المياه و عمليات التنقية و الترويق

المياه و عمليات التنقية و الترويق
admin hala المياه
ويكي حياتي :

المياه و عمليات التنقية و الترويق

توجد الكثير من الشوائب في المياه العادية و مياه الصرف علي شكل مواد معلقة و التي تظل علي شكل معلق في السائل المنساب و لكن يمكن ازالتها رأسياً تحت تأثير الجاذبية في ظروف ساكنة او شبه هادئة و ساكنة و من المعتاد ان تكون الجسيمات ذات كثافة اعلي من السائل المحيط بها لدرجة ان الترسيب يصبح ممكناً و لكن مع الجسيمات الصغيرة جداً من الوسائل الفعالة في التنقية

و لوحدات الترسيب دور ثنائي يتمثل في ازالة المواد الصلبة القابلة للهبوط و الاستقرار و كذلك تركيز المواد الصلبة المزالة لتصبح علي شكل حماة ذات حجم صغير .

نظرية الترسيب

من الضروري في عملية الترسيب ان نفرق بين الجسيمات المتفتتة و الغير مترابطة و التي لا تغير من حجمها و شكلها او كتلتها خلال مرحلة الهبوط و الاستقرار و الجسيمات الطافية السابحة علي السطح و التي تتكتل خلال الهبوط و الاستقرار و بالتالي ليس لها خصائص ثابتة و نفترض النظرية الاساسية للترسيب وجود الجسيمات الغير مترابطة المفككة و التي يحدث عند وضعها في سائل اقل كثافة انها ستسرع و تزيد من سرعتها الي ان تصل الي سرعة نهائية محددة له .

و الحقيقة ان العديد من المواد المعلقة سواء كانت في المياه العادية او مياه الصرف بأشكالها و انواعها تكون طافية بطبيعتها و نجد بشكل عام انه يوجد 4 فئات من اشكال الهبوط و الاستقرار للجسيمات يمكن الاشارة اليها كالآتي :

1 – الفئة الاولي : تتوافق فيها الجسيمات المفتتة و الغير مترابطة المستقرة مع نظرية الترسيب .

2 – الفئة الثانية : تظهر الجسيمات الطافية زيادة في السرعة خلال العملية .

3 – الفئة الثالثة : تسمي بالأستقرار في المنطقة : فنجد انه عند تركيز معين ان الجسيمات الطافية تكون قريبة جداً من بعضها البعض بشكل يجعل القوة الداخلية بين الجسيمات قادرة علي ربط و تثبيت هذه الجسيمات مع بعضها لدرجة ان المعلق يهبط و يستقر في اسفل المحلول كما لو كان كتلة واحدة

4 – الفئة الرابعة : و تسمي الاستقرار المضغوط : حيث نجد انه عند وجود تركيزات عالية ان الجسيمات تكون متلاصقة و متصلة ببعضها كما ان وزن الجسيمات يكون مدعماً جزئياً بالطبقات السفلي من المواد الصلبة .

و نجد انه في حالة المعلقات المركزة ( اكبر من 2000 مجم / لتر ss  ) غالباً ما يحدص اعاقة للهبوط و الاستقرار  و في هذه الحالات فأن أزاحة قدر كاف من الماء لأعلي قد ترجع استقرار الجسيمات و ان لهذا الفعل تأثير علي سرعة الهبوط الظاهرة للجسيمات

حوض الترسيب المثالي

يمكن فحص و اختيار سلوك خزان الترسيب الذي يعمل علي اساس الانسياب المستمر للمياه مع وجود الجسيمات المفتتة الغير متجمعة و ذلك بالرجوع الي حوض الترسيب و الذي يفترض في حدوث ووجدو النقاط الاربعة التالية :

المياه و عمليات التنقية و الترويق

1 – ظروف سكون متجانس و هدؤ في منطقة الاستقرار و الهبوط

2 – انسياب متجانس و متماثل عبر منطقة الاستقرار و الهبوط

3 – تركيز متماثل للمواد الصلبة عند دخول السائل المنساب منطقة الاستقرار .

4 – المواد الصلبة الداخلة في منطقة الحماة ليست معلقة

لنفترض ان الجسيم الهاديء الساكن له سرعة استقرار قدرها 75 و الذي يدخل الي منطقة الحماة تماماً عند نهاية الخزان ان هذا الجسيم يسقط الي عمق قدره HO  و في زمن احتفاظ و بقاء للخزان

و يسمي المقدار a / A  معدل الانسياب الزائد السطحي و من العلاقة السابقة يتبين ان ازالة الجسيمات الصلبة الساكنة لا تعتمد علي عمق الخزان ، اما بالنسبة للجسيمات الطافية فنجد ان عمق الخزان له تأثير علي ازالة الجسيمات الصلبة حيث انه كلما ازداد عمق الخزان كلما ازداد تجمع و تكتل الجسيمات ، و يمكن بالتالي ازالة نسبة كبيرة من المواد الصلبة .

و في حالة تغذية الخزان بجسيمات معلقة منفصلة مفتتة ذات احجام متنوعة نجد انه من الممكن تعيين الازالة الكلية .

و الخزان مصمم لازالة كل الجسيمات بسرعة هبوط واستقرار اكبر تقريباً من 75 كما ان الجسيمات ذات سرعة الهبوط و الاستقرار يمكن ازالتها فقط في حالة دخولها الخزان بحيث تكون المسافة التي تبعدها عن القاع .

