- معالجة غازات النفايات
- معالجة الحمأة
- معالجة المياه
- صندوق تنقية المياه المحمول - نظام التناضح العكسي
- نظام التناضح العكسي المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ
- أنظمة معالجة المياه في حاويات
- نظام تحلية مياه البحر
- أنظمة معالجة المياه UF
- أنظمة معالجة المياه NF
- أنظمة معالجة المياه EDI وما إلى ذلك
- خط تعبئة المياه في الزجاجات/الدلاء/الأكياس
- نظام معالجة مياه الصرف الصحي MBR
- معالجة المياه الشاملة
01020304
التعويم بالهواء المذاب
مقدمة المشروع
نظام معالجة مياه الصرف الصحي بالتعويم بالهواء المذاب:
تقنية تعويم الهواء بمضخة الهواء المذاب هي نوع جديد من تقنيات تعويم الهواء التي طُوّرت في السنوات الأخيرة. تتغلب هذه التقنية على عيوب تقنية تعويم الهواء المذاب من خلال المزيد من المعدات المساعدة، واستهلاك الطاقة العالي، والفقاعات الكبيرة التي تُنتجها تقنية تعويم الهواء المقعر الدوامي، وتتميز بانخفاض استهلاك الطاقة. تستخدم مضخة الهواء المذاب مضخة دوامية أو مضخة متعددة المراحل غاز-سائل. يتمثل مبدأها في دخول الهواء والماء إلى غلاف المضخة معًا عند مدخل المضخة. يقوم الدافع عالي السرعة بتقطيع الهواء المستنشق إلى فقاعات صغيرة عدة مرات. يتراوح قطر الفقاعة التي تنتجها مضخة الهواء المذاب عادةً بين 20 و40 ميكرومتر، وتصل أقصى ذوبان للهواء المستنشق إلى 100%، ويصل أقصى محتوى للهواء المذاب إلى 30%. يمكن أن يظل أداء المضخة مستقرًا عند تغير معدل التدفق وتقلبات حجم الهواء، مما يوفر ظروف تشغيل جيدة لتنظيم المضخة والتحكم في عملية تعويم الهواء.
تتكون معدات معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام مضخة الهواء المذاب من حجرة التجلط، وحجرة التلامس، وحجرة الفصل، وجهاز كشط الخبث، ومضخة الهواء المذاب، وأنبوب الإطلاق، وأجزاء أخرى. يتمثل مبدأ معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام مضخة الهواء المذاب في: أولاً، تُستخرج المياه بواسطة مضخة الهواء المذاب كماء ارتجاعي لإنتاج ماء الهواء المذاب (يكون ماء الهواء المذاب ممتلئًا بعدد كبير من الفقاعات الدقيقة في هذا الوقت). يُطلق ماء الهواء المذاب في ماء حجرة التلامس من خلال أنبوب الإطلاق. ترتفع الفقاعات الصغيرة ببطء وتلتصق بجزيئات الشوائب، مُشكلةً جسمًا عائمًا بكثافة أقل من كثافة الماء، يطفو على سطح الماء، مُشكلًا رغوة، ويتحرك ببطء مع تدفق الماء إلى حجرة الفصل. ثم تُزال الرغوة بواسطة جهاز كشط. يُصرف الماء الصافي عن طريق تنظيم الفائض لإكمال عملية التعويم الهوائي.
تكنولوجيا معدات التهوية بمضخة الهواء المذاب متطورة، ويُستخدم جهاز التهوية عالي الكفاءة EDUR على نطاق واسع. يجمع جهاز EDUR عالي الكفاءة للتعويم الهوائي بين مزايا تعويم الهواء المقعر الدوامي لقطع الفقاعات وتعويم الهواء المذاب لتثبيته. يتكون النظام بأكمله بشكل رئيسي من نظام الهواء المذاب، ومعدات التعويم الهوائي، وكاشطة الخبث، ونظام التحكم، ومعدات الدعم.
