العوامل المؤثرة علي كفاءة  تشغيل أحواض الترسيب الابتدائية في منظومات معالجة مياه الصرف الصحي

  1. مقدمة

عملية معالجة الصرف الصحي تهدف إلى إزالة المواد الصلبة الضارة سواء كانت عالقة أو ذائبة ومسببات الامراض من خلال عمليات  معالجة متتابعة لازالة انواع مختلفة من الملوثات والتي من اهمها المواد الصلبة والمواد العضوية ومسببات الامراض، حيث يمكن الاستفادة من المياه المعالجة والحمأة الناتجة دون الإضرار بالبيئة.

وتستقبل أحواض الترسيب الابتدائية مياه المجاري الخارجة من فاصل الرمال، والغرض منها التخلص من المواد القابلة للترسيب والمواد القابلة للطفو وجزء من المواد العالقة ( من 50 الي 60%) وجزء من المواد العضوية القابلة للتحلل البيولوجي BOD ( من 30 الي 40%) وذلك بحفظ مياه المجاري في حالة سكون لمدة تتراوح   من 1 إلى 3 ساعات , حيث تتمكن الجزيئات القابلة للترسيب من النزول إلى القاع والمواد الخفيفة الوزن من الطفو للسطح، وبذلك يمكن التحكم في جمعها وازالتها تاركة مياه المجاري رائقة نسبياً من غالبية المواد غير العضوية والقليل من المواد العضوية التي تحتويها.

  1. مكونات حوض الترسيب

يمكن تقسيم حوض الترسيب الابتدائي إلي:

1- منطقه المدخل  Inlet Zone

يجب ان يكون مدخل المياه بشكل يعمل على تخفيض سرعة مياه الصرف الصحي الداخلة إلى الحوض وأن توزع المياه على كامل مقطع الخزان  بالتساوي.

2- منطقة الترويق  Clarification Zone

يجب أن تبقى المياه في حوض الترسيب المدة الكافية للحصول على الكفاءة المناسبة في إزالة المواد العالقة.

3-منطقة المخرج  Outlet Zone

– حيث يتم تصريف المياه القادمة باستيعابها فوق هدار المخرج ويجب أن يكون الهدار بشكل مستوِ ليسمح بتوزيع متساوي للمياه الخارجة.

– وضع حاجز على هدار المخرج ليساعد على منع المواد الطافية من الخروج إلى الحوض.

4-تجميع الحمأة  Sludge Collection

يتم تجميع الحمأة بطريقتين:

– هيدروليكية

– ميكانيكية) وهي الأكثر شيوعاً(

5-جمع الخبث  Scum Collection

حيث يتم ذلك بواسطة كاسح يلامس سطح المياه ويمكن استخدام خرطوم للمياه لتوجيه المواد الطافية نحو متجه خروجها وذلك نظرا  لأن المواد الطافية خفيفة.

 

  1. العوامل التي تؤثر في كفاءة التشغيل Factors affecting operation efficacy

هناك عوامل بيئية وعوامل تشغيلية تتحكم في كفاءة تشغيل احواض الترسيب الابتدائي من اهمها العوامل التالية:

.أ نظافة فتحات دخول وخروج المياه والهدار.

.ب نظافة سطح المروق من المواد الطافية.

.ج- درجة الحرارة: كلما زادت درجة الحرارة زادت القدرة على الترسيب لانخفاض لزوجة المياه

د- زياده الحمل( هيدروليكي – عضوي ):  معدل التحميل السطحي في حدود 30-45 م3/م2/ يوم

ر- فتره حجز المياه في المروق (زمن المكث) :

هى الفترة الزمنية التى تمكثها كميه معينة من المياه ابتداء من دخولها حوض الترسيب وحتى خروجها منه ، وهى النسبة بين حجم الحوض وتصرف المياه خلاله .عادةً ما تكون فترة المكث في أحواض الترسيب.

الابتدائي كما يلي:

  • أحواض ترسيب لا يعقبها معالجة نهائية 3-4 ساعات
  • أحواض ترسيب لا يعقبها مرشحات زلطية 2-2.5 ساعة
  • أحواض ترسيب لا يعقبها حمأة نشطة 5-2 ساعة

ز- معدل سحب الحمأة:

يفضل سحب الحماة على فترات متقاربة ولمدة قصيرة وأفضل الطرق ضبط معدل سحب الحمأة بصفة مستمرة مع مراعاة أن تكون بطيئة لتلافي خروج المياه مع الحمأة، وعادةً ما يكون أفضل تركيز للحمأة عند سحبها في حدود 1% -2% مواد صلبة .

