ما هي المشكلات الشائعة في وحدات الطفو بالهواء المذاب وكيفية حلها؟

عندما يصبح الماء الأبيض شفافًا وتختفي الفقاعات

يعمل وحدة الترشيح الهوائي المذاب (DAF) لأن مياه الصرف الصحي في منطقة التلامس تبدو ككوب من الحليب. وهذه المظهر الحليبي هو سحابة من الفقاعات المجهرية، وعند اختفائها، ينهار أداء الفصل. وغالبًا ما يلاحظ المشغلون أن طبقة الطفو تصبح أرقَّ، وأن عكارة المياه الخارجة تزداد، بينما يظل قراءة مقياس ضغط جهاز التشبع طبيعيًّا. والمشكلة تكون في الدائرة التي تُورِّد الهواء في الغالب الأعم، وليس في وعاء الضغط نفسه. وأول فحصٍ يجب إجراؤه هو أنبوب الماء الأبيض، وبخاصة الفوهة أو صمام الإبرة اللذان يُفرِّغان التدفق المضغوط إلى غرفة التلامس. ومع مرور الوقت، تتراكم رواسب كربونات الكالسيوم على هذه الفتحات أو تسدّها الرواسب الأخرى. ففي إحدى محطات معالجة النفايات الحيوانية في مصانع تجهيز الدواجن، وصف مدير الصيانة كيف أمضى وردية كاملة يبحث عن سبب ارتفاع نسبة الزيوت والشحوم في المياه الخارجة، قبل أن يكتشف أن طبقة ترسب بسمك مليمترين من الرواسب داخل فوهة الماء الأبيض كانت قد قلَّصت تدفق سحابة الفقاعات إلى جزء ضئيل من التدفق المصمَّم له. والحل بسيط: تنظيف دوري لفوهة الماء الأبيض بمحلول حمضي خفيف، وتثبيت مؤشر تدفق بسيط بعد صمام تحرير الضغط ليتمكن المشغلون من معرفة حالة تدفق الماء الأبيض فور النظر إليه. ويذكر دليل الممارسة رقم ٨ الصادر عن اتحاد بيئات المياه (Water Environment Federation) أن الحفاظ على تدفق ثابت للماء الأبيض يُعَدُّ أهم نقطة رقابية تشغيلية واحدة في أي نظام ترشيح هوائي مذاب.

الغشاء العائم من الرواسب الذي يرفض التكثف

يجب أن تبدو طبقة الحمأة في وحدة الترشيح العائم (DAF) الخاصة بشركة داف (DAF) مُحضَّرةً بشكلٍ سليمٍ كأنها كريمة مخفوقة كثيفة، وأن تحتفظ بشكلها عند دفعها بواسطة جهاز الكشط نحو الم bunker. أما إذا كانت الطبقة رقيقةً ومائيةً وتتدفق عائدًة إلى الخزان بدلًا من أن تتجمع، فغالبًا ما تكون خطوة المعالجة الكيميائية الأولية غير مضبوطة. وأكثر الأسباب شيوعًا لذلك هو نقص جرعة مادة التجليل، ما يؤدي إلى بقاء الغرويات غير مستقرة ولا تستطيع الالتصاق بالفقاعات. لكن الإفراط في الجرعة قد يكون ضارًّا بنفس القدر: إذ يمكن أن يُنتج البوليمر الزائد فلوكًا لزجًّا وكثيفًا يغرق بدلًا من أن يطفو. وقد لاحظ مهندس بيئي يعمل على مياه الصرف الصناعي الناتجة عن مصانع الألبان أن سُمك طبقة الحمأة تضاعف بعد أن انتقل الفريق من استخدام جرعة واحدة عالية من كلوريد الحديديك عند مدخل الأنبوب إلى استراتيجية حقن مقسَّمة، بحيث تُحقن نصف الجرعة قبل المزيج الثابت (static mixer)، والنصف الآخر مباشرةً داخل أنبوب التلبد. وقد مكَّنت هذه التغييرات من تكوُّن الفلوك الدقيق أولًا، ثم تطوره تدريجيًّا إلى تجمعات أكبر وأخف وزنًا وأكثر قدرةً على الطفو. وما زال اختبار الجرار (jar test) أداةً عمليةً جدًّا لضبط المعاملات الكيميائية. فاختبار مخبري يستغرق خمسة عشر دقيقة باستخدام عينة فعلية من المياه الداخلة يوفر ساعاتٍ من التخمين العشوائي في موقع المحطة. وتؤكد مصادر مثل جمعية مياه الولايات المتحدة الأمريكية (AWWA) على ضرورة تكرار اختبار الجرار كلما تغيَّرت خطوط الإنتاج، لأن مجرد التحوُّل من حليب كامل الدسم إلى حليب منزوع الدسم قد يؤثر في طلب الشحنة الكهربائية لمياه الصرف.

