REMEDIATION OF RAW SEWAGE WATER
BY IONIZING RADIATION *

EL-MOTAIUM, R.A.⁽¹⁾ and LAROUSSI, B.F.⁽²⁾  

(1) Plant Research Dept., Nuclear Research Centre, Atomic Energy Authority

Cairo, Egypt and (2) Institute National de la Recherche Agronomique,

 Tanger, Morocco.

Key words: BOD , COD , TSS , NH₄ , NO₃ , Total heavy metals, Soluble
heavy metals, Gamma radiation, Electron beam,

معالجه مياه الصرف الصحى الخام بإستعمال الأشعة المؤينة

راويه المتيم وفرحات العروسى

خلاصـــة

يتم استعمال مياه الصرف الصحى الخام فى الرى فى العديد من الدول متضمنة مصر وهذا نتيجة أن إعادة استعمال المياه العادمة أصبح ضرورة ولكن هذه العملية تمثل خطر على البيئة وصحة الإنسان إذا لم تتم معالجة هذه المياه. وقد تم إستعمال الأشعة المؤينة كطريقة لمعالجة مياه الصرف الصحى الخام التى تم جمعها من مدخل محطة المعالجة بالجبل الأصفر والتى تقع شمال شرق القاهرة. وقد تم إختبار نوعين من الأشعة فى عينات منفصلة من المياه وهم أشعة جاما والأشعة الالكترونية بالجرعات  0.5 و 1.0 و 1.5 و 2.0 و 2.5 كيلوجراى وذلك لدراسة تأثيرهم على خصائص مياه الصرف الصحى الخام.  شملت الدراسة تقدير بكتريا القولون الكلية ، احتياجات الأكسجين البيولوجى ، احتياجات الأكسجين الكيماوى ، المواد الصلبة الذائبة الكلية ، الأس الهيدروجينى ، التوصيلية الكهربية ، العناصر الثقيلة ، الأمونيا والنترات.

أوضحت النتائج أن هناك علاقة عكسية بين الجرعة الإشعاعية ومحتوى المياه من بكتريا القولون الكلية وكذلك محتواها من الأكسجين البيولوجى والأكسجين الكيماوى والمواد الصلبة الذائبة الكلية وقد كان هذا الاتجاه متماثل فى نوعى الإشعاع ولكن كانت أشعه جاما ذو تأثير أقوى من الأشعة الالكترونية عند نفس الجرعة. وقد كانت الجرعة القاتلة لبكتريا الكوليفورم الكلية 1.5 و 3.0 كيلوجراى لأشعة جاما والأشعة الالكترونية، على التوالى. أما بالنسبة لأيونات الأمونيوم والنترات فقد قلت كميتهم بزيادة الجرعة الإشعاعية و تراوحت نسبة الانخفاض بين 20-21 % للأمونيوم والنترات عند جرعة 2.5 كيلوجراى ، على التوالى.

 تم تقدير كميات العناصر الثقيلــة الكلــية و كانت 40  و 5.8 و 55.9 و0.55 و32.2

و 16.4 جزء فى البليون لكل من النيكل ، الكوبلت ، النحاس ، الكادميوم ، الرصاص ، الزنك، على التوالى . أما كميات العناصر الثقيلة الذائبة فكانت 19.5 و 3.3 و 8.3 و 0.02 و 0.50  و 3.1 جزء فى البليون والتى تمثل 49% و 58% و 15% و 3% و 1.6% و 19% من الكمية الكلية  لكل من النيكل ، الكوبلت ، النحاس ، الكادميوم ، الرصاص ، الزنك ، على التوالى. وبصف عامة كانت النتائج تشير لتناقص قيم العناصر الثقيلة الذائبة بزيادة جرعة الأشعة.

ABSTRACT

Raw sewage water has been used for irrigation in many countries in the world including Egypt. Although the reuse of sewage water for irrigation has become essential, this practice could represent a hazard to the environment and human health. Radiation treatment was applied to test its effect on the remediation of raw sewage water collected from the inlet of El-Gabal El-Asfar Waste Water Treatment Plant, north east of Cairo city. Different doses of gamma radiation and electron beam ( 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 KGy) were tested for their effects on raw sewage water properties. The parameters tested were total Coliform, BOD, COD, TSS,  pH, EC, heavy metals, NH₄ and  NO₃.

The data showed an inverse relationship between radiation dose and total Coliform, BOD, COD and TSS. This result proved true for both kinds of radiations. However, the effect of gamma radiation was more pronounced than the electron beam at the same dose. The lethal doses for total Coliform were 1.5 KGy and 3.0 KGy for gamma radiation and electron beam, respectively. Regarding ammonium and nitrate ions, there was a reduction in their content as the radiation dose increased. The reduction was 20% for NH₄ and 21% for NO₃ at 2.5 KGy dose using gamma or electron beam, respectively.

The total heavy metals levels were 40.0, 5.8, 55.9, 0.55, 32.2 and 16.4 ppb for Ni, Co, Cu, Cd, Pb and Zn. The soluble fraction were 19.5, 3.3, 8.3, 0.02, 0.50, 3.1 ppb representing 49%, 58%, 15%, 3%, 1.6% and 19% of the total Ni, Co, Cu, Cd, Pb and Zn, respectively. In general, there was a tendency for reduction of the soluble fractions of heavy metals as the radiation dose increased.