نظم عزل محطات معالجة مياه الصرف وابراج التبريد

نظم عزل محطات معالجة مياه الصرف وأبراج التبريد

دعونا في البداية نأخذ لمحة سريعة عن محطات المعالجة وأبراج التبريد وذلك تيسيراً لفهم جميع الأعضاء والزوار من خارج قسم "تقانات الهندسة البيئية"




1- محطات معالجة مياه الصرف

1-1- مراحل معالجة مياه الصرف الصحي Sewage Treatment Steps
تشتمل محطة المعالجة التقليدية لمياه الصرف الصحي ( الشكل 1) على معالجة تمهيدية لإزالة الشوائب الكبيرة الأبعاد ، والرمال ، والزيوت ، ومعالجة ابتدائية ضمن أحواض ترسيب ، ومعالجة ثانوية تعتمد على بكتريا تشكل حمأة عضوية ترسب لاحقاً في أحواض ترسيب ، وقد تشتمل المحطة على معالجة من الدرجة الثالثة


وتتم المعالجة على عدة مراحل مع مراعاة أنه ليس من الضروري أن تشمل محطة معالجة مياه مجاري على كل المراحل ولكن فقط على المراحل التي تحقق أهداف المعالجة ودرجة المعالجة المطلوبة.

ومراحل المعالجة هي:

1/1/1- المعالجة التمهيدية Preliminary Treatment : المعالجة التمهيدية وتعرف بأنها طرق المعالجة التي تقوم بإزالة كل المواد التي قد تسبب إعاقة ومشاكل في تشغيل وصيانة وحدات محطة معالجة المجاري المختلفة . وتشمل على مايلي:

أ- المصافي Screens: الغرض منها حجز المواد الطافية مثل الخشب والورق والخرق وغيرها من أشياء قد تؤثر في عمليات المعالجة التالية وتستخدم أيضاً لحماية محطات الرفع .
ب- أحواض حجز الرمال Grit Chambers: الغرض منها ترسيب المواد غير العضوية كبيرة الحجم والكثافة مثل الأتربة والرمال وكسر الزجاج والمعادن التي تصل لشبكة الصرف من الأجهزة الصحية ومياه الأمطار.
ج- أحواض حجز الشحوم والزيوت Grease and Oil Chambers: تستخدم في بعض الأحيان حينما تحتوي مياه المجاري على نسبة مؤثرة من الشحوم والزيوت.
والمفروض أن يلتزم كل مصنع أو مؤسسة أو مطعم تحتوي مخلفاته على زيوت وشحوم بحجز هذه الشحوم والزيوت قبل تصريف مخلفاته في شبكة المجاري العمومية . ولذلك فإن استخدام أحواض حجز الزيوت والشحوم نادر في محطة معالجة المجاري ولكنه ضروري في حالة وجود هذه المواد بتركيزات كبيرة توثر على مراحل المعالجة الأخرى.

1/1/2- المعالجة الابتدائية Primary Treatment: تشمل أساساً أحواض الترسيب الابتدائي والغرض منها ترسيب المواد الرسوبية في مياه المجاري لخفض الحمل العضوي والمواد العالقة على وحدات المعالجة البيولوجية التي تلي الترسيب الابتدائي . وفي هذه المرحلة يتم حجز حوالي 40% من الأكسجين الحيوي الممتص، وتقل وتزيد هذه النسبة حسب أسس التصميم المتبعة لأحواض الترسيب وكذلك خصائص مياه المجاري.


1/1/3- المعالجة الثانوية البيولوجية Secondary Treament:

,تشمل أحواض التهوية لمياه الصرف حيث تتشكل وتنمو الندف البيولوجية والمتبوعة بأحواض الترسيب الثانوي (الشكل 2) بهدف ترسيب الندف البيولوجية المتشكلة.

