في مجال معالجة المياه، تلعب صهاريج الترسيب دورًا حيويًا. وتستخدم أنواع مختلفة من خزانات الترسيب على نطاق واسع في كل من معالجة إمدادات المياه ومعالجة الصرف الصحي. تعتمد صهاريج الترسيب هذه بشكل أساسي على الجاذبية لفصل الجسيمات الصلبة في المياه بشكل فعال، وبالتالي تحقيق الغرض من تنقية جودة المياه.
أنواع خزانات الترسيب لمعالجة المياه
I. التصنيف وفقًا لمبدأ الترسيب
1. خزان الترسيب الحر: خزان الترسيب الحر هو أبسط خزان ترسيب، والذي يستخدم الجاذبية بشكل أساسي لجعل المادة العالقة في الماء تستقر بشكل طبيعي. وتتمثل مزاياه في الهيكل البسيط وسهولة الصيانة، ولكن تأثير المعالجة يتأثر بشكل كبير بعوامل مثل الطقس ودرجة الحرارة.
2. خزان الترسيب التماسي: خزان الترسيب التلامسي هو خزان ترسيب محسّن. ومن خلال إعداد أجهزة مثل الألواح المائلة أو الأنابيب المائلة، تزداد مساحة الترسيب وتتحسن كفاءة الترسيب. ميزته هي أن تأثير المعالجة مستقر، ولكن الهيكل أكثر تعقيدًا ويتطلب صيانة دورية.
3. خزان ترسيب المواد الصلبة العالقة: يستخدم خزان ترسيب المواد الصلبة العالقة بشكل أساسي مواد التخثر لتكثيف المواد الصلبة العالقة في الماء إلى كتل، ثم تستقر بالجاذبية. وتتمثل ميزته في كفاءة المعالجة العالية، ولكنه يحتاج إلى إضافة مواد التخثر والتكلفة مرتفعة نسبياً.
II،التصنيف حسب تدفق المياه
1. خزان الترسيب بالتدفق الأفقي: خزان الترسيب بالتدفق الأفقي هو خزان ترسيب شائع الاستخدام، واتجاه تدفق المياه أفقي. وتتمثل مزاياه في الهيكل البسيط وكفاءة المعالجة العالية، ولكنه يشغل مساحة كبيرة.
2. خزان ترسيب بالتدفق العمودي: يكون اتجاه تدفق المياه في خزان الترسيب بالتدفق الرأسي عمودياً. وتتمثل مزاياه في صغر حجمه وكفاءة المعالجة العالية، ولكنه يتطلب تركيب أجهزة ترسيب متعددة المراحل وله هيكل أكثر تعقيدًا.
3. خزان الترسيب بالتدفق الشعاعي: خزان الترسيب بالتدفق الشعاعي هو خزان ترسيب محسّن مع تدفق مياه شعاعي. وتتمثل مزاياه في كفاءة المعالجة العالية والبصمة الصغيرة، ولكنه يتطلب تركيب أنبوب مركزي وأجهزة أخرى، كما أن الهيكل أكثر تعقيدًا.
ثالثاً، التصنيف حسب الغرض
1. خزان الترسيب في محطة معالجة مياه الصرف الصحي: يعتبر خزان الترسيب في محطة معالجة مياه الصرف الصحي أحد المرافق المهمة في عملية معالجة مياه الصرف الصحي، حيث يقوم بشكل أساسي بإزالة المواد الصلبة العالقة والمواد العضوية والملوثات الأخرى في المياه. وتتمثل خصائصه في كفاءة المعالجة العالية، ومساحته الكبيرة، ويجب استخدامه مع معدات معالجة مياه الصرف الصحي الأخرى.
2. خزان ترسيب معالجة مياه الصرف الصناعي: يُستخدم خزان ترسيب معالجة مياه الصرف الصناعي بشكل أساسي لمعالجة مياه الصرف المتولدة في عملية الإنتاج الصناعي. وتتمثل خصائصه في كفاءة المعالجة العالية والأنواع المعقدة من الملوثات. من الضروري اختيار عمليات المعالجة المناسبة لمياه الصرف الصناعي المختلفة.
3. خزان ترسيب لمعالجة مياه الشرب: يستخدم خزان الترسيب لمعالجة مياه الشرب بشكل أساسي لإزالة المواد العالقة والمواد العضوية والملوثات الأخرى في المياه لتحسين جودة المياه. يتميز بكفاءة المعالجة العالية والصرف الصحي والسلامة، ويحتاج إلى استخدامه مع معدات معالجة المياه الأخرى.
