fluid-mechanics-and-dynamics
חשיבותה של משקעים באסטרטגיות של שחרור מים חירום
Table of Contents
בכל מקרה חירום - בין אם אסון טבע, סכסוך מזוין או כישלון תשתיות - גישה למים לשתייה נקיים הופכת במהירות לגורם הקריטי ביותר להישרדות.זיהום מים מתפשט מחלות כגון cholera, הקלדהיד, ודיסנטרי, אשר יכול להרוג יותר אנשים מאשר המשבר הראשוני עצמו. בעוד טכנולוגיות מתקדמות לטיפול במים קיימות, לעתים קרובות להוכיח לא מעשי בתחום בשל כוח, אספקת חשמל, אספקת פסולת, כמו תהליכים חיוניים, כמו כוח אדם, כאשר הם הופכים להיות חסר כוח המשיכה.
סינדימנטציה היא אחת השיטות הוותיקות והפשוטות ביותר של הבהרת מים.על ידי פשוט לאפשר למים לעמוד חלקיקים לא מוטרדים, כבד יותר שוקעים לתחתית, ומשאירה מים ברורים יותר לעיל.בתגובה חירום, השמדה פועלת כשורה ראשונה של הגנה, צמצום הבלבול והופכת את השלבים הבאים לחיטוי יעיל הרבה יותר.
הבנה של Sedimentation
סימנטציה היא ההתנחלות הכובדת של חלקיקים מושעה בנוזל.בגוף מים טבעי, זה קורה ברציפות - משקעים הפקדה סילט ב דלטס, אגמים בהדרגה למלא חומר אורגני. במערכות מונדסות, סימנטציה מושרה במכוון באגן או טנקים כדי להסיר מוצקים לפני טיפול נוסף.התהליך מסתמך על ההבדל בין החלקיקים והמים: חלקיקים קלים יותר, בעוד שייתכן כי הם עדיין צפים או מצופים.
שיעור שבו חלקיק מיישב מתואר על ידי חוק סטוקס על תנאי זרימה ללוטאר.חוק סטוקס קובע כי מהירות ההתנחלות (v) הוא פרופורציה לכיכר של הקוטר (ד), הבדל הצפיפות בין החלקיק לבין הנוזל ( ⁇ FLT:0pFLT:1 - ⁇ FLT:2falph: 3), ולעומת זאת, ביחס לגורמי הפחתת המשקעים (השפעת)
- גודל ודחיסות חלקיקים:0 (FLT:1 גדול יותר, חלקיקים צפופים יותר להתיישב במהירות. Fine silt, חימר, ו קולונואידים אורגניים עשויים לקחת שעות או אפילו ימים כדי להתיישב ללא סיוע.
- (ב) ,0) טמפרטורת מים: מים חמים: מים חמים 1 Warmer יש נטייה נמוכה יותר, אשר מגביר את מהירות ההתנחלות.
- (ב) ⁇ :0) ,ההתמדה: כל זעזוע או תנועה במים ישמרו חלקיקים מושעה.
- ריכוז חלקיקים:0 (Concentration of חלקיקים:FLT:1 ריכוזים חלקיקים גבוהים עלולים לגרום לעיכוב התיישבות, שבו חלקיקים מפריעים לירידה של אחד את השני.
בהקשרים חירום, סימנטציה מעולם לא נעשה שימוש בבידוד.תפקידה העיקרי הוא להפחית את העומס על תהליכים במורד הזרם כגון סינון וחיטוי.צעד של השמדה מעוצב היטב יכול להסיר 50% עד 90% מההתקועים, שיפור דרמטי של בהירות המים.
תפקיד בטיפול במים חירום
כאשר אסון מכה, מקורות מים להיות מזוהמים עם סידמנט, ביוב, כימיקלים, ופתוגנים.הצעד הראשון בכל פרוטוקול טיפול במים חירום הוא להפחית את ההפרעות. מים טורבידיים לא רק נראים וטעם לא נעים אלא גם מגן על המיקרואורגניזמים מפני חיטוי. Chlorine, למשל, מגיב עם חומר אורגני במים סוערים, הדורש הרבה יותר גבוה כדי להשיג את אותה שיעור הרג ישירות.
ארגון הבריאות העולמי (WHO) ממליץ על גישה מרובות-מיותרת לטיפול במים חירום: סימנטציה, סינון וחיטוי.כל מחסום לפצות על החולשות של האחרים.סימנטציה עולה על הסרת מוצקות כבדות וכמה פתוגים המחוברים לחלקיקים.זה דורש חשמל לא-פול, שום כימיקלים (אלא coagulation נוסף), ואימון גופני מינימלי יכול להגדיר באמצעות מיכלים הזמינים באופן מקומי, כגון חומרי ג'ריקנים או חומרים מפלסטיקה.
