1. الترشيح الرملي البطيء

مرشحات الرمل البطيئة عبارة عن أحواض خرسانية أو ترابية مفتوحة تتكون من خزان ترشيح مملوء بطبقة من الوسائط الحبيبية مدعومة بطبقة من الحصى في القاعدة، ونظام تصريف سفلي لتجميع المياه المفلترة، ومكونات التحكم في التدفق والصرف المرتبطة بها للتشغيل والصيانة.

تتميز هذه الأنظمة بقدرتها الفائقة على إزالة مسببات الأمراض، والتي تنتج عن مزيج من العمليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية التي تحدث داخل طبقة الترشيح. وتشمل الآليات الرئيسية النشاط البيولوجي داخل طبقة "شمتزديك"، حيث تساهم المجتمعات الميكروبية من خلال التنافس على العناصر الغذائية وافتراس مسببات الأمراض.

بفضل عملية الإزالة المتكاملة هذه، يمكن للترشيح الرملي البطيء تحقيق أداء عالي الكفاءة في معالجة المياه في مرحلة واحدة. وهو قابل للتطبيق على نطاق واسع، بدءًا من محطات معالجة المياه المركزية في البلديات وصولًا إلى أنظمة إمداد المياه المنزلية والصغيرة، لا سيما في الحالات التي تتطلب حلول معالجة منخفضة الطاقة والمواد الكيميائية.

يُوصى عمومًا بأن تصل عكارة المياه الخام إلى 10 وحدة عكارة نفيلومترية (NTU) للترشيح الرملي البطيء. أما بالنسبة للمياه الداخلة ذات مستويات العكارة الأعلى، فعادةً ما تكون هناك حاجة إلى خطوات معالجة مسبقة مثل الترشيح الأولي أو الترسيب المُساعد لضمان التشغيل المستقر ومنع الانسداد المفرط لطبقة المرشح.

تتميز مرشحات الرمل البطيئة بقدرتها على خفض مستوى عكارة المياه المعالجة إلى أقل من وحدة عكارة نفيلومترية واحدة (NTU)، مع توفير كفاءة عالية في إزالة الكائنات الدقيقة الممرضة. وتشمل النتائج المُبلغ عنها خفضًا للبكتيريا والفيروسات بنسبة تزيد عن 95%، وإزالةً للكائنات الأولية مثل الجيارديا والكريبتوسبوريديوم بنسبة تزيد عن 99%.

يتأثر أداء الترشيح الرملي البطيء بعدة عوامل تشغيلية وتصميمية، تشمل الحجم الفعال لحبيبات الرمل، وعمق طبقة الترشيح، ودرجة الحرارة، والتركيب الكيميائي للماء، وخاصةً عسر الماء. وتُعد خصائص الرمل بالغة الأهمية لأداء المرشح، حيث يتراوح الحجم الفعال للحبيبات عادةً بين 0.15 و0.35 مم؛ وتؤدي أحجام الحبيبات الأصغر عمومًا إلى كفاءة إزالة أعلى، ولكنها قد تزيد من فقدان الضغط.