معدات تدريب هندسية ومعدات تعليمية وتدريب مهني خاصة بعملية الحمأة المنشطة

ZM9105 معدات تدريب هندسية ومعدات تعليمية وتدريب مهني خاصة بعملية الحمأة المنشطة
محطة تجريبية لمعالجة مياه الصرف الصحي بطريقة الحمأة المنشطة - 1. عام
تتيح هذه المحطة التجريبية دراسة وفهم عملية معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام تقنية الحمأة المنشطة.
تُعد هذه المعالجة مرحلة وسيطة تقع بين المعالجات الفيزيائية (مثل الحجز عبر المصافي، وإزالة المواد العالقة الكبيرة، والترسيب الأولي)
وبين المرحلة النهائية للتعقيم والكلورة في محطة معالجة مياه الصرف الصحي. وتهدف العملية إلى إزالة الملوثات
العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي بعد المعالجة الفيزيائية المذكورة أعلاه.
يُقاس الحمل العضوي بوحدة BOD (الطلب الحيوي على الأكسجين)، كما تؤدي العملية إلى إزالة جزئية لـ COD
(الطلب الكيميائي على الأكسجين). تتم عملية المعالجة في خزان حيث تُزال الأحمال العضوية بواسطة كائنات دقيقة (بكتيريا، دواريات/Rotifera، فورتيسيللا/Vorticella، إلخ)
تُنمّى في ظروف هوائية عن طريق ضخ الهواء أو أحياناً الأكسجين النقي. تستخدم الكائنات الدقيقة الملوثات كمصدر للغذاء اللازم لنموها وبقائها.
وتتخذ كتلة الكائنات الدقيقة هذه مظهر "الحمأة" (أو الرواسب)، ومن هنا جاءت تسمية
العملية. بعد مرحلة إزالة الملوثات، يلزم فصل
المياه المروقة عن الحمأة، وهي عملية
تتم في خزان الترسيب (أو فاصل الترسيب).
تتدفق المياه المروقة نحو المسطح المائي المستقبل أو إلى مرحلة التعقيم،
بينما يُعاد تدوير جزء من الحمأة المنشطة
داخل خزان الأكسدة لضمان استقرار عملية المعالجة.
صُممت هذه المحطة التجريبية لتمكين الطلاب من دراسة كافة الجوانب المتعلقة بديناميكا الموائع والخصائص الكيميائية والفيزيائية المرتبطة بتطبيق عملية الحمأة المنشطة.
تتميز الوحدة بتجهيزها الكامل بأدوات القياس والتحكم، وهي مهيأة لإجراء اختبارات تساعد في فهم المسائل المتقدمة
المتعلقة بالتصاميم الحديثة لمحطات الحمأة المنشطة، مثل:
1. تأثير التحريك داخل خزان التفاعل؛
2. توفير الطاقة وموثوقية نظام إعادة تدوير الحمأة باستخدام تقنية "الرفع الهوائي" (air-lift)؛
3. تأثير تركيز الأكسجين التشغيلي على كفاءة إزالة الملوثات وترسيب الحمأة.

2. المكونات
تتكون المحطة التجريبية من:
وحدة أساسية (الرمز 944500)؛
جهاز قياس الطلب الحيوي على الأكسجين (BOD) يتسع لـ 6 عينات (الرمز 994510)؛ (اختياري)
جهاز تبريد وتنظيم حرارة (Frigothermostat) لجهاز BOD (الرمز 949104)؛ (اختياري)
مفاعل حراري لتحليل الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) (الرمز 949103)؛ (اختياري)
ضاغط هواء كهربائي مع خزان سعة 24 لتراً (الرمز 971227)؛ (اختياري)
نظام آلي لجمع البيانات (SAD/IC130D) يتكون من:
3. الوصف - خط الهواء
يتكون من:
مخفض ضغط لتثبيت الضغط؛
وحدتي تحكم في معدل التدفق: واحدة لخزان الأكسدة والأخرى لإعادة تدوير الحمأة؛
مجموعة من صمامات الملف اللولبي (solenoid valves) التشغيلية؛
موزع/ناشر هواء داخل المفاعل؛
نظام "الرفع الهوائي" (air-lift) لإعادة تدوير الحمأة من خزان الترسيب. يمكن تغذية الدائرة إما بواسطة ضاغط هواء أو بواسطة أسطوانة أكسجين.
خط السوائل - يتكون من:
خزان تحضير التغذية مزود بمحرك تقليب؛
مضخة تغذية حجمية لدراسة تأثير معامل التخفيف D (Q/V)؛
مفاعل أسطواني من زجاج البليكسي (plexiglass) للسماح بالتلامس بين الأطوار الثلاثة: الغاز والسائل والصلب؛
خزان ترسيب من زجاج البليكسي مزود بنظام "الرفع الهوائي".