ل- كثافة المواد العالقة وتركيزها.

م- لزوجة مياه الصرف : كلما انخفضت اللزوجة زاد معدل الترسيب .

ومن الملاحظ أن أوجه الشبه بين حوض الترسيب الابتدائي والنهائي كبيرة إلى حدٍ ما إلا أنه حوض الترسيب الابتدائي يعمل على ترسيب جزيئات من المواد أثقل من التي يقوم حوض  الترسيب النهائي على ترسيبها ولذلك فإن مدة بقاء المياه داخل حوض الترسيب النهائي تكون أطول.

 

بقلم / أحمد أحمد السروي

إستشاري معالجة المياه والدراسات البيئية

 

 

المراجع العلمية

  • احمد السروي , عمليات المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي , دار الكتب العلمية للنشر والتوزيع , 2017.
  • احمد السروي , المراقبة والتحكم في عمليات معالجة وتشغيل محطات مياه الصرف الصحي البيولوجية, دار الكتب العلمية للنشر والتوزيع , 2017.

 

طرق فصل الزيوت من مياه الصرف الصناعي

  1. مقدمة

بعد أن اتسع نطاق القطاع الصناعي وانتشرت المنشآت الصناعية ذات المنتجات المتنوعة, أصبحت البيئة أكثر تعرضاً للضرر من جراء الملوثات المختلفة التي تطرحها تلك المنشآت ومنها مياه الصرف الصناعية و التي يختلف وضعها من صناعة لأخرى نتيجة لاختلاف المواد الأولية اللازمة للصناعة والمواد الناتجة أو المصنعة ..وهناك عدة طرق لمعالجة المياه الصناعية الملوثة .

  1. طرق معالجة المياه الصناعية الملوثة‏

تختلف المياه الصناعية الملوثة بعضها عن بعض بصفاتها وتركيبها ,لذلك فإنه لمعالجة هذه المياه لاتستعمل الطرق التي تستعمل لمعالجة مياه المنازل وإنما هناك طرق أخرى أكثر تعقيداً… ولابد من معرفة بعض الأمور الهامة الخاصة بنوعية المياه الصناعية وهي :‏

أ- معرفة الملوثات الموجودة في المياه المراد معالجتها‏

ب – خواص مياه الصرف وتركيبها‏

ج – طريقة تنظيم شبكة المجاري( الصرف) داخل المنشأة الصناعية ويمكن تقسيم طرق معالجة المياه الصناعية الملوثة إلى فئتين:‏

1-الفئة الأولى: طرق إرجاعية – وهدفها استخلاص المواد التي تشكل معلقات ( مواد عالقة) في المياه الصناعية ,وتستعمل هذه الطرق في حالة وجود كمية كبيرة من المواد الصلبة العالقة في المياه الصناعية‏

2-الفئة الثانية: طرق تحويلية – وهدفها تغيير شكل المواد العالقة الموجودة في المياه الصناعية وتحويلها إلى مواد غير ضارة بالمستودع المائي الذي ستصب فيه ,وتستعمل هذه الطرق في حالة وجود كميات قليلة من المواد الصلبة العالقة في المياه الصناعية‏.

3.   فصل الزيوت والشحوم

وهى عملية يتم فيها فصل المواد الطافية والزيوت والمواد العضوية الحرة (الغير مستحلبة) من المياه الملوثة. وهذه العملية لها أهمية كبيرة فى المعالجة الأولية للصرف الصناعى. ولذلك فإن معظم الصناعات البترولية والكيميائية تستخدم أجهزة فصل الزيوت عن المياه بدلا من أجهزة الترسيب الأولية.

تصنف طرق إزالة الزيوت والشحوم من مياه المخلفات السائلة الصناعية في الصنفين التاليين:

ا- إزالة الزيوت والشحوم بالمصائد

يتم فصل وإزالة الزيوت والشحوم الحرة القابلة للطفو من الماء والمواد الأخرى، وذلك استناداً إلى فرق الوزن النوعي بين الزيوت والشحوم وبين الماء.

يتم ذلك في مصائد الشحم المستعملة في المنشآت الصغيرة (مطاعم – فنادق – مسالخ…). يحسب حجم المصيدة بما يعادل زمن بقاء قدره (2 – 3) دقيقة.

ويتم تنظيفها حين يصبح حجم الزيوت والشحوم المتجمعة مساوياً (0.75) من حجم المصيدة. عادة ونتيجة إهمال تنظيف مصيدة الزيوت والشحوم بالتواتر اللازم، تعطى حجماً أكبر في الواقع العملي.