و من الناحية العملية فأن ما يحدث هو ان المواد الصلبة المترسبة تتجمع و تتراكم علي الارضيات و تحدد المنطقة ( اي تجعلها محددة و ضيقة المساحة ) بالنسبة لحدوث الانسياب لدرجة ان المواد المترسبة تعود الي شكلها المعلق مرة اخري مع زيادة السرعة الافقية و مع انخفاض كفاءة الازالة يمكن لماسورة المعدل السريع او مستقرات الصفائح ان تتغلب علي مشكلة ازالة الحمأة باستخدام أسطح مائلة تسمح بترسيب الحمأة لتفرغ باستمرار من قاع النظام و يمكن تصميم المستقرات العالية المعدل لأغراض معينة إلا ان الوحدات السابقة التصنيع يمكن حشرها و إدماجها داخل احواض الترسيب التقليدية الموجودة بهدف تحسين أدائها

قياس خصائص الاستقرار 

يمكن تعيين سرعة الاستقرار للجسيمات الفردية بتوقيت سقوطها خلال عمق معلوم للسائل و لكن بالنسبة للمعلقات المرتبة حسب الدرجات يكون استخدام عمود الاستقرار اكثر افادة ، و عمود الاستقرار عبارة عن عمود أو ماسورة عمقها يتراوح ما بين 2 – 3 م يوجد عليها فتحات للصنابير او التصريف علي مسافات محددة ، و يراعي ان يكون قطر العامود مائة مرة علي الاقل قدر اكبر الجسيمات و ذلك بهدف منع ما يسمي بتأثيرات الحائط

كفاءة خزانات الترسيب

يمكن فحص و اختيار السلوك الهيدروليكي لخزان الترسيب عن طريق حقن ما يسمي بالمتتبع او قصاص الآثر الي داخل المدخل الوارد و ملاحظة مظهره و شكله في الدفقات الخارجة ان الانسياب كما يبدو من رسوم المنحنيات الذي نحصل عليه نكون متنوع بدرجة غير نهائية تتراوح ما بين حالة الانسياب المسدود المثالي الي حالة الخزان الكامل الخلط

انواع خزانات الترسيب

يمكن توضيح اهم انواع خزانات الترسيب الموجودة من الناحية العملية ، و الخزان الافقي مدموك و لكنه يعاني من تحديد طول الحاجز المعدني الخاص بالدفق الخارج ، إذا تم تعديل الحواجز المعدنية المعلقة و يتم نقل الحمأة الي حوض تجميع بواسطة كاشطة قنطرية متنقلة تقوم علي خدمة عدد من الخزانات او قد يتم ذلك عن طريق استخدام نظام سير مستمر مزود بجنيحات صغيرة

و تسحب الحمأة من حوض التجميع تحت رأس هيدروستاتيكي و الحقيقة ان الخزانات الدائرية لها مميزات مثل طول القنطرة الحاجزة و آلية الكشط البسيطة كما انها ليست مدموكة ، اما الخزانات ذات القادوس في القاع ذات الانسياب الافقي فهي تعتبر من الانواع الشائعة الاستخدام في اعمال المجاري الصغيرة حيث لا نحتاج الي اعمال و انشاءات تركيبية عالية التكلفة كما انها لا تكون مزودة بأي آليات لعمليات الكشط اما الخزان ذو القادوس الفلي في القاع مع الانسياب الراسي فهو غالباً ما يستخدم في محطات معالجة المياه و في مثل هذه الظروف فهو يعمل مع حاجب للحمأة و الوحل و الذي يعمل علي تصفبة الجسيمات الاصغر من تلك المفروض ازالتها بواسطة الترسيب بمفرده عند استخدام معدل انسياب زائد أو فائض .

و تستخدم العديد من التصميمات المختلفة للدخول و الخروج و بينما نجد ان تصميماً معيناً يقدم لنا عدداً من المميزات و التحسينات في اعمال أزالة الاجسام الصلبة مع المعلقات المفتتة المتجانسة نجد انها عادةً ما تقدم فروق قليلة اتجاه أزالة المعلقات الصلبة من المجاري الخام

و لخزانات الترسيب و ظيفتين هما :

ازالة المواد الصلبة القابلة للترسيب و الاستقرار حتي تعطي مواد سائلة خارجة مقبولة ، كما تعمل علي تركيز المواد الصلبة التي يتم ازالتها و ضخطها لحجم صغير ، و علي ذلك يجب ان يراعي في تصميم الخزان كلاً من هاتين الوظيفتين ، كما يراعي حجم الخزان و فقاً للوظائف المطلوبة منه ، و مما يلفت النظر ان وظيفة تغليظ او تسميك قوام الحمأة او الوحل تعتبر من الوظائف الهامة عند التعامل مع التركيزات العالية نسبياً للمواد الصلبة المتجانسة

عملية التغليظ بالجاذبية

يجب الاخذ في الاعتبار عند تصميم خزانات الترسيب كلاً من عملية ازالة المواد الصلبة ، وو ظيفة تغليظ او زيادة سمك الحمأة . و بالطبع سوف نجد ان حجم الوحدة سوف يكون محدود بواحدة من هذه الوظائف

الطفو و التعويم

لقد عرفنا ان بعض المواد المعلقة في المياه و مياه الصرف المختلفة التي تواجهنا تتكون من جسيمات صغيرة الحجم منخفضة الكثافة ، يكون لها سرعات ترسيب منخفضة نسبياً حتي لو تمت معالجتها .

الكلمات المفتاحية : #المياه #تلوث #تنقية #معالجة