يُعدّ التعويم بالهواء المذاب تحت الضغط (DAF) تقنيةً حديثةً نسبيًا لمعالجة مياه الصرف الصحي، وهو مناسبٌ لمعالجة مياه الصرف منخفضة العكارة، وعالية التلون، وعالية المحتوى العضوي، وقليلة الزيت، وقليلة المواد الخافضة للتوتر السطحي، أو مياه الصرف الغنية بالطحالب. ويُستخدم على نطاق واسع في صناعة الورق، والطباعة والصباغة، والطلاء الكهربائي، والصناعات الكيميائية، والأغذية، وتكرير النفط، وغيرها من معالجة مياه الصرف الصناعي. بالمقارنة مع طرق التعويم بالهواء الأخرى، يتميز هذا النظام بحمل هيدروليكي عالي وحوض صغير. ومع ذلك، فإن تعقيد عملية المعالجة، واستهلاك الطاقة العالي، وضوضاء ضاغط الهواء، وما إلى ذلك، يحدّ من استخدامه.
وفقا لأنواع وخصائص المواد الصلبة العالقة الموجودة في مياه الصرف الصحي، ودرجة تنقية المياه المعالجة وطرق الضغط المختلفة، هناك ثلاث طرق أساسية: طريقة تعويم الغاز المذاب في العملية الكاملة، وطريقة تعويم الغاز المذاب جزئيًا، وطريقة تعويم الغاز المذاب بالارتداد الجزئي.
(1) طريقة تعويم الهواء المذاب في العملية الكاملة
تعتمد عملية تعويم الهواء المذاب على ضغط مياه الصرف الصحي بالكامل باستخدام مضخة، وحقن الهواء قبلها أو بعدها. في خزان الغاز المذاب، يُذاب الهواء في مياه الصرف الصحي، ثم تُرسل مياه الصرف الصحي إلى خزان الهواء العائم عبر صمام تخفيض الضغط. تتشكل فقاعات صغيرة عديدة في مياه الصرف الصحي تلتصق بالزيت المستحلب أو المواد العالقة فيه، وتتسرب من سطح الماء، مُشكلةً رغاويًا على سطح الماء. تُفرّغ الرغاوي في خزان الرغاوي باستخدام مكشطة، ويُفرّغ أنبوب الرغاوي من البركة. تُفرّغ مياه الصرف الصحي المُعالجة عبر سد الفائض وأنبوب التصريف.
الغاز المذاب في العملية بأكملها كبير، مما يزيد من احتمالية تلامس جزيئات الزيت أو الجزيئات العالقة مع الفقاعات. عند استخدام نفس كمية مياه المعالجة، يكون حجمه أصغر من خزان التعويم الهوائي المطلوب في طريقة التعويم بالغاز المذاب بالارتداد الجزئي، مما يقلل من تكلفة البنية التحتية. ومع ذلك، نظرًا لمرور جميع مياه الصرف الصحي عبر مضخة الضغط، تزداد درجة استحلاب مياه الصرف الصحي الزيتية، وتكون مضخة الضغط وخزان الغاز المذاب المطلوبان أكبر من العمليتين الأخريين، مما يزيد من الاستثمار واستهلاك الطاقة التشغيلية.
(2) طريقة تعويم الهواء المذاب جزئيًا
تعتمد طريقة تعويم الهواء المذاب الجزئي على أخذ جزء من ضغط مياه الصرف الصحي والغاز المذاب، ثم ضخّ الباقي مباشرةً في خزان تعويم الهواء، وخلطه مع مياه الصرف الصحي الغازية المذابة. ومن خصائصها: انخفاض ضغط المضخة المطلوب مقارنةً بعملية تعويم الهواء المذاب بأكملها، ما يعني انخفاض استهلاك الطاقة.