ب -ازالة الزيوت والشحوم بالطرق الفيزياكيميائية و/ أو البيولوجية

تشبه هذه الطريقة تلك المتبعة في معالجة مياه الفضلات المنزلية، وتطبق عندما تكون الزيوت بشكل مستحلب أو ملتصقة بمواد صلبة أخرى:

1 ـ معالجة أولية بالترسيب الكيميائي أو بالتعويم مع التخثير

يجري في الحالة الأولى مزج سريع لمادة كيميائية مخثِّرة كأملاح الألمنيوم أو الحديد بمياه الفضلات الصناعية، وبعد ذلك يتم ترسيب المزيج. ويساعد رفع درجة الحرارة أحياناً على تفكيك المستحلب، وتكون كمية الحمأة الناتجة في هذه الحالة كبيرة وصعبة التجفيف.

كما تستعمل طريقة التعويم بالهواء المذاب، حيث تضاف هنا أيضاً أحياناً بعض المواد الكيميائية المخثرة. من أهم معايير التصميم في هذه الطريقة:

نسبة الهواء إلى المواد الصلبة  A/ S، ضغط التشغيل للجريان المباشر أو الجريان المدوَّر، معدل الجريان المضغوط، سرعة الصعود لمزيج الماء والهواء.

في حالة ضغط التدفق المباشر تطبق العلاقة:

 

2معالجة ثانوية، وقد تشمل:

– الترشيح أو الترشيح الزائد.

– التناضح العكسي.

– المعالجة الكيميائية، بإضافة مخثِّرات كأملاح الحديد أو الألمنيوم.

– فصل بعمليات التحليل الكهربائي.

– معالجة بيولوجية بالحمأة المنشطة، أو بالأحواض المهواة.

يبين الجدول (1 – 1) مردود المعالجة بأتباع بعض الطرق الفيزيائية أو الكيميائية أو البيولوجية؛ لفصل وإزالة الزيوت والشحوم الموجودة في مياه المخلفات السائلة من مصادر مختلفة.

  1. انواع فواصل الزيوت
  • فاصل الزيوت API

وهو جهاز قامت المؤسسة الأمريكية للبترول (American Petroleum Institute) بتصميمه وهو الأكثر استخداما في الصناعات البترولية والمنشآت الصناعية الأخرى. وهناك نموذجان لهذا النوع من أجهزة فصل الزيوت: النوع المستطيل والنوع الدائري ولكننا قلما نجد النوع الدائري حيث أن النوع المستطيل يتماشى أكثر مع أحجام معظم الوحدات. وكثيرا ما تعمل هذه الأجهزة مع تدفق عال للمياه مما يحتاج إلى وحدات كبيرة الحجم. ولكن العيب الوحيد بها هو أنها تحتاج إلى زمن مكوث (Resident time) طويل لضمان أقصى كفاءة لفصل الزيت. ويبين شكل رقم (1-2) قطاعا في جهاز ال  API.

  • وحدة فصل الزيوت CPI

هذه الوحدة تعتبر بديلا لوحدة الـ   APIوتتكون من مجموعة شرائح أو مجموعات من الأنابيب موضوعة بميل 60 درجة بحيث تنزلق المواد المحتجزة من أعلى الشرائح لتتجمع في القاع. ويبين شكل رقم (1-3) قطاعا في جهاز الـ CPI. من أهم مميزات هذا الجهاز أنه يمكن أن يستخدم في مكان صغير المساحة ومع أنه قد وجد رواجا بين صناعات عديدة إلا أنه لا يستخدم بكثرة في عمليات تكرير البترول بسبب عدم قدرته على استيعاب معدلات التدفق العالية. وهو يتميز على وحدات الـ API والمروقات الأولية لأنه أكثر كفاءة في فصل الزيوت والمواد الصلبة نظرا لأنه يمكن توفير مساحة سطحية أكبر.

 

أحمد أحمد السروي

إستشاري جودة المختبرات والدراسات البيئية

 

المراجع العلمية

  1. أحمدفيصل أصفري، معالجة مياه الفضلات الصناعية، الكويت، مؤسسة الكويت للتقدم العلمي, ۱۹۹۹ .
  2. احمد السروي , طرق معالجة المخلفات الصناعية السائلة , دار الكتب العلمية , 2017.
  3. احمد السروي , معالجة مياه الصرف الصناعي , دار الكتب العلمية , 2007.