בתרחישים רבים של אסון, 48 השעות הראשונות הן קריטיות.אספקת מים ברורים מפחיתה במהירות את הסיכון להתפרצות המחלה.סינדימנטציה היא אחת מהשיטות הבודדות שניתן לפרוס מיד בעוד ציוד מתוחכם יותר - כמו יחידות אוסמוזה הפוכה או מנורות UV - מועברת או תיקון.
יתרונות של משקעים בחירום
- (ב) מחיר נמוך: 1 לא ציוד יקר, קרום או כימיקלים נדרשים.
- (ב) ,0) ,Simple Actionve: FLT:1 התהליך אינטואיטיבי - מכשול, תן לו לשבת, ואז בזהירות לשפוך את המים ברורים.
- (ב) אספקת הביקוש הכימי:0) אספקת מים נקיים: מים קלים 1 דורשים פחות כלור או חיטוי אחר, חיסכון בקושי אספקה וצמצום חיטוי על ידי מוצרים.
- (FLT:0) שיפור תוחלת החיים: FIRLT:1 אם המשקעים מותר להתיישב ראשון, מסננים במורד הזרם (לבוש, קרמיקה, חול) פחות לעתים קרובות וזקוקים פחות תחזוקה.
- (ב) ניתן לבצע את עבודת הפחתת הדלי:0 (ברמה של קשקשים: 1) ניתן לבצע את המשקעים בבתים בודדים באמצעות דליים או ברמת הקהילה באמצעות טנקים גדולים (למשל, 10,000 ליטר שלפוחית השתן).
- (ב) אין אספקת אנרגיה: 1:1 התהליך פועל על הכבידה בלבד.
- (FLT:0) ,Reduces pathogen לטעון: FLT:1 ; חיידקים רבים, פרוזוא ווירוסים מייחסים חלקיקים מושעה.קביעת חלקיקים אלה מסיר חלק מהנטל המיקרוביאלי.
יישום מצב משבר
המשקעים ביעילות בתחום דורש תכנון זהיר, למרות שהשיטה פשוטה.למטה הם המשיבים הבאים:
בחירת פנקס
כל כלי שיט צמיגים במים ניתן להשתמש: דלי פלסטיק, חביות, טנקים מפוצצים, או אפילו שנחפר בורות קוות.ההמכל צריך להיות פתח רחב עבור מילוי קל וניקוי. A ברז או spigot הממוקם כמה ס"מ מעל התחתון מאפשר מים ברורים להיסחף ללא מפריע הפעוט המצופה.אם אין צורך זמין, זהיר decanting או מקודמת עבודה.
מילוי ומשך זמן
מלא את מיכל עם מים גולמיים ממקור אידיאלי, לתת לו לעמוד לפחות 4-6 שעות. overnight התיישבות (12–24 שעות) מניב תוצאות טובות יותר, אבל במקרי חירום חמורים, אפילו שעתיים יכולות לספק שיפור בולט.המים לא צריכים להיות מוטרדים במהלך תקופה זו.
הסרת מים ברורים
לאחר התיישבות, ניתן להסיר את ה supernatant (מים נקיים) באחת מכמה שיטות:
- (ב) ,0) , שופכת בשכבה העליונה, נזהרת לא להפריע למשקעים.
- (ב) ויקרא: "אֱמֶת נָתִיא" (ב) , אִם יְהִיאוּ לָכֹל אִם הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא הוּא .
- (ב) אם יש לו קיפאון (ב) ל"התחילה" (ב) אם לתא יש הצצה מעל לרמת המשקעים, פשוט פתח את הברז.
את הפעוט בתחתית צריך להיפטר מקורות מים ואזורי חיים.הכול צריך לנקות לפני שימוש חוזר כדי להימנע מבנות שכבות פתוגניות.
סקאלה על קהילות
עבור קבוצות גדולות יותר, ניתן להפעיל טנקים מרובים במקביל.התקנה המשותפת משתמשת בשני טנקים: בעוד אחד התיישב, השני הוא מרוקן וממלא מחדש.מערכות של משקעים זרימה רציפה (למשל, טנקים מבולבלים) ניתן גם למנוע, אבל אלה דורשים יותר הנדסה ופיקוח.
אתגרים ושיקולים
למרות היתרונות שלה, למשקעים יש מגבלות שיש לנהל בהגדרות חירום:
- (ב)במשבר מתפתח במהירות, ייתכן שלעונים אין את היוקרה הזאת.הטיפול בכופרים יכול להאיץ את ההתנחלות, אך מוסיף מורכבות.
- (ב) חלקיקים:0 (FLT:1 ⁇ ) ⁇ וחלקיקים קולונואידים עשויים לקחת ימים להתיישב באופן טבעי. coagulation (למשל, עם אלומיניום או זרעי Moringa) נדרשים לעתים קרובות כדי לאסוף חלקיקים אלה לתוך משטח גדול יותר, מיישב.