2 - أبراج التبريد :
تستهلك العديد من المنشآت الصناعية كميات ملحوظة من المياه في عمليات التبريد للمنتجات أو الآلات. وأثناء تلك العمليات ترتفع درجة حرارة المياه، ولا يمكن استخدامها إلا بعد إعادة تبريدها في أبراج التبريد. لذلك فإن هذه الأبراج تعتبر وسيلة فعالة للحد من استهلاك المياه عن طريق تدويرها. وحيث أن عملية التبريد تعتمد على التبخر الجزئي للمياه الذي يؤدى إلى زيادة تركيز هذه الأملاح، ويتم معالجة هذا الوضع عن طريق تفوير برج التبريد(الكسح). وتحتوى مياه التفوير على نسبة عالية من المواد الصلبة الذائبة. أما المياه التي تفقد أثناء دورة التبريد فيتم تعويضها بمياه تعويضية.
تقدم لنا أبراج التبريد النظام الطبيعي الأكثر كفاءة والأقل سعراً لتبريد المياه ويرجع ذلك إلى أن الطبيعة تخلق بنفسها تأثير التبريد. ففي برج التبريد تتدفق المياه بدورها مقابل تدفق الهواء لأسفل وذلك فى حيز ذو سطح واسع .
وعن طريق هذا الاتصال المباشر بين المياه والهواء. نجد ثمه كمية صغيرة من الماء تتبخر، ومن ثم يتم تبريد المتبقى من دارة المياه . لذا يمكن أن يتم تبريد المياه بشكل نموجى تحت ضغط الهواء.


1-2- أشكال أبراج التبريد
تنقسم ابراج التبريد إلى ثلاثة أنواع رئيسية كما في الشكل إلى :


1-الدائري
2-الرأسي
3- الأفقي

وبعض أنواع أبراج التبريد تحتوي وحدات حشو (حشوة (Fill وبعضها لايحتوي، وتعتمد كفاءة برج التبريد على كيفية ملئه, و من خلال هذه الكفاءة صنعت رقائق مادة الـ PVC الصلبة ذات الكفاءة المقاومة للاشتعال مع جودة عالية في التحمل عند التغير في درجات الحرارة مكونة وحدات حشو (بلوكات) يتم استخدامها بأمان تام و في شكل دقيق متطور و في مواصفات حسب الرغبة. هذه البلوكات أثبتت كفاءة و غطت أغلب احتياجات كبري الشركات و المصانع و المشروعات في الوطن العربي, إذ أن سهولة نقلها و توزيعها تتيح المناخ المناسب لوجود مثل هذه الوحدات لكافة البلدان الشقيقة التي ترغب في نظم حديثة من هذه الوحدات. فتلك الوحدات "البلوكات" مناسبة لعمليات التشغيل الخاصة بدرجة حرارة مداخل المياه حتى (90) فهرنهايت, كما أن كفاءتها تؤمن شكل توزيع المياه مع أقل مقاومة لتدفق الهواء.

كما أن بعض أبراج التبريد ذات دارة مغلقة والبعض ذات دارة مفتوحة.


اختبار أبرج التبريد
تتم إجراءات الاختبارات طبقاً للمواصفات:
ASTM Standard PTC 23, 1986: CTI Standard Specification ATC-105 (1990), ASHRAE Equipment Handbook.
الشروط عند الاختبار
سريان الماء ضمن 15 % من السريان التصميمي.
الحمل الحراري ضمن 30 % من الحمل الحراري التصميمي.
درجة حرارة الماء الداخل مقاسة بميزان الحرارة المبلل ضمن 12 ْف من درجة حرارة الماء الداخل التصميمية مقاسة بميزان الحرارة المبلل.


شروط إجراء الاختبار

1- ينظف نظام سريان الماء من جميع الأوساخ والمواد الغريبة.
2- يجب أن تكون عينات الماء صافية تشير إلى مسار صافٍ للمياه خلال المضخات والمواسير والمناخل والصمامات والمصافي.
3- يجب أن تعمل المراوح باتجاه الدوران الصحيح وأن تزال العراقيل غير الطبيعية وأن تلاحظ العراقيل الدائمة.
4- تكون عناصر الحشو الداخلي نظيفة وخالية من المواد الغريبة مثل القشور أو الطحالب أو الزفت.
5- تتم المحافظة على مستوى الماء الصحيح في حوض برج التبريد. يتم التأكد بالنظر من حفرة البالوعة وذلك أثناء السريان الكامل لتحديد فعل الطرد المركزي للماء وأنه لا يسبب سحب هواء يؤدي إلى حدوث جيوب هوائية.
6- تختبر مضخات التدوير بسريان كامل خلال برج التبريد. إذا تجاوز السريان المعدل التصميمي فيضبط السريان حتى يتحقق المعدل التصميمي ويتم المحافظة على الوضعية النهائية للسريان خلال مدة الاختبار. تكون جميع الصمامات في وضعية التشغيل الكامل ما عدا صمامات التوازن اللازمة.
7- تثبت وسائل تحديد سريان مياه التعويض ومياه الدسع blow down على معدل السريان التصميمي بكامل قدرته في برج التبريد. وإذا لم يكن من الممكن تحديد السريان فيغلق كلاهما.