تُمثل التطورات الحديثة في مجال معالجة غازات النفايات تقدمًا ملحوظًا في مواجهة التحديات البيئية، مع توفير فرص للشركات للازدهار بطريقة مستدامة وصديقة للبيئة. ومن المتوقع أن يُحدث هذا الحل المبتكر تأثيرًا إيجابيًا في مجال معالجة غازات النفايات وحماية البيئة، بفضل ما يُبشر به من كفاءة عالية وتكاليف تشغيل منخفضة وخلوه من التلوث الثانوي.
طريقة تعويم الهواء بالغاز المذاب بالارتداد الجزئي هي أخذ جزء من الزيت المزال بعد ارتداد النفايات السائلة للضغط والغاز المذاب، وبعد انخفاض الضغط مباشرة في خزان تعويم الهواء، يختلط مع مياه الصرف الصحي من خزان التخثر والهواء العائم. يتراوح تدفق العودة عمومًا بين 25٪ و 100٪ من مياه الصرف الصحي. خصائصه هي: ماء مضغوط، مقاطعة استهلاك الطاقة؛ عملية التعويم بالهواء لا تعزز الاستحلاب؛ تكوين زهرة الشب جيد، والتخثر في النفايات السائلة أقل؛ حجم خزان التعويم بالهواء أكبر من حجم العمليتين السابقتين. من أجل تحسين تأثير معالجة التعويم بالهواء، غالبًا ما تتم إضافة مادة التخثر أو عامل التعويم بالهواء إلى مياه الصرف الصحي، وتختلف الجرعة حسب جودة المياه، والتي يتم تحديدها عمومًا عن طريق الاختبار.
وفقًا لنظرية التعويم الهوائي، تُوفّر طريقة تعويم الغاز المذاب بضغط الارتداد الجزئي الطاقة، وتُحقق الاستفادة القصوى من المُخثّر، كما أن تأثير المعالجة أفضل من عملية التعويم بضغط كامل. ويكون تأثير المعالجة أفضل عندما تكون نسبة الارتداد 50%، لذا تُعدّ طريقة التعويم بالهواء المذاب بضغط الارتداد الجزئي الطريقة الأكثر شيوعًا لمعالجة مياه الصرف الصحي.
ما هي متطلبات تشغيل وتحكم التعويم بالهواء المذاب المضغوط؟
تُستخدم أنظمة التعويم بالهواء المذاب المضغوط (DAF) على نطاق واسع في عمليات معالجة مياه الصرف الصحي لإزالة المواد الصلبة العالقة والدهون والزيوت والملوثات الأخرى بفعالية من مياه الصرف الصناعي والبلدي. ومع ذلك، لضمان كفاءة تشغيل نظام التعويم بالهواء المذاب المضغوط والتحكم فيه، يجب استيفاء متطلبات معينة.
١. يجب على المشغلين مراقبة عملية التخثر في خزان التفاعل وجودة مياه الصرف من خزان التعويم بدقة لضبط جرعات مواد التخثر وفقًا لذلك. من الضروري منع انسداد خزان الجرعات، الذي قد يُعطل عملية المعالجة بأكملها.
٢. يجب مراقبة حالة سطح خزان التعويم بانتظام. أي ظهور لفقاعات هواء كبيرة في مناطق معينة من الخزان قد يشير إلى وجود مشكلة في جهاز الفصل، والتي يجب فحصها وحلها على الفور.
٣. يجب على المشغلين فهم نمط تكوّن الحمأة وتحديد دورة الكشط المناسبة لإزالة الحمأة المتراكمة من نظام DAF. يُعدّ هذا ضروريًا للحفاظ على كفاءة النظام ومنع تراكم المواد الصلبة.
٤. يُعدّ التحكم الدقيق في مستوى الماء في خزان الهواء المذاب المضغوط أمرًا بالغ الأهمية لتشغيل النظام. فهذا يضمن نسبة هواء إلى ماء مستقرة وثابتة، وهو أمرٌ بالغ الأهمية لعملية التعويم.