أنظمة التحكم والتنظيم
توفر محطة الحمأة المنشطة التجريبية (IC130D) ما يلي:
التحكم في تركيز الأكسجين المذاب في خزان الأكسدة عبر عنصر حساس وجهاز قياس/مؤشر للأكسجين؛
منظم/مشغل يتحكم في تدفق الهواء المرسل إلى الخزان؛
التحكم في درجة حرارة خليط التغذية؛
التحكم في كمية الحمأة في خزان الأكسدة عن طريق إعادة تدوير الحمأة بتوقيت زمني محدد؛
لوحة محاكاة ضوئية لمتابعة العملية في الوقت الفعلي.
أدوات القياس
تم تزويد المحطة التجريبية بأدوات لقياس الكميات الموضحة أدناه:
معدلات تدفق الهواء المرسل إلى خزان الأكسدة وخزان الترسيب؛
معدل تدفق ودرجة حرارة مياه الصرف الصحي الداخلة؛
الرقم الهيدروجيني (pH) في خزان التفاعل؛
كمية الأكسجين المذاب.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن من خلال عمليات بسيطة قياس كمية الحمأة المعاد تدويرها وكمية الحمأة المُصَرَّفة (المُزالة). تتضمن الوحدة أيضاً المعدات التالية:
مخروط لتحديد نسبة الحمأة؛
مجموعة من المواد الكيميائية لتهيئة بيئة ملائمة للمزارع البكتيرية؛
كمية من البكتيريا المجففة بالتجميد (المجففة حيوياً)؛
أوراق كشف نسبة النترات؛
أوراق قياس الأس الهيدروجيني (pH).
4. نطاق التجارب
تحديد كفاءة التنقية بناءً على زمن المكوث الهيدروليكي للمادة المغذية في خزان الأكسدة.
تحديد كفاءة التنقية بناءً على عملية الخلط.
تقييم التأثير عند تركيزات مختلفة من الأكسجين المذاب (O2).
تحديد خصائص ترسيب الحمأة مع تغيير تركيز الأكسجين التشغيلي.
تأثير عمر الحمأة.
تأثير الأس الهيدروجيني (pH).
كفاءة التنقية بناءً على درجة الحرارة.
تأثير الكربون المنشط على عملية التنقية.
اختبارات باستخدام الأكسجين (O2) بدلاً من الهواء.
5. الخدمات المطلوبة
مصدر طاقة كهربائية: 220 فولت - 50/60 هرتز - 3 كيلوواط | مصدر هواء مضغوط: 800 لتر/ساعة - 6 بار
مصدر مياه: 200 لتر/ساعة - 2 بار.
6. الأبعاد والأوزان
الأبعاد: مع خزان التغذية 2450 × 700 × 1700 (ارتفاع) مم | الوزن الصافي: 270 كجم
مكونات المحطة التجريبية
بالرجوع إلى الشكل 1، تتكون محطة معالجة مياه الصرف الصحي بنظام الحمأة المنشطة (طراز IC130D) من:
1.- خزان تغذية بسعة 150 لتر
2.- محرك تقليب بسرعة ثابتة - 100 دورة في الدقيقة، 90 واط
3.- مؤشر انخفاض المستوى
4.- صمام قطع التغذية
5.- صمام تفريغ التغذية
6.- مرشح (فلتر) التغذية
7.- مضخة معايرة (قياس) - سعة 0-20 لتر/ساعة
8.- مخمد نبضات (Damper) سعة 1.5 لتر
9.- صمام تنفيس (تهوية)
10.- مقياس تدفق التغذية (نطاق كامل 60 لتر/ساعة) 11.- صمام تشغيل مقياس التدفق
12.- صمام غسل مقياس التدفق
13.- صمام تحويل المسار (باي-باس)
14.- غسل مقياس التدفق
15.- صمام تشغيل مقياس التدفق
16.- محوّل إشارة معدل تدفق التغذية (*)
17.- عداد تراكمي رقمي (*)
18.- سخان تيار التغذية (قدرة 2000 واط)
19.- خزان تفاعل الأكسدة - السعة حوالي 35 لترًا
20.- محرك تقليب متغير السرعة (قدرة 200 واط)
21.- جهاز قياس الأس الهيدروجيني (pH)
22.- صمام تفريغ المفاعل
23.- مؤشر ومنظم رقمي لدرجة الحرارة
24.- مؤشر ومنظم رقمي للأكسجين المذاب
25.- مقياس تدفق الأكسجة (المدى الكامل 500 لتر/ساعة)
26.- صمام الأكسجة
27.- صمام نظام "الرفع الهوائي" (air-lift)
28.- مقياس تدفق نظام "الرفع الهوائي" (المدى الكامل 500 لتر/ساعة)
29.- مؤقت رقمي لنظام "الرفع الهوائي"
30.- مخفض ضغط الهواء/الأكسجين
31.- صمام تفريغ الحمأة غير النشطة
32.- مؤقت رقمي لتفريغ الحمأة غير النشطة
33.- استعادة الحمأة بنظام "الرفع الهوائي"
34.- تفريغ المفاعل
35.- خزان الترسيب
36.- خزان تجميع الحمأة غير النشطة
37.- تصريف المياه المروّقة
38.- بعض مكونات الإصدار المحوسب
39.- وحدة التحكم واللوحة الكهربائية