- השפעות פיתוי:0 (FLT:1 במים קרים מאוד, התיישבות מאטה באופן משמעותי. verse, חם מים עוזר אבל יכול לקדם צמיחה חיידקית במהלך תקופות ארוכות של התיישבות.
- (ב) אם המים ברורים מטופלים באופן לא תקין, ניתן להשמיד מחדש את המיכל, הידיים, ולקבל כלי שיט חייב להיות נקי.
- (FLT:0) לא פתרון של עמידה: FIRLT:1 ,Sdimentation אינו מסיר כימיקלים מפורקים, וירוסים או כל החיידקים.זה חייב תמיד להיות במעקב על ידי חיטוי (התחילה, כלור, או טיפול UV) ואם אפשר, סינון.
- (ב) ,0) , ⁇ (ב) ,ב"ה) ,התחילה הנאסף עשויה להכיל ריכוזים גבוהים של פתוגנים, וחייב להיות מרוסנת בבטחה – באופן חד-משמעי בבור הרחק ממקורות מים.
אתגרים אלה מדגישים את החשיבות של שילוב של משקעים לתוך רכבת טיפול רחבה יותר.עם תכנון הולם, את החסרונות ניתן למזער.
שכנוע עם Coagulation ו- Flocculation
סימנטציה טבעית לבדה נאבקת עם חלקיקים יפים. coagulation ו flocculation הם תהליכים כימיים וגופניים אשר מערערים ומצטברים חלקיקים אלה לתוך "flocs" גדול יותר, אשר מתיישב במהירות.
- (ב) ⁇ (אלמומיה): 1:1 A a גדול זמין coagulant. a קטן מנה (10-30 מ"ג / L) מעורבב נמרצות לתוך המים גורם חלקיקים כדי לכווץ. לאחר שטוף עדין (flocculation) במשך 5-10 דקות, המים נותרים להתיישב.
- (ב) זרעי אורת'ה אורת'ה: חליל 1: (FLT:1) זרעי מפוצצים מן העץ הרודני פועלים כקונגוט טבעי.הם שימושיים במיוחד כאשר קוגניקטים כימיים אינם זמינים.
- (ב) ⁇ (ב) מ-cactus או צמחים אחרים: ⁇ 1 (ראה: ⁇ ) ניתן גם לסייע בפליאה.
בשילוב עם תקופת התיישבות, coagulation מפחית את הזעזוע ממאות NTU (יחידות טורבונמטריות) ל- מתחת 5 NTU - בתוך הטווח של כלור יעיל.שילוב זה הוא הבסיס של ערכות מוכחות שדה רבות, כגון יחידת ההסרה של יוניצ'וסטס.
שילוב של משקעים עם הפלסטרציה
לאחר המשקעים, המים ברורים יותר אך עדיין מכילים חלקיקים יפים ופתוגים.פלסטרציה מספקת מחסום פיזי המסיר את מה שנשאר.שיטות סינון חירום נפוצות כוללות:
- (ב) ⁇ :0) מסננים: FLT:1 פיסת כותנה נקייה או בד פוליסטר יכול למלכוד חלקיקים גדולים יותר.זה פשוט אבל לא יעיל מאוד עבור מוצקים דקים.
- (FLT:0Ceramic filters: FLT:1irous קרמיקה אלמנטים (למשל, מסננים נר או מסננים סיר) יכולים להסיר חיידקים ופרוזוזה.הם עובדים הכי טוב עם מים דלים להפרעות.
- (FLT:0)Bio-sand filters: FIRLT:1 שכבות של חול וחצץ בתוף להסיר חלקיקים ולתמוך בשכבה ביולוגית שצריכה פתוגנים.
- (FLT:0)פילטרים ניידים ניידים: FIRLT:1 (מכשירים כמו LifeStraw או Catadyn) ניתן להשתמש ישירות על מים מיושבים כדי להרחיב את תוחלת החיים שלהם.
באמצעות משקעים ראשון, חיי השירות של המסנן מורחבים באופן דרמטי.לדוגמה, מסנן קרמיקה שימחק לאחר טיפול ב-50 ליטר של מים בוץ עשוי לטפל ב-500 ליטר אם המים כבר לפני החשיכה.
אכזבה לאחר הזיוף
לאחר הבהרה, חיטוי חיוני להרוג פתוגנים.שיטות החירום הנפוצות ביותר הן:
- (ב) ⁇ :0[266]: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (FLT:0) chlorination:FLT:1 נוזל bleach, כלור טבליות (למשל, Aquatabs), או אבקת hypochlorite סידן משמשים נרחב. a שאריות של 0.2-0.5 מ"ג / L חינם chlorine צריך להישאר אחרי 30 דקות מגע זמן. Clear מים דורש פחות chlorine, מה שהופך עושה קל יותר.
