Technical Feasibility of Long-term Wastewater Treatment Using a natural Aquifer

نظراً لازدياد الطلب على المياه، ونتيجة لتناقص الموارد المائية القابلة للاستغلال والناشئ عن ارتفاع معدلات استهلاك المياه وتردي نوعيتها بفعل الملوثات الناتجة من الأنشطة البشرية، فإن عمليتي استرداد وإعادة استخدام مياه الصرف تحظيان باهتمام متزايد يوماً بعد يوم على نطاق عالمي. وتبرز الحاجة إلى الاستفادة من موارد المياه غير التقليدية بشكل أكبر في المناطق الجافة، وشبه الجافة كدولة الكويت، حيث تقوم الدولة بتوفير المياه المعذبة لكافة القطاعات بواسطة محطات التحلية. وقد أثبتت الدراسات التي أجريت في العديد من دول العالم إمكانية تحسين نوعية مياه الصرف المعالجة بالطرق الطبيعية وذلك من خلال إمرار تلك المياه عبر طبقات التربة المختلفة. ويتم في الوقت الحاضر التحقق من إمكانيةالاستفادة من هذه التقنية في تحسين نوعية مياه الصرف المعالجة في الكويت من قبل معهد الكويت للأبحاث العلمية. وتعد مزرعة الصليبية إحدى المزارع التي تتم فيها الاستفادة من مياه الصرف المعالجة في ري المزروعات وذلك منذ عام 1976 وحتى وقتنا الحاضر. يتناول المقترح إجراء دراسات ميدانية تغطي الجوانب الهيدرولوجية، والهيدروكيميائية في مزرعة الصليبية والمناطق المجاورة لها. ويتلخص الهدف الرئيسي من هذه الدراسة في تقييم جدوىتطبيق طرق المعالجة الطبيعية بالاستفادة من خصائص التربة في تحسين نوعية مياه الصرف المعالجة على المدى الطويل تحت الظروف السائدة في دولة الكويت. سيتم جمع البيانات والمعلومات المتعلقة بأنواع التربة، وخصائص ترشح مياه الري عبر طبقات التربة المختلفة، والعوامل الهيدروديناميكية السائدة ونوعية مياه الري، وترشح مياه الري العائدة إلى طبقات التربة، والمياه الجوفية الأصلية في منطقة الدراسة على مدى عام كامل باستخدام مجموعة من آبار المراقبة والأكواب الخزفية التي سوف يتم تركيبها لهذا الغرض في منطقة الدراسة. وسيتم تحليل البيانات لتقييم مدى التحسن الطارىء على نوعية مياه الري المترشحة عبر طبقات التربة وذلك بمقارنتها مع مياه الصرف المعالجة والتي تم استخدامها في ري المزروعات. كما سوف يتم تحديد أثر عملية الري على الفروق الهيدروليكية، والتركيب المعدني والكيميائي للتربة في منطقة الدراسة. وسوف تتم الاستفادة من نتائج هذه الدراسة في التحقق من إمكانية تطبيق طرق المعالجة الطبيعية في دولة الكويت لاسترداد وإعادة استخدام مياه الصرف المعالجة على المدى الطويل تحت الظروف المناخية والهيدروجيولوجية السائدة في دولة الكويت.

The reclamation and reuse of wastewater are gaining importance daily on a global scale as the demand for water is increasing and the sources of usable water are dwindling due to high consumption rates and quality degradation by man-made pollution. The problem is more severe in arid and semi-arid regions, as in the case of Kuwait, where desalination plants provide most of the fresh water. The natural treatment of treated wastewater by passing it through soil is an economical way to improve the quality of wastewater. At present, field and laboratory investigations of the feasibility of this process in Kuwait are being conducted at the Kuwait Institute for Scientific Research. The Sulaibiya Agricultural Farm has been irrigated with tertiary treated wastewater since 1976. A field investigation of the hydrogeology and the hydrogeochemistry in and around the farm is proposed here. The main objective is to assess the natural soil treatment method over the long term in improving the quality of the treated wastewater under the conditions prevailing in Kuwait. Data on the soil types, infiltration characteristics, prevailing hydrodynamics, quality of the irrigation water, the infiltrating return irrigation water and the native groundwater will be collected from the study area over a one-year period through monitoring wells and ceramic cups installed in the area. The collected data will be analyzed to assess the degree in improvement in quality of the infiltrating water with respect to the tertiary wastewater used for irrigation. The effects of irrigation on the local potentiometry and soil mineralogy and chemistry will also be investigated. The results will suggest whether it will be possible to implement the natural soil treatment method for the recovery and reuse of treated wastewater over a long-term period under the climatic and hydrogeological conditions prevailing in Kuwait.