طريقة الاختبار

1- تجرى اختبارات سريان الماء لتحديد كمية الماء في البرج وكمية ماء التعويض وماء الدسعblow down .
2- يجرى اختبار درجة حرارة الماء، إذا أمكن، في آبار مناسبة أقرب ما تكون للبرج. وفي حالة عدم وجود مثل هذه الآبار، فتقبل القراءات السطحية لميزان البيرومتر.
3- تؤخذ قراءات كمية ماء التعويض وحرارتها عند نقطة الدخول للنظام.
4- تؤخذ قراءات كمية ماء الدسع وحرارتها عند نقطة الخروج للنظام.
5- تؤخذ قراءات درجات الحرارة عند نقطتي الدخول والخروج والمقاسة بميزان الحرارة المبلل وميزان الحرارة الجاف وذلك بواسطة الأجهزة المذكورة بالمواصفة المرجعية. تستخدم درجات الحرارة للمياه الداخلة والخارجة والمقاسة بميزان الحرارة المبلل لتحديد أداء برج التبريد الفعلي مقابل الأداء التصميمي كما تستخدم درجات الحرارة للمياه الداخلة والخارجة والمقاسة بميزان الحرارة المبلل وميزان الحرارة الجاف لتحديد التبخر الحاصل.
6- إذا كان مخرج أو مدخل برج التبريد مجهزاً بمجرى هواء، فتستخدم كمية الهواء كتدقيق مضاد على أداء برج التبريد.
7- تؤخذ قراءات لدرجات الحرارة المقاسة بميزان الحرارة المبلل والجاف وعلى بعد يتراوح من 0.9 إلى 1.5 متر من جميع مداخل البرج. تؤخذ هذه القراءات عند منتصف المسافة بين قاعدة لوفرات الدخول وقمتها على ألا تزيد عن 1.5 متر أفقياً بين كل قراءة وأخرى ومن ثم يؤخذ معدل القراءات. يؤخذ بالاعتبار أي ظروف غير طبيعية.
8- تؤخذ سرعة الرياح واتجاهها بعين الاعتبار عند الاختبار.
9- تؤخذ قراءات الاختبار بصورة مستمرة وبأقل فترة ممكنة بين القراءة والأخرى.
10- إذا أظهر الاختبار الأول على حسن أداء البرج، فيتم القيام باختبارين إضافيين للتحقق من القراءات الأصلية



نظم عزل أحواض محطات معالجة مياه الصرف وأبراج التبريد


من المواد المستخدمة في عزل أحواض معالجة مياه الصرف وأبراج التبريد نذكر استخدام رقائق البولي ايثلين عالي الكثافة والدهانات العازلة.

1- العزل باستخدام البولي ايثيلين عالية الكثافة HDPE

من طرق العزل المائي هو العزل باستخدام رقائق البولي ايثيلين عالية الكثافة (HDPE –High Density PolyEthylene) سواء الخشن أو الناعم ذات سمك من 1مم حتى 7مم وهذه الرقائق تمتاز بأنها غير منفذه للمياه وذات خصائص ميكانيكية وكيميائية وفيزيائية تساعدها على مقاومة المواد الكيميائية والأملاح المحيطة ولا تتأثر بها، كذلك قدرتهاعلى تحمل كافة الإجهادات التي تتعرض لها من خلال المنشأ من حيث إجهادات الشد والضغط نتيجة هبوط المنشأ Settlement أو الأحمال الحية التي يتعرض لها المنشأ وتتأثر بهاالطبقة العازلة أثناء التنفيذ أو بعد الإنتهاء وهي ذات عمر افتراضي يساوي أو يزيد عنعمر المنشأ أي أنها ذات متانة عالية High Durability أي أنها تحتفظ بكافة الخصائصالتي تساعدها على مقاومة كافة التفاعلات الكيميائية المحيطة دون أن تتغير خصائصها وتفقد قدرتها على أعمال العزل.
وتتميز رقائق (HDPE ) عن غيرها من مواد العزلالأخرى بالمواصفات التالية :