رابعًا. خصائص خزانات الترسيب ومزاياها وعيوبها
خزان ترسيب بالتدفق الأفقي
عادة ما يكون شكل سطح خزان الترسيب بالتدفق الأفقي مستطيل الشكل. ومبدأ عملها هو: بعد دخول منطقة الترسيب، يخضع تدفق المياه بعد دخول منطقة الترسيب لتبديد الطاقة والتصحيح، ثم يتدفق ببطء أفقيًا. وخلال هذه العملية، تغرق المواد الصلبة العالقة في الماء تدريجيًا في قاع الحوض، بينما تفيض المياه الخارجة من منطقة الترسيب من السد ويتم تصريفها خارج الحوض من خلال حوض المخرج.
الهيكل:عادة ما يكون سطح خزان الترسيب بالتدفق الأفقي مستطيل الشكل. في منطقة مدخل المياه، يتم تبديد تدفق المياه وتصحيحه، ثم يتدفق ببطء أفقياً في منطقة الترسيب. وفي هذه العملية، تغوص المواد الصلبة العالقة القابلة للاستقرار في الماء تدريجياً إلى قاع الخزان. عندما يفيض التدفق الخارج من منطقة الترسيب فوق السد، يتم تصريفه خارج الخزان من خلال حوض المخرج.
إن المزايا لخزان الترسيب بالتدفق الأفقي تشمل قدرته القوية على التكيف وإمكاناته الكبيرة وتأثيره المستقر في معالجة المياه، كما أنه مريح جدًا في التشغيل والإدارة. بالإضافة إلى ذلك، فهو منخفض التكلفة، ويمكنه استخدام المواد المحلية وتبسيط عملية البناء. عند تجهيزه بمعدات تصريف الطين الميكانيكية، يكون تأثير تصريف الطين أفضل.
هناك أيضًا بعض أوجه القصور من خزان الترسيب المتدفق. الأول هو أنه يشغل مساحة كبيرة نسبيًا، والثاني هو وجود بعض الصعوبات في تصريف الطين. وعلى الرغم من ذلك، لا يزال خزان الترسيب بالتدفق الأفقي خيارًا مثاليًا في العديد من المناسبات. وعادةً ما يكون مناسبًا لمحطات معالجة المياه الكبيرة والمتوسطة الحجم، ويمكن استخدامه أيضًا كخزان ترسيب مسبق عندما تحتوي المياه الخام على كمية كبيرة من الرمال. يجب تحسين اتساق توزيع المياه في خزان الترسيب بالتدفق الأفقي؛ إذا تم اعتماد طريقة تفريغ الطين متعدد الدلاء، فيجب أن يكون كل دلو مجهزًا بشكل مستقل بأنبوب تفريغ الطين، وتكون العملية مرهقة نسبيًا؛ إذا تم استخدام مكشطة الطين لتفريغ الطين، فإن مكونات الدعم والمحرك الخاصة به مغمورة في الماء لفترة طويلة، مما يسهل الصدأ.
اقتراح الاختيار:إنه الخيار الأول لمحطات المياه التي تزيد سعة معالجتها اليومية عن 100,000 طن، وله تأثير كبير على مصادر المياه منخفضة التعكر. وهو مناسب بشكل خاص للمناطق ذات مستويات المياه الجوفية العالية والظروف الجيولوجية السيئة. كما أنه مناسب لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي من جميع الأحجام، بما في ذلك الكبيرة والمتوسطة والصغيرة.
خزان الترسيب بالتدفق العمودي
عادة ما يتم تصميم جسم خزان الترسيب بالتدفق الرأسي ليكون مستديرًا أو مربعًا. مبدأ العمل: عندما تدخل مياه الصرف الصحي إلى الخزان من خلال مدخل الأنبوب المركزي، سوف تنتشر بالتساوي إلى الأجزاء الأفقية المحيطة تحت توجيه العاكس وتتدفق ببطء إلى أعلى. خلال هذه العملية، فإن تلك الجسيمات العالقة التي تتجاوز سرعة ترسيبها سرعة ارتفاع تدفق المياه ستغرق تدريجيًا وتدخل في النهاية إلى قادوس الحمأة. سوف تتدفق المادة الطافية خارج الخزان من خلال سدود المخرج حول الجزء العلوي من الخزان.