٥. يجب إجراء تعديلات على إمداد الهواء من الضاغط للحفاظ على ضغط تشغيل ثابت لخزان الهواء المذاب. وهذا بدوره يضمن فعالية ذوبان الهواء في الماء.
٦. يُعدّ التحكم في مستوى الماء في خزان التعويم أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على تدفق مياه المعالجة مستقرًا. خلال فصل الشتاء، عندما تكون درجات حرارة الماء منخفضة، من الضروري زيادة تدفق مياه الارتداد أو ضغط الهواء لضمان جودة مياه الصرف الصحي.
٧. من الضروري الاحتفاظ بسجلات تشغيلية مفصلة. يجب أن تتضمن هذه السجلات معلومات عن كمية مياه المعالجة، وجودة مياه التدفق، والجرعات الكيميائية، ونسبة الهواء إلى الماء، وضغط خزان الهواء المذاب، ودرجة حرارة الماء، واستهلاك الطاقة، ودورات كشط الحمأة، ومحتوى رطوبة الحمأة، وجودة مياه الصرف.
وفي الختام، من خلال الالتزام بهذه المتطلبات، يمكن للمشغلين ضمان التشغيل الفعال والكفء لأنظمة التعويم بالهواء المذاب المضغوط في مرافق معالجة مياه الصرف الصحي.
خزان الهواء المذاب
ما هي المكونات الهيكلية لخزانات الغاز المذاب الشائعة الاستخدام؟ ما هي الأشكال المحددة لخزانات الغاز المذاب؟
يمكن لحام خزان الغاز المذاب بصفائح فولاذية عادية، ويُعالج بمضادات التآكل. يتميز بهيكل داخلي بسيط نسبيًا، ولا يتطلب خزان الغاز المذاب المجوف أي تعبئة، بالإضافة إلى تصميم أنبوب الماء الذي يتطلب بعض المتطلبات، وهو خزان فارغ عادي. تتوفر خزانات الغاز المذاب بمواصفات متعددة، وتتراوح نسبة الارتفاع إلى القطر عادةً بين 2 و4. تُركّب بعض خزانات الغاز المذاب أفقيًا، وينقسم طول الخزان إلى مدخل ومخرج ومدخل مياه على طوله. يتميز مدخل ومخرج الماء في خزان الغاز المذاب بثباتهما، ويمكنهما منع الشوائب في المدخل لتجنب انسداد جهاز إطلاق الغاز المذاب.
وظيفة خزان الغاز المذاب تحت الضغط هي جعل الماء ملامسًا للهواء تمامًا، مما يعزز ذوبانه. يُعد خزان الغاز المذاب تحت الضغط من المعدات الرئيسية التي تؤثر على كفاءة الغاز المذاب، ويتكون هيكله الخارجي من مدخل الماء، ومدخل الهواء، وواجهة صمام أمان العادم، ومرآة الرؤية، وفوهة مقياس الضغط، ومنفذ العادم، ومقياس المستوى، ومخرج الماء، وداخل الفتحة، وغيرها.
جهاز إطلاق الغاز المذاب
ما هي المواد التي تطلق الغازات المذابة بشكل شائع؟
مُطلق الغازات المُذابة هو الجهاز الأساسي لطريقة التعويم الهوائي، ووظيفته هي إطلاق الغاز في ماء الغاز المُذاب على شكل فقاعات دقيقة، مما يُساعد على التصاق الشوائب العالقة في مياه الصرف الصحي المُعالجة. أنواع المُطلقات الشائعة الاستخدام هي: TS، TJ، وTV.
ما هي أشكال خزانات التعويم الهوائية؟
تتعدد أشكال خزانات التعويم الهوائي. ووفقًا لخصائص جودة مياه الصرف الصحي، ومتطلبات المعالجة، والظروف الخاصة المختلفة للمياه المراد معالجتها، تتنوع أشكال خزانات التعويم الهوائي المستخدمة، بما في ذلك التدفق الحراري والتدفق الرأسي، والتصميم المربع والدائري، بالإضافة إلى الجمع بين التعويم الهوائي والتفاعل، والترسيب، والترشيح، وغيرها من العمليات.