- (FLT:0 חיטוי סולר (SODIS): מים ברורים בבקבוקים שקוף נחשפים לשמש מלאה למשך 6 שעות (או יומיים אם מעונן) קרינת UV אינהטרת פתוגנים.
- (ב) מכשירים:0 (UV:0): מנורות UV המופעלות על ידי סוללה יעילות אך תלויים באספקת חשמל ובנורות מוחלשות.
הרצף – נפיחות, לאחר מכן סינון, לאחר מכן חיטוי – יוצר רכבת טיפול חזקה שיכולה להתמודד עם מקורות מים מזוהמים מאוד.
יישומים אמיתיים ו Case Studies
הזיוף הוכיח את ערכו בתגובות הומניטריות רבות:
(FLT:0) במהלך רעידת האדמה בהאיטי 2010, חברות ההקלה חילקו דלי הפרדה פשוטים יחד עם טבליות כלוראין.קהילות הוכשרו לתת למים להתיישב במשך מספר שעות לפני הוספת כלור. גישה זו הפחיתה את שכיחות החפירה באופן משמעותי בהשוואה לאזורים שקיבלו רק כלוראין ללא התיישבות מוקדמת (מקור:FLT:1CDC חירום הנחיות מים לטיפול חירום:2) 3.
במחנות פליטים בבנגלדש (משבר רודינגיה), טנקים של סימנטציה עשויים מבורות מקוות שימשו לטיפול במים מבארות רדודות לפני הכלור.הפוחיות צנחה מממוצע של 120 NTU ל-10 NTU, המאפשרת לאספקת המים של המחנה לעמוד בסטנדרטים Sphere.
לאחר טיפון הייאן בפיליפינים (2013), קהילות רבות החוף השתמשו בורות tar Paulin קונן כדי ליישב מי מבול בוץ בשילוב עם מסננים קרמיקה ביתית ורתיחה, זה עזר למנוע מחלות מיבורן במהלך שלב ההקלה.
דוגמאות אלה מדגישות כי משקעים אינם מושג תיאורטי – זוהי התערבות מוכחת שדה שעובדת גם בתנאים קיצוניים.
שיטות טובות לטיהור מים חירום
עבור המשיבים ואנשי הקהילה, הרצף הבא מומלץ:
- (ב) ,0) הגנה על מקור מקור: ⁇ 1 (ראו: ⁇ ⁇ ) בחר את מקור המים המזוהם ביותר הזמין.
- (ב) ,0) ,ההתמדה:0 (ב) ,5 ,5 ,5 ,5) ,5 ,5 ,5 ,5 , ).
- (ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ 1 (ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ⁇ :0) ⁇ : 1 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) אחסון בטוח:0 (FLT:1) חנות התייחסה למים במיכל נקי ומכוסה עם פתח צר למניעת זיהום מחדש.
הכשרת עובדי בריאות בקהילה להפגין את השלבים האלה - דלתות לדלת או במפגשים קבוצתיים - מגבירה באופן פולשני את אימוץ הסיוע החזותי כגון תרשימים ספין או קטעי וידאו קצרים עוזרים לאוכלוסיות לאותות להבין את התהליך.
מסקנה
סינדימנטציה היא כלי פשוט אך עוצמתי בהטיהור מים חירום.על ידי מינוף כוח הכבידה כדי להסיר מוצקים מושעה, היא משפרת באופן דרמטי את בהירות המים, מפחיתה את הביקוש הכימי, מרחיבה את החיים המסננים, ומפחיתה את הסיכון של מחלה.כאשר משולבים עם coagulation, סינון, וחיטוי, החייאה מהווה את עמוד השדרה של טיפול מעשי, נמוך שיכול להיות מיושם בכל מקום מחנה פליטים צפוף.
ארגוני הומניטריים, סוכנויות ממשלתיות ומנהיגי הקהילה צריכים קודם כל לאשר את הכשרתם ואספקה בתוכניות מוכנות החירום שלהם.השיטה אינה דורשת טכנולוגיה מתקדמת, אך היא יכולה להציל אינספור חיים על ידי ביצוע משקאות מזוהמים בשעות קריטיות וימים לאחר אסון מכה.עבור הדרכה מפורטת יותר, מתייחס ל-FLT:0WHO טיפול במים חירום משאבי FLT:1 ו-LTF:2R:2 מדריכי מים מתקדמים על פני המים של טיהור מים.
בסופו של דבר, המשמעות האמיתית של הסדמנט היא נגישותה.הוא מעצים את הניצולים לנקוט בפעולה מיידית עם כל מיכלים שיש להם ביד, להפוך מים בוץ, לא בטוחים לבסיס הישרדות והחלמה.