arrow_backEmergency WASH

T.5 الترسيب المُساعَد بالترشيح

يُعد الترسيب المُساعد مع الترشيح خطوة المعالجة الأولية المُستخدمة لإزالة المواد الصلبة العالقة من الماء بمستويات متفاوتة من ال عكارة (أو "الوحل")، لتحضيره لخطوة التطهير النهائية، مثل الكلورة T.6 . يُمكن استخدامه في جميع مراحل الطوارئ. جسيمات صلبة صغيرة تظل معلقة بالمياه إما كغرويات أو بسبب حركة المياه.مقياس الوضوح النسبي للسائل، وعادةً ما يتم التعبير عنه بوحدات قياس التعكر (NTU).

تستقر المياه الخام التي تحتوي على مادة غروانية دقيقة ببطء فقط أو لا تستقر على الإطلاق، إلا أن إضافة المواد الكيميائية أمر ضروري لتسريع وتيرة العملية. تُعرف هذه العملية باسم "الترسيب المُساعد" (حيث يتم تسريع وتيرة عملية الترسيب الطبيعية)، أو تُعرف باسم "التخثر والتنديف". في هذه العملية، تعمل مادة التخثر الكيميائي المُضافة إلى الماء على عدم استقرار الشحنات الكهروستاتيكية لل غرويات بحيث تتجمع لتشكيل جسيمات أكبر (التلبد) من خلال الخلط الميكانيكي. في أثناء عملية المعالجة القياسية، تستقر تلك الجسيمات باستخدام الترسيب T.4 ، رغم إمكانية إزالتها من خلال الترشيح المباشر للكدرات باستخدام المرشحات الرملية السريعة T.2 في عملية تُعرف أيضًا باسم "الترشيح المباشر". عند مقارنتها بمحطة تقليدية تعمل بمُعدل التدفق ذاته ونوعية المياه الخام ذاتها، قد يُوفر الترسيب المُساعد مع الترشيح إزالة أفضل لل عكارة بتكلفةٍ أقل. تحدث هذه العملية عادةً على نطاقٍ أوسع، رغم أن محطات التعبئة المُستخدمة في حالات الطوارئ القصوى تتضمن غالبً عملية التخثر باستخدام خلاط هيدروليكي متبوعة بالمرشح الرملي السريع المضغوط. يُمكن أيضًا استخدام التخثر والتنديف متبوعًا بالترشيح الدقيق T.3 أو الترشيح الفائق T.10 ، رغم أنه يُشار إلى ذلك بترشيح الأغشية مع التخثر أيضًا.

مواد مستقرة غير قابلة للذوبان، صغيرة جدًا لدرجة أن الحركة العشوائية لجزيئات المياه تكفي لمنعها من الاستقرار تحت تأثير الجاذبية.مقياس الوضوح النسبي للسائل، وعادةً ما يتم التعبير عنه بوحدات قياس التعكر (NTU).

اعتبارات التصميم

يهدف الترشيح المباشر إلى تقليل ال عكارة إلى مستوى مناسب تمهيدًا لخطوات المعالجة اللاحقة. وتكون هذه هي غالبًا الكلورة T.6 ، لذلك يلزم وجود عكارة أقل من 5 وحدات لقياس ال عكارة الكلوية. في أثناء المعالجة الأولية، تنخفض تركيزات البكتيريا، ويوجد تحسن ملحوظ في اللون والطعم والرائحة، وكذلك مستويات المعادن مثل الحديد والمنغنيز والفلورايد والزرنيخ. يعمل الترشيح المباشر جيدًا حيث تكون جودة المياه الخام ثابتة نسبيًا بمتوسط عكارة يبلغ حوالي 25 وحدة عكارة كلوية (مع ذروة تصل إلى 100 وحدة عكارة كلوية). عندما تكون ال عكارة أعلى أو أكثر تباينًا، فقد توجد حاجة إلى مزيد من التخثر، مما يُشكّل المزيد من الكدرات التي قد تسد المرشح على نحوٍ أسرع. تتضمن إحدى البدائل للمياه ذات ال عكارة العالية التي تبلغ حوالي 100 وحدة عكارة كلوية (مع قمم تصل إلى 200 وحدة عكارة كلوية) الجمع بين الترشيح الرملي السريع T.2 مع شكل مختلط من مرشح التخشين للتدفق لأعلى T.1 بمعدلات تدفق أعلى من المُعتاد. أما المياه ذات ال عكارة الأعلى، فيجوز استخدام مرشح التخشين T.1 أو الترسيب (المُساعد) التقليدي T.4 .