1- غير منفذه للمياه
2- ذات خصائص كيميائية وفيزيائية وميكانيكية تساعدها على مقاومة المواد المحيطة بها .

3- تتحمل كافة إجهادات الشد أو الضغط نتيجة هبوط المنشأ أو الأحمال الحية للمنشأ .
4
- تتمتع بخاصية المتانة العالية High Durability .
5
- صعوبة التخريم كما أن لها قدرة عالية على الاستطالة تحت تأثير إجهادات الشد والضغط العالية والناتجة من الأحمالالحية .
6
- ذات مرونة عالية بحيث يمكن تشكيلها لجميع الأشكال الهندسية المعقدة فيالهيكل الخرساني .

7- سهولة إجراء كافة اللحامات والإختبارات في الموقع أو المعمل .
8- صديقة للبيئة .
9- ذات مقاومة عالية جدا للأشعة فوق البنفسجية UV خاصة بعد ادخال نسبة من الكربون في تركيبها.



طرق لحام الرقائق :

يتم اللحام باستخدام أحدث الماكينات الأوتوماتيكية عن طريق انصهار سطحين متقابلين من رقائق الطبقة العازلة ( Overlap ) وعمل لحام مزدوج بحيث توجد طبقة مفرغة بين منطقتي اللحام لإتمام أعمال الاختبار بالهواء المضغوط (Air Test Channel ).


تتم جميع اللحامات طبقا للمواصفات الأمريكية ASTM .

طرق الإختبارت :

يتماختبار اللحام المنفذ بأحدث أجهزة الاختبار وطبقا للمواصفات الأمريكية ASTM وتتمجميعها في الموقع أو المخبر بإحدى الوسيلتين :

1- الإختبارات المتلفة:
بأخذعينة من خط اللحام عرض 1 * 6 بوصة حسب ASTM ويجرى عليها الاختبار حقليا أو مخبرياً بواسطة جهاز يسمى Electric Tensiometer Testing لاختبار ال Peel Test و Shear Test لمعرفة مدى قدرة تحمل اللحام لكل من مقاومة اجهادات الشد Yield Tensile Stress .



2- الإختبارات غير المتلفة:
وتتم بأحدث أجهزة الاختباروطبقا لمواصفات ASTM وذلك باستخدام :

• اختبار ضغط الهواء Air Pressure Test لخطوط اللحام المزدوجة .

اختبار تفريغ الهواء Vacuum Test لخطوط اللحام المصمتة .

اختبار بجهاز Spark Tester للأشكال الهندسية المعقدة.

2- الدهانات العازلة :

أ)الدهانات البيتومينية العازلة:
1 – تعد الدهانات البيتومينية من الأنواع الحديثة في الدهانات العازلة و قد أثبتت كفاءة ممتازة إذا نفذت بطريقة جيدة مع جودة تصنيعها.
2- النوع المستخدم لعزل أحواض المياه يخفف بالماء.
3- عند استخدامها تعزل الأسطح و يتم تنظيف السطح جيداً بالكمبروسور أو النظافة اليدوية الجيدة مع عمل وزر بارتفاع 30 سم من مونة قابلة للانكماش و غير منفذة للمياه مع عمل ميل بهذه الوزرة عند تقابلها معالسطح.
4- يلي ذلك ترميم أي أجزاء تحتاج لترميم بنفس المونة السابقة.


5- يتم بعد ذلك دهان الوجه الأول من البيتومين المائي و ذلك باستخدام الفرشاة أو مسدس الرش.
6- بعد 8 ساعات يتم دهان الوجه الثاني متعامداً على الوجه الأول.
7-يراعى عدم وقوف العمال على السطح المدهون و ضرورة وضع قطع خشبية لذلكخاصة عند دهان الوجه الثاني.