أعطال في آلية المكشطة وإزالة الطين بشكل غير متساوٍ

مُجَمِّعٌ من داف يَجرُّ سلسلةً مُنحنيَةً عبر الخزَّان أو يتوقَّف في منتصف دورة التشغيل، مُحوِّلاً جهاز الفصل إلى مضخَّة لإعادة تدوير المواد الصلبة. والمتطلَّبات الميكانيكيَّة المفروضة على المُجمِّع ليست بسيطةً أبداً. فهو يعمل في بيئة رطبة، وأحياناً في فراغٍ علويٍّ مُسببٍ للتآكل، ويجب أن تتحمَّل السلسلة والتروس والمحامل التشغيل المستمر. وإزالة الطين بشكل غير متجانس تُنشئ مناطق ميِّتة تتراكم فيها المواد الصلبة وتتخمَّر، ثم تطلق غازاتٍ مذابةً تُربك طبقة العوام. وشارك مشرف الصيانة في مصنع كيميائي أنَّهم خفَّضوا وقت التوقُّف الناتج عن أعطال المُجمِّع بعد التحوُّل من سلسلة ذات بطانة مُشحَّنة بالزيت إلى سلسلة بلاستيكيَّة هندسيَّة ذات تزييت ذاتي مُصمَّمة خصيصاً لخدمة مياه الصرف. وقد مكَّنَ هذا التحسينُهم من إطالة فترات التزييت، بل وألغى تقريباً التوقُّفات غير المُجدوَلة الناتجة عن تجمُّد حلقة من السلسلة. وينبغي أن تشمل الفحوصات الروتينيَّة التحقُّق من انتظام وضعية السلسلة وحالة شريط التآكل. فإذا كانت السلسلة تكشط الجدار بقوةٍ كبيرةٍ من جهةٍ واحدةٍ، فقد يصبح جدار خزَّان العوام رقيقاً تدريجيًّا مع مرور الوقت، ما يؤدي إلى حدوث تسريباتٍ باهظة التكلفة في إصلاحها. والمفتاح هو التعامل مع المُجمِّع كأصلٍ دوارٍ حرجٍ، وليس كعنصرٍ ثانويٍّ، وأن يتوفر في المخزون مجموعة احتياطيَّة من حلقات السلسلة.