الهيكل:يتم تصميم خزان الترسيب بالتدفق الرأسي على شكل دائري أو مربع. وتدخل مياه الصرف الصحي إلى الخزان من خلال مدخل الأنبوب المركزي، ويتم توزيعها بالتساوي على الأجزاء الأفقية المحيطة تحت توجيه العاكس، وتتدفق إلى أعلى ببطء. في هذه العملية، تستقر الجسيمات العالقة ذات سرعة ترسيب أعلى من سرعة ارتفاع تدفق المياه في قادوس الحمأة، بينما تتدفق المادة الطافية من سدود المخرج حول الجزء العلوي من الخزان.
إن الخصائص في خزان الترسيب بالتدفق الرأسي هو أن اتجاه تدفق المياه يكون مستقيمًا لأعلى ولأسفل، وهو ما يختلف تمامًا عن اتجاه التدفق الأفقي لخزان الترسيب بالتدفق الأفقي.
إن المزايا من خزان الترسيب بالتدفق الرأسي هو أنه يشغل مساحة صغيرة نسبيًا، ويسهل تصريف الطين، وله هيكل عام مضغوط.
ومع ذلك، فإنه يحتوي أيضًا على بعض المساوئ، مثل صعوبة البناء الكبيرة نسبيًا، وسرعة الارتفاع المنخفضة التي تؤدي إلى ناتج مائي صغير وتأثير ترسيب غير مرضٍ. لذلك، عادة ما تكون خزانات الترسيب ذات التدفق الرأسي مناسبة لمحطات معالجة المياه الصغيرة. عمق حوض السباحة كبير، مما يزيد من صعوبة البناء؛ خزان الترسيب لديه قدرة ضعيفة نسبيًا على التكيف مع أحمال الصدمات وتغيرات درجة الحرارة؛ التكلفة مرتفعة نسبيًا، والتي قد تتجاوز ميزانية بعض محطات معالجة مياه الصرف الصحي الصغيرة؛ إذا كان قطر حوض السباحة كبيرًا جدًا، فقد يحدث توزيع غير متساوٍ للمياه، مما يؤثر على تأثير المعالجة.
اقتراح الاختيار:يوفر الهيكل الدائري مساحة الأرضية وهو مناسب لمحطات المياه الحضرية عالية الكثافة. يُستخدم لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي الصغيرة ذات أحجام المياه الصغيرة. وعادةً ما يتم التحكم في حجم الخزان الواحد بأقل من 1000 متر مكعب.
خزان الترسيب بالتدفق الشعاعي
وغالباً ما تكون خزانات الترسيب ذات التدفق الشعاعي الكبيرة دائرية التصميم، في حين أن الخزانات الصغيرة قد تكون مربعة أو متعددة الأضلاع. تصميم المدخل والمخرج مشابه لتصميم خزانات الترسيب ذات التدفق الرأسي، مع مدخل مركزي ومنافذ محيطية. المبدأ: في خزانات الترسيب ذات التدفق الشعاعي، يتدفق الماء شعاعيًا إلى منطقة الترسيب ثم يرتفع ببطء على طول المحيط، مما يشكل مسار تدفق دائري. يسمح هذا التصميم للجسيمات بالحصول على المزيد من الفرص للتلامس مع تدفق المياه، وبالتالي تحسين كفاءة الترسيب. وفي الوقت نفسه، يتميز خزان الترسيب بالتدفق الشعاعي بقطر أكبر ويمكنه التعامل مع كميات أكبر من المياه.
Sالهيكل:في خزانات الترسيب ذات التدفق الشعاعي، يتدفق الماء في تدفق شعاعي. يمكن أن تدخل مياه الصرف الصحي إلى الخزان من المركز أو المحيط. بالنسبة لخزانات الترسيب ذات المدخل المركزي، تدخل مياه الصرف الصحي أولاً إلى الأنبوب المركزي ثم تتدفق بالتساوي إلى المناطق المحيطة من خلال المقوم. تفيض المادة الطافية من خلال سدود المخرج من جميع الجوانب، بينما تستقر الحمأة في قاع الخزان ويتم تجميعها بواسطة مكشطة أو مكشطة وآلة شفط في قادوس الحمأة ويتم تفريغها بواسطة الجاذبية أو شفط المضخة. تحيط قناة مدخل خزان الترسيب بالمدخل المحيطي بالخزان، وتفيض المادة الطافية أيضًا من خلال سد المخرج، وطريقة معالجة الحمأة هي نفس طريقة معالجة الحمأة في النوع ذي المدخل المركزي.