(1) يُعدّ خزان التعويم الهوائي الأفقي النوع الأكثر استخدامًا من الخزانات، وعادةً ما يُبنى خزان التفاعل وخزان التعويم الهوائي معًا. بعد التفاعل، تدخل مياه الصرف الصحي إلى حجرة تلامس التعويم الهوائي من أسفل جسم البركة، بحيث تتلامس الفقاعات والتكتلات تمامًا، ثم تدخل حجرة فصل التعويم الهوائي. تُكشط الرغوة على سطح البركة إلى خزان تجميع الخبث باستخدام مكشطة خبث، ويُجمع الماء النظيف بواسطة أنبوب التجميع في أسفل حجرة الفصل.
(2) ميزة خزان التعويم ذو التدفق الرأسي هي وجود حجرة التلامس في مركز الخزان، مما يسمح بتوزيع تدفق الماء. الظروف الهيدروليكية أفضل من التدفق الأفقي أحادي الاتجاه، مما يسهل التفاعل مع هياكل المعالجة اللاحقة. عيبه هو انخفاض معدل استخدام حجم الخزان، وصعوبة توصيله بخزان التفاعل السابق.
(3) يمكن تقسيم خزان التعويم الهوائي المتكامل إلى ثلاثة أشكال: نوع جسم التفاعل العائم الهوائي، نوع جسم الترسيب العائم الهوائي، نوع جسم الترشيح العائم الهوائي.
ما هي المتطلبات الأساسية لمكشطة الخبث لخزان التعويم الهوائي؟
(1) تُستخدم مكشطة الخبث من النوع السلسلي عادةً في خزانات التعويم الهوائية المستطيلة الصغيرة. أما في خزانات التعويم الهوائية المستطيلة الكبيرة (يجب ألا يتجاوز قطرها 10 أمتار)، فيمكن استخدام مكشطة الخبث الجسرية. أما في خزانات التعويم الهوائية الدائرية، فيُستخدم مكشطة الخبث الكوكبية (يتراوح قطرها بين 2 و10 أمتار).
(2) لا يمكن إزالة كمية كبيرة من الرغوة في الوقت المناسب أو يتم إزعاج طبقة الخبث بشكل كبير عند الكشط، أو أن مستوى السائل وإجراءات كشط الخبث غير مناسبة عند الكشط، كما أن تحرك آلة كشط الخبث بسرعة كبيرة سيؤثر على تأثير التعويم الهوائي.
(3) من أجل جعل سرعة حركة الكاشطة لا تزيد عن سرعة تدفق الرغوة إلى خزان تجميع الخبث، يجب التحكم في سرعة حركة الكاشطة عند 50 ~ 100 مم/ثانية.
(4) وفقًا لكمية الخبث، اضبط وقت تشغيل مكشطة الخبث.
ما الذي يجب الانتباه إليه عند تصحيح أخطاء طريقة التعويم بالهواء المذاب المضغوط؟
(1) قبل تشغيل المياه، أولاً وقبل كل شيء، يجب تطهير خط الأنابيب وخزان الغاز المذاب وتنظيفهما بشكل متكرر بالهواء المضغوط أو الماء عالي الضغط حتى لا توجد شوائب جزيئية مسدودة بسهولة، ثم تثبيت إطلاق الغاز المذاب.
(2) يجب تركيب صمام فحص على أنبوب المدخل لمنع تدفق مياه الضغط إلى ضاغط الهواء. قبل التشغيل، تأكد من أن اتجاه صمام الفحص على خط الأنابيب الذي يربط خزان الغاز المذاب بضاغط الهواء يشير إلى خزان الغاز المذاب. أثناء التشغيل الفعلي، يجب أن يكون ضغط مخرج ضاغط الهواء أكبر من ضغط خزان الغاز المذاب، ثم افتح صمام خط أنابيب الهواء المضغوط لحقن الهواء في خزان الغاز المذاب.
