ما هي مكونات نظام معالجة المياه القياسي؟
أنظمة معالجة المياهتعتبر أنظمة معالجة المياه من المعدات المهمة لضمان سلامة مياه الشرب ونظافة المياه الصناعية وحماية البيئة. سواء كانت مياه منزلية أو مياه صناعية أو معالجة مياه الصرف الصحي، تلعب أنظمة معالجة المياه دورًا حيويًا في تنقية جودة المياه وإزالة الملوثات. ومع ذلك، فإن نظام معالجة المياه ليس جهازًا واحدًا، بل هو نظام معقد يتكون من أجزاء ومراحل متعددة.
إذن، ما هي مكونات نظام معالجة المياه القياسي؟ وما هي الوظائف التي يقوم بها كل جزء من هذه الأجزاء؟ ستتناول هذه المقالة هذا الأمر بالتفصيل.
المكونات الأساسية لنظام معالجة المياه القياسي
يتكون نظام معالجة المياه القياسي عادةً من وحدة معالجة أولية ووحدة معالجة أساسية ووحدة معالجة لاحقة ومعدات مساعدة. تعمل هذه الأجزاء معًا لضمان أن جودة المياه تلبي المعايير المتوقعة. فيما يلي وصف تفصيلي لكل جزء:
1. وحدة المعالجة الأولية:
تعتبر المعالجة المسبقة هي نقطة التفتيش الأولى لنظام معالجة المياه، والتي تهدف إلى إزالة الشوائب ذات الجسيمات الكبيرة والمواد العالقة والطمي وبعض المواد العضوية الموجودة في المياه لمنعها من التسبب في تلف وحدات المعالجة اللاحقة. تتضمن وحدة المعالجة المسبقة عادةً المعدات التالية:
● الشاشات والشبكات: تستخدم لاعتراض الشوائب الصلبة الأكبر حجمًا في الماء، مثل الأوراق والحجارة والأكياس البلاستيكية وما إلى ذلك.
● غرفة الحصى: يتم ترسيب الرواسب في الماء عن طريق الجاذبية، مما يقلل العبء على وحدات المعالجة اللاحقة.
● جهاز تحديد جرعات المواد المسببة للتخثر: عن طريق إضافة المواد المسببة للتخثر، يتم تجميع الجزيئات الدقيقة في الماء في جزيئات أكبر، وهو أمر مناسب للترسيب اللاحق أو معالجة الترشيح.
● خزان التخثر: في خزان التخثر، يعمل المكون المضاف على جعل الجسيمات تتكتل بشكل أكبر، وبالتالي تشكل تكتلات أكبر، مما يساعد على الترسيب والترشيح.
2. وحدة المعالجة الأساسية:
وحدة المعالجة الأساسية هي قلب نظام معالجة المياه بالكامل، وهي المسؤولة بشكل أساسي عن إزالة الملوثات القابلة للذوبان والمواد العضوية والبكتيريا والفيروسات وما إلى ذلك الموجودة في الماء. يتضمن هذا الجزء عادةً تقنيات المعالجة التالية:
● مرشح الرمل: فلتر باستخدام طبقات الرمل لإزالة المواد العالقة والمواد المتكتلة في الماء.
● فلتر الكربون المنشط: يتمتع الكربون المنشط بقدرة امتصاص قوية للغاية ويمكنه إزالة المواد العضوية والكلور المتبقي والرائحة وبعض المعادن الثقيلة الموجودة في الماء.
● جهاز التناضح العكسي: يقوم بإزالة الأملاح القابلة للذوبان والمعادن الثقيلة والبكتيريا والفيروسات الموجودة في الماء من خلال أغشية التناضح العكسي، ويُستخدم على نطاق واسع في التنقية العميقة لمياه الشرب.
● المبادل الأيوني: يستخدم لإزالة أيونات العسر (أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم) في الماء، وتقليل عسر الماء ومنع الترسبات.
● جهاز الترشيح الفائق: يستخدم لإزالة الجسيمات الدقيقة، والغرويات، والبكتيريا وبعض الفيروسات الموجودة في الماء.
3. وحدة ما بعد العلاج:
بعد التنقية بواسطة وحدة المعالجة الأساسية، تصل جودة المياه إلى مستوى معين، ولكن من أجل ضمان سلامة وجودة المياه بشكل أكبر، لا تزال وحدة المعالجة اللاحقة بحاجة إلى إجراء المعالجة النهائية على المياه. تتضمن وحدة المعالجة اللاحقة:
● مطهر الأشعة فوق البنفسجية: استخدم الطاقة العالية للأشعة فوق البنفسجية لتدمير بنية الحمض النووي للبكتيريا والفيروسات الموجودة في الماء لتحقيق غرض التطهير.
● مولد الأوزون: عن طريق حقن الأوزون في الماء، يتم أكسدة المواد العضوية بشكل أكبر ويتم قتل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض.
● مولد ثاني أكسيد الكلور: يستخدم كمطهر كيميائي، وله تأثير مبيد للجراثيم قوي وليس من السهل تكوين منتجات تطهير ضارة.
● جهاز التمعدن: إضافة كمية مناسبة من المعادن إلى المياه النقية المعالجة لتحسين الطعم وتوفير العناصر النزرة التي يحتاجها جسم الإنسان.