ب) الدهانات البيتومينية المطاطية:
1- يعتبر هذا النوع من أحسن أنواع الدهانات العازلة البيتومينية الحديثة لوجود مطاطية به تجعله يقاوم تدفق المياه مع وجود المرونةالشديدة في هذا الدهان.
2- لذلك فإنه يتناسب مع الاستخدام في عزل الحوائط مع ضرورة سند هذا الدهان بحائط 2/1 طوبة أو حائط شبك ممدد مبيض أو الطرطشة بمونة شديدة مع مواد رابطة مع الإضافات اللازمة لهذه المونة من حيث منع نفاذية المياه.
3- في حالة استخدام البيتومين المطاطي في عزل الجدران يتم عمل وزرة من مونة غير قابلة للانكماش و غير منفذة للمياه و تكون هذه الوزرة بارتفاع 30سم مع عمل ميل جهة التقاء الحائط مع الأرضية مع علاج أي أجزاء تحتاج إلى ترميم قبلالبدء في الدهان.

4- يتم بعد ذلك – و بعد تمام جفاف المونة السابقة - دهان الوجه الأول من البيتومين المطاطي و بعد 8 ساعات يتم دهان الوجه الثاني متعامداً على الوجه الأول مع مراعاة عدم وقوف العمال على الوجه الأول و يجباستخدام قطع خشبية لوقوف العمال.
5- يجب مراعاة النظافة التامة قبل البدء في الدهان.

ج) الدهانات العازلة بالاكليريلك :
1- أصبح الاكليريلك يدخل في العديد من الصناعات و الدهانات كما يستخدم أيضا في أعمال العزل الهامة.
2- يستخدم العزل بالاكيريلك في الأماكن التي تتعرض لضغط مياه شديدة.
3- يعطي هذا النوع من العزل سطح مرن مثل رولات البلاستيك و هذه الميزة تجعله يقاوم المياه بشدة.
4- يجب مراعاة النظافة التامة قبل استخدام هذاالدهان.

د) الدهانات العازلة بالبولي ريثان:
1- يوجد دهان من البولي ريثان يدهن فوق الأسطح المراد عزلها بعمل طبقة مرنة صلبة تمنع تسربالمياه.
2- يكون عبارة عن مركبين: A) Resin. B) Hardener بنسب محددة يتم خلطها جيداً بالشنيور المركب به ريشة 50 سم في نهايتها قرص دائري قطره 15 سم به 4 فتحات دائرية.
3- تتم النظافة جيداً ثم دهان الوجه الأول ثم يتم دهان الوجه الثاني بعد 8 ساعات.

هـ) الدهانات العازلة الايبوكسية:
1- يوجد منه عدة أنواع مختلفة الاستخدامات و يكون عبارة عن مركبين يتم خلطها كما سبق في البولي ريثان ثم تتم النظافة التامة و تجهيز السطح.
2- يلي ذلك دهان الوجه الأول بالفرشاة و باستخدام air less gun و بعد 8 ساعات يتم دهان الوجه الثاني.
3- في الأسطح الرطبة يتم استخدام ايبوكسي مائي Water Base Epoxy.
4- يجب أن يكون السطح المراد عزله بالايبوكسي سطح قوي ليتناسب مع صلاحية المادة الايبوكسية.

و) الدهانات الأسمنتية العازلة:
1- تتكون الدهانات الأسمنتية العازلة من اسمنت بورتلاندي عادي مضاف إليه مواد مالئة من الكوارتز الناعم مع لدائن صناعية مثل الهيدروكسي ميثيل سيلولوز مع مادة الميلمنت Melment 10 و المخلوط جيداً بنسب مدروسة.
2- يعتبر استخدام الدهانات العازلة الأسمنتية من أحدث أنواع العزل حيث تعطي نتائج ممتازة حيث إن جزيئات التفاعل عند خلط الماء إليه تتحلل على سطح الخرسانة أو المونة مكونة بلورات كريستالية تسد مسام السطح و تجعله غير منفذ للمياه.