تضاهي عمليات الترسيب المُساعد والترشيح الرملي السريع عمليات المعالجة التقليدية (راجع T.2 و T.4 ) مع بعض الاختلافات. أما مرحلة التخثر، فيتعين وجود كميات أصغر من مادة التخثر، مما يقلل التكلفة، ويُضاف البوليمر في بعض الأحيان أيضًا. تُعد مرحلة التنديف مُتشابهة، رغم إمكانية الاستغناء عنها. يتمثل الاختلاف الرئيسي مع الترشيح الرملي السريع في أنه نظرًا لعدم وجود حوض ترسيب، وتخزين الكدرات داخل طبقة المرشح بدلاً من ذلك، فإنه يتطلب سعة تخزين أكبر. يتحقق ذلك من خلال تعميق قاعدة المرشح، وتضمين وسيط مرشح آخر أكبر حجمًا مثل الطبقة العليا (مثل الفحم الصلب) مما يجعل المرشح أكثر كفاءة مقارنةً بالمرشحات الرملية السريعة القياسية في التحميل ذاته بسبب تغلغل الكدرات بشكلٍ أعمق في القاعدة، وبالتالي تتحقق الاستفادة من العمق الكامل (بدلاً من حصرها في الطبقات العليا فقط). تتكون الطبقة الأعلى والأكبر حجمًا من شيء ذي جاذبية نوعية أقل (نسبة كثافة المادة إلى كثافة الماء) بحيث تحتفظ الطبقتان بمواقعهما النسبية بعد عملية الغسيل العكسي.

تميل معدلات الترشيح لمرشحات الوسائط المزدوجة إلى أن تكون أعلى من المرشحات الرملية السريعة والتقليدية، مما يعني الحاجة إلى مساحة أقل للمرشح، رغم أن معدلات التدفق الأسرع تؤدي إلى تقصير عمليات التصفية، ما يتطلب مزيدًا من الغسيل العكسي المُتكرر الذي يستخدم كمية أكبر قليلاً من المياه (حوالي 6% من المياه المُرشحة). يكون للطبقة السفلية من الرمل في المرشحات ذات الوسائط المزدوجة مقدار رمل فعّال (بمعنى أن نسبة 90% من الرمل المُستخدم يكون أكبر) يتراوح بين 0.45 إلى 0.8 مم (وهو أصغر قليلًا من المرشحات الرملية السريعة التقليدية)، بينما تحتوي الطبقة العليا عادةً على مقدار فعّال 1.0-1.6 ملم. كلتا الطبقتين متماثلة نسبيًا.

مقياس الوضوح النسبي للسائل، وعادةً ما يتم التعبير عنه بوحدات قياس التعكر (NTU).

المواد والمستلزمات

قد تشتمل المواد أيضًا على مضخة، وآلية جرعات مادة التخثر، وخزان التندف (اختياري)، وآلية التخلص من الحمأة، والمواد الكيميائية للتخثر وتعديل الأس الهيدروجيني المُحتمل، والترشيح الرملي السريع  T.2 ، وأحد أنظمة تدفق المياه للداخل والخارج مع وجود آلية تحكم، ونظام الصرف السفلي، ومضخات (أو خزان مياه مرتفع)، ووسط ترشيح (رمل بالإضافة إلى وسط خشن) و(أحيانًا) نظام هواء مضغوط للغسيل العكسي.

القابلية للتطبيق

تُناسب عملية المعالجة هذه جميع مراحل الطوارئ. قد تكون ذا فائدة كبيرة أثناء الاستجابة القصوى، حيث يمكن بدء تشغيلها ب سرعة لمعالجة المياه بكميات كبيرة إذا لم تكن المعدات والعمليات بالشكل الأمثل بعد (مثلاً عند استخدام الخزان ذاته للتنديف والترسيب). يمنح إجراء الترشيح المباشر مبكرًا في حالة الطوارئ بعض المجال لإنتاج مياه نقية ب سرعة رغم وجود الأخطاء الصغيرة. يُمكن استخدام وحدات أكبر حجمًا في مرحلة التعافي بمجرد توفر الوقت للتصميم والتجربة المناسبين، إلا أنه ينبغي أيضًا النظر في خيارات المعالجة الأولية البديلة والمُمكنة، مثل الترشيح الخشن T.1 ، لتقليل التكلفة، والاعتماد المستمر على المواد الكيميائية ومشكلات إزالة الحمأة.