يكون تدفق المياه في خزان الترسيب بالتدفق الشعاعي مميزة بالتدفق الشعاعي من المركز إلى المناطق المحيطة. ومع اتساع المقطع العرضي لتدفق الماء تدريجياً، ينخفض معدل التدفق تدريجياً، مما يسمح للجسيمات العالقة في الماء بالاستقرار. يعمل خزان الترسيب هذا بشكل جيد في معالجة المياه عالية التعكر. تأثير الترسيب إن الكفاءة العالية لجهاز تفريغ الحمأة الميكانيكي هو من المعدات الرئيسية في مجال معالجة المياه.
كما أنها تحتوي على بعض المساوئمثل ارتفاع تكاليف الاستثمار والإدارة، وصعوبة البناء، وصعوبة صيانة جهاز الكشط، وارتفاع استهلاك المواد المعدنية. وتحتل مساحة كبيرة نسبيًا؛ وقد تكون تكلفة البناء أعلى قليلاً من الأنواع الأخرى من خزانات الترسيب.
اقتراح الاختيار:وهو مناسب بشكل أساسي لمحطات معالجة المياه الكبيرة والمتوسطة الحجم، وغالبًا ما يستخدم كخزان ما قبل الترسيب في معالجة المياه عالية التعكر.
خزان ترسيب صفيحة مائلة (أنبوبي)
استنادًا إلى مبدأ "الترسيب الضحل"، يتم تحسين كفاءة الترسيب بشكل كبير عن طريق إضافة ألواح مائلة أو أنابيب مائلة على شكل قرص العسل في خزان الترسيب. تبلغ حمولتها السطحية حوالي ضعف حمولة خزانات الترسيب العادية. يمكن تقسيم هذا النوع من خزانات الترسيب إلى ثلاثة أنواع: التدفق المعاكس والتدفق المشترك والتدفق الجانبي. ومن بين هذه الأنواع، يعتبر خزان الترسيب ذو التدفق المعاكس (الأنبوبي) المائل (الأنبوبي) ذو التدفق المعاكس هو الأكثر استخدامًا في معالجة مياه الصرف الصحي.
تكمن الميزة الهيكلية للصفيحة المائلة وخزان الترسيب الأنبوبي المائل في تصميمه الفريد للوحة المائلة أو الأنبوب المائل، والذي يمكن أن يقصر بشكل فعال مسافة ترسيب الجسيمات ويحسن كفاءة الترسيب. بالإضافة إلى ذلك، فإن هيكلها البسيط وتشغيلها المريح وصيانتها هي أيضًا أحد أسباب استخدام هذا النوع من خزانات الترسيب على نطاق واسع. إن المزايا تشمل صهاريج الترسيب الأنبوبية المائلة وخزانات الترسيب ذات الألواح المائلة كفاءة ترسيب عالية وتصميم الخزان المدمج، مما يوفر الكثير من المساحة.
يحتوي هذا النوع من خزانات الترسيب أيضًا على بعض المساوئمثل ارتفاع سعر الأنابيب المائلة والألواح المائلة. وفي ظل ظروف معينة، قد تواجه معدات الألواح المائلة والأنابيب المائلة مشكلة نمو الطحالب، مما يسبب إزعاجًا للصيانة والإدارة؛ وتواجه وظيفة تصريف الطين في خزان الترسيب هذا تحديات وتواجه بعض الصعوبات؛ حيث يسهل انسداد الألواح المائلة والأنابيب المائلة بسبب تراكم الرواسب.
اقتراح الاختيار:ويستخدم نظرية البركة الضحلة لتحقيق الترسيب السريع، وهو مناسب بشكل خاص لمصادر المياه منخفضة الحرارة ومنخفضة التعكر. وهو مناسب لمعالجة الترسيب الأولي لمياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية، ولكنه غير مناسب كخزان ترسيب ثانوي للأنظمة الكيميائية الحيوية.
اقتراحات شاملة:وبالنسبة لمحطات المياه التي تقل سعتها عن 50,000 طن، ينبغي إعطاء الأولوية للتدفق الرأسي؛ وينبغي أن تعتمد محطات المياه الكبيرة والمتوسطة الحجم مزيجًا من عمليات التدفق الأفقي والصفائح المائلة؛ ويجب أن تكون مصادر المياه عالية الطحالب مجهزة بأجهزة ما قبل الأكسدة لتعزيز كفاءة تجمع الصفائح المائلة.
