكانية إعادة استخدام المياه المعالجة في الزراعة والصناعة. تعتمد الدراسة على تثمين الموارد الطبيعية المحلية من خلال ابتكار مزيج ثنائي يدمج بين آلية التخثير الحيوي لمستحلب بذور المورينجا وآلية الترسيب والامت ازز للمادة الطينية، كبديل فعال للطرق التقليدية المكلفة. تم تحديد الجرعة المثالية للمعالجة بعد سلسلة من التجارب الاستكشافية، حيث بلغت 25ملغ من المادة الطينية ليها مضافاً إ 0.5ملل من المستحلب النباتي لكل 25ملل من مياه الصرف. ولتقييم أداء هذا المزيج، أجريت التجارب في وسطين مختلفين: الوسط الداخلي المخبري، والوسط الخارجي المتعرض للعوامل البيئية الطبيعية كالتهوية ودرجة الحرارة والإضاءة، كما تم قياس مجموعة من المؤشرات الكيميائية والفيزيائية قبل وبعد المعالجة. أظهرت النتائج كفاءة عالية للمزيج في إزالة الملوثات العضوية، حيث بلغت نسبة إزالة %DCO = 96.4 و% DBO₅= 96.2في الوسط الخارجي بعد 180دقيقة. كما حقق المزيج إزالة شبه تامة للمعادن الثقيلة والأيونات (نحاس، زنك، كلوريد، سيانيد) واختصر زمن المعالجة إلى 30دقيقة فقط. أظهرت الدراسة أن عملية الامت ازز تتبع نموذج الدرجة الثانية مما يؤكد طابعها الكيميائي، في حين كانت إ ازلة الأملاح محدودة جداً. للتحقق من سلامة المياه المعالجة بيئياً، أكد اختبار السمية النباتية على بذور الفجل نجاح المعالجة، حيث ارتفعت نسبة الإنبات من %0في المياه الخام إلى %70في المياه المعالجة، بمتوسط طول 4.0سم، مما يثبت صلاحية المياه المعالجة للري الزارعي. تفتح هذه الد ارسة آفاقاً واعدة لتثمين الرواسب الناتجة عن عملية المعالجة في قطاع البناء، بالإضافة إلى استخلاص المعادن الثقيلة ذات القيمة الاقتصادية، تدعيماً لمبادئ الاقتصاد الدائري وتحويل النفايات إلى موارد This study aims to develop a sustainable and low-cost environmental solution for wastewater treatment to address the growing challenges of water scarcity, particularly in arid and semi-arid regions, with the possibility of reusing treated water in agriculture and industry. The study relies on valuing local natural resources by developing an innovative binary mixture combining the biocoagulation mechanism of Moringa seed extract with the sedimentation and adsorption mechanism of clay, as an effective alternative to expensive conventional methods. The optimal treatment dose was determined as 25 mg of clay plus 0.5 ml of plant extract per 25 ml of wastewater. To evaluate the performance of this mixture, experiments were conducted in two different environments: indoor laboratory conditions and outdoor conditions exposed to natural environmental factors (ventilation, temperature, lighting). The results showed high efficiency of the mixture in removing organic pollutants, with COD and BOD₅ removal rates reaching 96.4% and 96.2% respectively in the outdoor environment after 180 minutes. The mixture also achieved near-complete removal of heavy metals and ions (copper, zinc, chloride, cyanide), reducing treatment time to only 30 minutes. The phytotoxicity test on radish seeds confirmed the success of the treatment, with germination rate increasing from 0% in raw wastewater to 70% in treated water, demonstrating the absence of toxic effects and the safety of treated water for agricultural irrigation