السرعة أو المسافة التي يقطعها شيء ما بمرور الوقت.

التشغيل والصيانة

تُعد متطلبات التشغيل والصيانة من الأهمية بمكان، وتضاهي تلك الخاصة بعمليات المعالجة التقليدية. ينطوي ذلك على التحقق من ال عكارة والأس الهيدروجيني قبل المعالجة وبعدها، واختبار الجرة بصفةٍ دورية، وتعديل الجرعات، و تصريف الخزانات وتنظيفها، والتخلص من الحمأة، وتخزين المواد الكيميائية وخلطها، والتحكم في التدفق والمواد الصلبة الخاصة بالغسيل العكسي. توجد حاجة أيضًا إلى إجراء صيانة عامة للمحطة (مثل المضخات، والخلاطات، والصمامات، ووضع العوامل المُضادة للتآكل على الأجزاء المعدنية، وصمامات التشحيم).

حجم المياه التي تمر في نقطة معينة خلال فترة زمنية معينة. وهو مصطلح شامل يعني التدفق الخارج للمياه ويصف مجموعة متنوعة من التدفقات، على سبيل المثال، من المواسير أو مجاري المياه. مقياس الوضوح النسبي للسائل، وعادةً ما يتم التعبير عنه بوحدات قياس التعكر (NTU).

الصحة والسلامة

تتشابه قضايا الصحة والسلامة مع تلك الخاصة بعمليات المعالجة القياسية، بمّا في ذلك الحاجة إلى مزيد من التطهير والإزالة الآمنة للحمأة (مثل دفن النفايات أو التخلص منها في المجاري أو التنسيق الخاص بحمأة محطة مياه الصرف الصحي). عند استخدام كبريتات الألومنيوم كمادة تخثير، لا يمكن أن يتجاوز الألومنيوم في الماء المُصفى 0.2 مجم/ لتر لأسبابٍ صحية. في حال الزيادة، يمكن تقليل ذلك من خلال ضبط الأس الهيدروجيني في المياه الخام أو عن طريق التصفية من خلال المرشح الرملي السريع T.2 . ينبغي التعامل مع المواد الكيميائية بعناية لأنها قد تسبب التآكل.

التكاليف

فيما يتعلق بالمقارنة، يعتبر الترشيح المباشر أقل تكلفة من عمليات المعالجة القياسية، حيث تُستخدم مواد كيميائية أقل ويكون بناء المحطة أقل. قد يوفر ذلك ما يصل إلى 30%.

الاعتبارات الاجتماعية والبيئية

تحظى عملية المعالجة هذه بصفةٍ عامة بقبولٍ شديد لدى المستهلكين والمؤسسات، حيث تتحسن عكارة الماء تحسنًا واضحًا. قد تتسبب الحمأة الناتجة أثناء التخثر في مخاطر بيئية في حال التخلص منها بالقرب من مصادر المياه الجوفية.

مقياس الوضوح النسبي للسائل، وعادةً ما يتم التعبير عنه بوحدات قياس التعكر (NTU).

معايير القرار الرئيسية

مستوى التطبيق/المقياس

حيّ + +
مدينة + +

مستوى الإدارة

مشترك + +
عام + +

تعقيد

عالي

High

High

مرحلة الطوارئ

الاستجابة الحادة + +
الاستقرار + +
استعادة + +

إزالة العكارة والمعالجة الأولية والتخثر والترشيح المباشر

قوة ضعف

  • تكون التكلفة أقل من العمليات المماثلة التي تتضمن الترسيب
  • توفر بداية سريعة لمعالجة المياه بكميات كبيرة في حالات الطوارئ، حيث يصعب توفير الظروف المثالية للتنديف والترسيب
  • ذات معدلات ترشيح أعلى مع وجود مرشحات وسائط مزدوجة فوق المرشحات الرملية السريعة التقليدية
  • تقتصر على معالجة المياه ذا ال عكارة المنخفضةمقياس الوضوح النسبي للسائل، وعادةً ما يتم التعبير عنه بوحدات قياس التعكر (NTU).
  • تتطلب عاملًا ماهرًا في التعامل مع الجرعات والمواد الكيميائية (اعتمادًا ملحوظًا على المياه الخام)
  • تتطلب إمدادًا متواصلاً بالطاقة ومواد التخثر، والتي قد لا تتوفر محليًا
arrow_upward