(3) قم أولاً بتصحيح أخطاء نظام الغاز المذاب تحت الضغط ونظام إطلاق الغاز المذاب باستخدام الماء النظيف، ثم قم بحقن مياه الصرف الصحي في خزان التفاعل بعد تشغيل النظام بشكل طبيعي.
(4) يجب أن يكون صمام مخرج خزان الغاز المذاب تحت الضغط مفتوحًا بالكامل لمنع انسداد تدفق المياه عند صمام المخرج، بحيث يتم إطلاق الفقاعات مسبقًا ودمجها لتصبح أكبر.
(5) تحكم في صمام تعديل مخرج الماء أو لوحة السد القابلة للتعديل لحوض السباحة العائم، واضبط مستوى الماء في حوض السباحة العائم على عمق 5 إلى 10 سم تحت فتحة تجميع الخبث. بعد استقرار مستوى الماء، اضبط كمية مياه المعالجة باستخدام صمامي مدخل ومخرج الماء حتى تصل إلى الكمية التصميمية.
(6) بعد أن تتراكم الرغوة إلى السُمك المناسب (5 ~ 8 سم)، ابدأ في استخدام مكشطة الخبث لكشط الخبث، وتحقق مما إذا كان كشط الخبث وتصريف الخبث طبيعيًا، وما إذا كانت جودة مياه الصرف متأثرة.
ما هي الأمور التي تحتاج إلى الاهتمام في التشغيل اليومي وإدارة آلة التعويم الهوائي؟
(1) أثناء التفتيش، راقب مستوى الماء في خزان الهواء المذاب من خلال فتحة المراقبة للتأكد من أن مستوى الماء لا يغمر طبقة التعبئة ويؤثر على تأثير الغاز المذاب، ولا يقل عن 0.6 متر لمنع كمية كبيرة من الهواء غير المذاب من الخروج من الماء.
(2) انتبه جيدًا لسطح حوض مياه الصرف أثناء الفحص. إذا كان سطح الرغوة في منطقة التلامس غير مستوٍ، وكان تدفق المياه المحلي مضطربًا بشدة، فقد يكون جهاز الفصل مسدودًا أو معطلاً، ويحتاج إلى صيانة واستبدال في الوقت المناسب. إذا كان سطح الرغوة في منطقة الفصل مسطحًا، وغالبًا ما تكون فقاعات كبيرة على سطح الحوض، فهذا يشير إلى ضعف التصاق الفقاعات ببقايا الشوائب، ويتطلب تعديل الجرعة أو تغيير نوع مادة التخثر.
(3) عندما تؤثر درجة حرارة الماء المنخفضة في الشتاء على تأثير التخثر، بالإضافة إلى اتخاذ تدابير لزيادة الجرعة، يمكن أيضًا زيادة عدد الفقاعات الدقيقة ودرجة التصاقها بالكتلة عن طريق زيادة تدفق المياه العكسي أو ضغط الغاز المذاب، وذلك للتعويض عن انخفاض أداء تعويم الكتلة بالهواء بسبب زيادة لزوجة الماء وضمان جودة المياه.
(4) من أجل عدم التأثير على جودة مياه الصرف الصحي، يجب رفع مستوى الماء في الخزان عند كشط الخبث، لذلك يجب أن ننتبه إلى تراكم تجربة التشغيل، وتلخيص أفضل سمك تراكم الرغوة ومحتوى الماء، وتشغيل مكشطة الخبث بانتظام لإزالة الرغوة، وإنشاء نظام مكشطة الخبث بما يتماشى مع الوضع الفعلي.
(5) وفقًا لتكتل خزان التفاعل، يجب ضبط جودة الرغوة والمياه العادمة في منطقة فصل خزان التعويم الهوائي في الوقت المناسب، والتحقق من تشغيل أنبوب الجرعات بشكل متكرر لمنع الانسداد (خاصةً في فصل الشتاء).
الوصف2