مرحلتا “إزالة الرمال والترسيب البسيط” من مياه الفضلات الصناعية

1996 معالجة مياه الفضلات الصناعية

أ.د أحمد فيصل أصفري

KFAS

مياه الفضلات الصناعية إزالة الرمال والترسيب البسيط البيئة علوم الأرض والجيولوجيا

1- إزالة الرمال: يتم التخلص من الرمال كبيرة الحجم وذات سرعات الترسيب الكبيرة في نوعين من المنشآت.

 

أ- قناة ترسيب الرمال: تصمم قناة ترسيب الرمال، بحيث يتم التحكم بسرعة الجريان ضمن القناة عند مقطع معين يقع عند نهاية القناة. يتم التحكم بارتفاع الماء ضمن القناة للإبقاء على سرعة ثابتة من أجل مختلف التدفقات المارة فيها. يوضع عند هذا المقطع النهائي هدار بارتفاع (15 – 30) سم، لتأمين تخزين كاف للرمال، ومنع ارتفاعها بحيث تصبح بحالة معلقة ضمن الماء.

لا تقل سرعة الجريان ضمن القناة عن حوالي (30) سم/ ثا، لمنع تسرب المواد العضوية ذات الوزن النوعي الصغير، ويتم تنظيف الرمال آلياً ودون استعمال تجهيزات التنظيف الميكانيكية في هذه الحالة بسبب الطبيعة الحاتة للرمال، وتنشأ عادة قناتان تعملان بالتناوب.

 

ب– حوض الرمال المهوِّى:

يُستعمل في هذه الحالة الهواء المذَّرر، حيث يساعد الهواء المعطى بمقادير محددة على إبقاء المواد العضوية الخفيفة في الأعلى، بينما يسمح بترسيب الرمال في قاع الحوض. يعطى الهواء بمعدل (5 – 12) ل/ ثا في وحدة الطول من الخزان، ويكون زمن الحجز الهيدروليكي (1 – 3) دقيقة على معدل الجريان الأعظمي، ويجب تصميمه بحيث لا تتشكل مناطق ميتة، كما يجري التنظيف ميكانيكياً. يُصمم حوض الرمال المهوَّى على جاذبية نوعية للرمال قدرها (2.65) ودرجة حرارة (16) درجة مئوية.

تُصمم كل من قناة ترسيب الرمال وحوض الرمال المهوَّى على الجريان الأعظمي.

 

2-الترسيب البسيط:

تتم هنا إزالة المواد الصلبة الناعمة ومعظمها لا عضوي وذلك بتأثير الثقالة. حيث يفترض بأن سرعة الجريان ضمن أحواض الترسيب صغيرة جداً، تجعل معها تطبيق قانون ستوكس ممكناً.

من أجل ذرة صلبة كروية الشكل قطرها d تعطى سرعة الاستقرار للذرة الصلبة V_s في ماء هادىء أو قليل السرعة بالعلاقة التالية (قانون ستوكس):

حيث:

V_s = سرعة الاستقرار للذرة الصلبة (م/ ثا).

 = اللزوجة الحركية للماء وتساوي بدرجة حرارة 20 مئوية حوالي 10^-6 (م²/ ثانية).

 = الجاذبية النوعية للذرة الصلبة (عدد لا بُعدي).

d = قطر الذرة الصلبة (م).

 

هنالك عوامل عديدة تؤثر في عملية الترسيب. منها كثافة وحجم المادة الصلبة، ودرجة حرارة الماء، كثافة الماء، سرعة الجريان… ويصلح تطبيق العلاقة السابقة عندما يكون رقم رينولدس منسوباً لقطر الذرة الصلبة أصغر من الواحد، أي:

يتم حجز المواد الصلبة في حوض الترسيب البسيط إذا تحققت العلاقة:

حيث:

Q = معدل الجريان الوارد إلى الحوض (م³/ ثا).

A = مساحة سطح الماء الحر في الحوض (م²).

يدعى المقدار (A/ Q) معدل الانسكاب أو الحمولة الهيدروليكية السطحية، وتتراوح قيمته بين (24 – 33) م³_{/ م}²/ يوم من أجل الجريان الوسطي.

 

يتراوح زمن البقاء في أحواض الترسيب البسيط بين (1.5 – 2.5) ساعة عند الجريان الوسطي، ويختلف العمق من (2 – 4) متر. أما حمولة الهدار للمياه الصادرة عن الحوض فتبلغ حوالي (120) م³/ يوم لكل متر طولي من الهدار عند الجريان الوسطي.

قد تكون أحواض الترسيب البسيط دائرية أو مستطيلة. فعندما تكون دائرية يكون دخول الماء مركزياً في العادة.

يبين الشكل (2 – 6) حوض ترسيب دائري ذا تغذية مركزية مع تجهيزات تنظيف القاع من الرواسب، وقد تكون هذه التجهيزات بذراعين أو بأربعة أذرع. كما يحتوي الحوض على تجهيزات لكشط المواد الطافية المتجمعة على سطح الماء.

 

في الأحواض المستطيلة تكون مقاطع الدخول والخروج متقابلة، وتتألف في العادة من أقنية ممتدة على كامل عرض الحوض، بينما تكون تجهيزات تنظيف الرواسب عبارة عن ألواح مرتبطة بسلاسل دوارة باستمرار تؤمن انتقال الألواح فوق القاع بسرعة بطيئة تتراوح بين (1 – 5) م/ دقيقة لسوق الرواسب إلى حفرة تجميع خاصة في قاع الحوض.

كما تقوم هذه الألواح نفسها بكشط المواد الطافية المتجمعة على سطح الماء إلى الطرف الآخر من الحوض، يبين الشكل (2 – 7) نموذجاً من هذه الأحواض المستطيلة.

 

قد يجهز الحوض المستطيل بجسر يتعلق به كاشط رواسب القاع، ويتحرك الجسر على طول الحوض فوق سكتين على ضلعيه الكبيرتين، بحيث تجمع الرواسب عند طرف دخول الماء شكل (2 – 8)، وترفع تجهيزات كشط الرواسب عند عودة الجسر المتحرك إلى بداية الشوط التالي اعتباراً من طرف خروج الماء… وهكذا.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]