النظافة التامة و تجهيز السطح مطلوبة قبل دهان الوجه الأول، ثم يدهن الوجه الثاني.


عيوب الدهانات و أمراضها
العيوب الناتجة من عدم معالجة أسطح الدهان وعلاجها

من أهم عوامل نجاح أو فشل الدهانات و الورنيشات المطلوب طلاؤها. فبديهي أنه عندما يكون بالسطح مواد غريبة فإنها تحدث تفاعل مع مكونات الدهان أو تفصل الدهان عن السطح الأصلي.
كما أن الأتربة و سواقط المونة تتسبب أيضاً في هذا.

الدهانات الصناعية تحتاج إلى أسطح قوية وسليمة , وفي حالة وجود أسطح ضعيفة يجب معالجتها وتقويتها بمواد مناسبة.

العيوب الناشئة عن الاستخدام الخاطئ للمخففات و علاجها

يجب على الشركات المنتجة تحديد النوع المناسب للمخفف و نسبته و يكون ذلك موضحاً على العبوات مقترنة بتاريخ الإنتاج و مدة الصلاحية مع طريقة الاستخدام والمعدلات و طريقة التخزين المثالي و الاحتياطيات الأخرى الخاصة بالحرائق و كون المادة سامة أو غير سامة.


3- العزل بمادة البنترون للمواد البيتونية :

في حال عدم وجود أثر للرطوبة تصبح مكونات مادة البنترون ساكنة أما في حال ظهور الرطوبة مرة أخرى وفي أي وقت تبدأ عملية التفاعل الكيماوي بالنشاط ذاتياً وتتغلغل بشكل أكبر داخل البيتون. هذا ويمكن القول بأن مادة البنترون تمتاز بخاصية الاستمرارية لإغلاق و إعادة إغلاق للمسامات والشقوق في البنية الخرسانية المعالجة بها وذلك بفعل طبيعتها الكيماوية.

وبذلك يعتبر البنترون الحامي للخرسانة والعازل للماء نظاما متطابقا بنسبة 100% مع الإسمنت. لذلك فإن بلورات البنترون المتكونة لا تسمح بدخول أي ذرة من الماء ولكن تحافظ على تنفس البنية البيتونية وذلك بخروج جزيء بخار الماء المتكون .

بالإضافة إلى أن البنترون يعتبر نظاما دائما وأكثر فعالية بمقاومته للماء ـ إلا أنه يضمن أيضا نطاقا واسعا من الحماية لحديد التسليح من التآكل بسبب ملامسته للمياه الصاعدة من التربة أو من مياه البحر كذلك الأملاح و الكربونات و الكبريتات و النترات المنحلة فيها.



وقد تم قياس عمق التغلغل للبلورات غير المنحلة بالماء ووصلت في كثير من الأحيان إلى عمق 90 سم من نقطة التطبيق العملي . لذا فإنه يمكن القول بأن مادة البنترون تصبح جزأ لا يتجزأ من البنية البيتونية المعالجة بها وتشكل معها جسما متكاملا يمتاز بالقوة والديمومة.


محاسن نظام بنترون
- مقاومة عالية للضغط الهيدروستاتيكي على كلا سطحي البيتون.
- يتغلغل في البيتون ليصبح جزءً مكملاً للبنية البيتونية.
- مقاومة عالية للمواد الكيماوية النشطة .
- سد الشقوق و الصدوع الشعرية لغاية 0.4 مم و شقوق الانكماش يبقى فعال حتى إذا تأذى سطحه ولا يمكن إزالته من البيتون .
- يحسن مقاومة الضغط في البيتون
- يسمح بتنفس الخرسانة واستكمال تصلبها متخلصا من بخار الماء الناشئ .
- يؤمن الحماية للبيتون وحديد التسليح .
- البنترون سهل الأستعمال .
- لا يحتاج إلى حماية بعد تطبيقه .
- يمكن تطبيقه على الخرسانة الرطبة والمتصلبة معا .
- أقل تكلفة من الطرق الأخرى .
- غير سام .
- دائم .
- حاصل على الموافقة للاستخدام بالتلامس مع مياه الشرب.

عقيد دكتور
بهاء بدر الدين محمود
رئيس مجلس الادارة