4. المعدات المساعدة:
على الرغم من أن المعدات المساعدة لا تشارك بشكل مباشر في عملية معالجة المياه، إلا أنها تلعب دورًا رئيسيًا في الحفاظ على التشغيل المستقر للنظام ومراقبة جودة المياه. تشمل المعدات المساعدة:
● أداة مراقبة جودة المياه: مراقبة في الوقت الحقيقي لقيمة الرقم الهيدروجيني، والعكارة، ومحتوى الكلور المتبقي، والتوصيل وغيرها من المؤشرات في الماء لضمان تأثير العلاج.
● مقياس التدفق: مراقبة تدفق المدخل والمخرجنظام معالجة المياهلضمان أن النظام يعمل تحت الحمل المصمم.
● مقياس الضغط: مراقبة ضغط كل وحدة معالجة لمنع تلف المعدات بسبب الضغط غير الطبيعي.
● المضخات والصمامات: ضمان التدفق الطبيعي للمياه في نظام المعالجة، وضبط التدفق والاتجاه حسب الحاجة.
ما هو سير العمل لنظام معالجة المياه القياسي؟
ترتبط الأجزاء المختلفة لنظام معالجة المياه بشكل وثيق بالتسلسل لإكمال عملية تنقية المياه معًا. فيما يلي سير عمل نموذجي لنظام معالجة المياه:
1. مدخل المياه:
يدخل مصدر المياه (الذي قد يكون مياه الأنهار أو البحيرات أو المياه الجوفية أو مياه البحر وما إلى ذلك) أولاً إلى وحدة المعالجة الأولية. بعد الترشيح الأولي بواسطة الشاشات والشبكات وما إلى ذلك، تتم إزالة شوائب الجسيمات الكبيرة ويتم تنقية جودة المياه في البداية.
2. التخثر والترسيب:
يدخل الماء إلى خزان التخثر، وبعد إضافة المادة المخثرة، يتشكل من خلال عملية التكتل جزيئات أكبر. ثم يدخل الماء إلى خزان الترسيب، حيث يتم ترسيب الكتل بفعل الجاذبية، ويتدفق الماء النظيف إلى وحدة المعالجة التالية.
3. الترشيح والامتصاص:
تدخل المياه بعد الترسيب إلى مرشح الرمل وفلتر الكربون النشط لإزالة المواد العالقة المتبقية والمواد العضوية والروائح. في هذه المرحلة، تمت إزالة معظم الملوثات الموجودة في المياه.
4. العلاج العميق:
تتم معالجة المياه التي تمر عبر وحدة المعالجة الأساسية عن طريق التناضح العكسي أو الترشيح الفائق. يعمل جهاز التناضح العكسي على إزالة الأملاح والكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الماء، بينما يعمل جهاز الترشيح الفائق على إزالة الجزيئات الدقيقة المتبقية والجراثيم المسببة للأمراض. يمكن لهذه العملية ضمان أن جودة المياه تلبي المعايير العالية.
5. التطهير والمعالجة اللاحقة:
يتم معالجة المياه عن طريق التطهير بالأشعة فوق البنفسجية أو مولد الأوزون لضمان القضاء على جميع الكائنات الحية الدقيقة والبكتيريا تمامًا. إذا لزم الأمر، يمكن أيضًا تكملة المياه بالمعادن من خلال جهاز التمعدن.
6. إنتاج المياه ومراقبتها:
يتم اختبار المياه المعالجة بواسطة أجهزة مراقبة جودة المياه للتأكد من أن جودة المياه تلبي المعايير. وأخيرًا، بعد التحكم فيها بواسطة المضخات والصمامات، تتدفق المياه النقية إلى خزان تخزين المياه أو يتم توفيرها مباشرة للمستخدمين.
الاختلافات في تكوين أنظمة معالجة المياه في سيناريوهات التطبيق المختلفة
على الرغم من أن أنظمة معالجة المياه القياسية تحتوي على مكونات وعمليات معالجة أساسية، إلا أن تكوين النظام واختيار العملية يختلفان في سيناريوهات التطبيق المختلفة.
تركز أنظمة معالجة مياه الشرب على إزالة الكائنات الحية الدقيقة والمواد العضوية والمعادن الثقيلة وغيرها من المواد الضارة لضمان جودة المياه الآمنة والخالية من الروائح والغنية بالمعادن المناسبة. لذلك، تستخدم أنظمة معالجة مياه الشرب عادةً أجهزة التناضح العكسي عالية الكفاءة ومرشحات الكربون المنشط ومعدات التطهير بالأشعة فوق البنفسجية.
تحتاج أنظمة معالجة المياه الصناعية إلى التعديل وفقًا لاحتياجات الصناعة المختلفة. على سبيل المثال، تتطلب مياه الغلايات صلابة منخفضة وشوائب قليلة، لذلك سيركز النظام على أجهزة التليين والتناضح العكسي. بالنسبة لمعالجة مياه التبريد، يحتاج النظام إلى التركيز على التآكل ومكافحة الترسبات، وقد يستخدم أنظمة معالجة ودورة كيميائية محددة.
يعتمد تكوين أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي بشكل أساسي على خصائص جودة المياه ومعايير التصريف. بشكل عام، تحتاج أنظمة معالجة مياه الصرف الصحي إلى وظائف مثل إزالة الروائح وإزالة النتروجين وإزالة الفوسفور، وتلبية متطلبات التصريف من خلال الجمع بين المعالجة البيولوجية والمعالجة الكيميائية والمعالجة الفيزيائية.