انحراف جرعة المواد الكيميائية وتأثيرها على نوعية المياه الخارجة

مضخات القياس لا تنحرف بشكلٍ عمدٍ. بل تنحرف بسبب انسداد مرشحات السحب، أو إرهاق الأنابيب الدوارة، أو أحيانًا بسبب رفع المشغلين لسرعة المضخة لتعويض مشكلةٍ هيدروليكيةٍ في الأصل، وليست كيميائيةً. وعندما يحمل ماء الصرف من وحدة الطفو بالهواء المذاب (DAF) فجأةً حملاً أعلى من المواد العالقة، فإن أول مكانٍ يجب التحقق منه هو خزان الكيماويات اليومي. وقد اكتشف مُصنِّع أغذيةٍ معالجٌ لمياه الصرف الناتجة عن قلي الزيوت أن مضخة المجمع لديه كانت تَسحب الهواء عبر خط سحبٍ متصدعٍ طوال عطلة نهاية الأسبوع بأكملها. وبذلك أصبح جرعة البوليمر فعليًّا صفريًّا، وصارت وحدة الطفو بالهواء المذاب تعمل كفاصدة دهون بسيطةٍ فقط. وأدى تركيب مستشعرٍ للتحقق من التدفق على خط البوليمر وإنذارٍ منخفض المستوى على الخزان اليومي إلى منع تكرار الحادث. أما ضبط معدل التدفق فهو أداةٌ أخرى تُحقِّق عائدًا سريعًا. إذ إن ربط معدل جرعة الكيماويات بإشارة عداد تدفق المياه الداخلة يجعل النظام يضبط نفسه تلقائيًّا عند ازدياد أو نقص الإنتاج، محافظًا بذلك على نسبة الجرعة ثابتةً دون تدخل المشغل. وهذه الدرجة من الأتمتة تحوِّل وحدة الطفو بالهواء المذاب من آلةٍ تتطلب مراقبةً مستمرةً إلى آلةٍ تعمل بشكلٍ متوقعٍ عبر جميع الورديات.

فقدان كفاءة المُشبِّع وازدياد نسبة الهواء إلى المواد الصلبة

يُعَدُّ جهاز الإشباع قلبَ وحدة الترشيح العائمة بالهواء المذاب (DAF)، ومهمته إذابة الهواء في تيار مُعاد تدويره من الماء النظيف تحت ضغط. وعند انخفاض كفاءة جهاز الإشباع، ينكمش سحاب الفقاعات، ويقل معدل الهواء إلى المواد الصلبة، وتتراجع قدرة الوحدة على رفع الشوائب. وأكثر الأسباب شيوعًا لانخفاض الكفاءة هو انسداد الحشوة أو الوسط الداخلي. فتترسب رواسب الحديد واللزوجة البيولوجية والتكلس على سطح هذا الوسط، ما يقلل المساحة السطحية المتاحة لتلامس الهواء والماء وبالتالي لإذابة الهواء. ووصف مهندس عمليات في محطة معالجة مياه الصرف الصناعي لمصفاة نفط الطريقة التي استعادوا بها كفاءة جهاز الإشباع عبر عزل الإناء وتدوير محلول تنظيف مكوَّن من حمض السلفاميك خلال الحشوة لمدة أربع ساعات. ونتيجةً لذلك، ارتفعت تركيز الأكسجين المذاب في تيار الماء الأبيض مجددًا إلى ما يقارب حالة الإشباع، واستعادت وحدة الترشيح العائمة بالهواء المذاب فورًا معدل إزالة الملوثات المُصمَّم لها. وبجانب عمليات التنظيف الدورية، ينبغي مراقبة أداء جهاز الإشباع بمقارنة ضغط الإشباع مع مستوى الأكسجين المذاب في تيار الماء الأبيض. فإذا كان الضغط مرتفعًا بينما الأكسجين المذاب منخفض، فهذا يدل على انسداد وسط جهاز الإشباع. أما إذا كان كلاهما منخفضًا، فقد يكون سبب الخلل في ضاغط الهواء أو في جهاز التحكم بمستوى السائل داخل الإناء. ويجدر بالذكر أن جهاز الإشباع السليم يُنتج تيار ماء أبيض تكون درجة إشباعه باستمرار أعلى من ثمانين في المئة.

كيف تُدمج شركة إي في يو الموثوقية في كل نظام من أنظمة داف

معظم المشكلات المذكورة أعلاه يمكن تجنُّبها بسهولةٍ قبل وقوعها في الموقع بفترة طويلة. ويتم ذلك عبر الطريقة التي يُصمَّم بها وحدة الترشيح بالهواء المذاب (DAF)، ويُبنى بها، وتُدعم بها. وقد ركَّزت شركة EVU مواردها الهندسية على تقنية الترشيح بالهواء المذاب، ويتجلى هذا التركيز جليًّا في التفاصيل الدقيقة. فمثلاً، تم تحديد أبعاد أجهزة التشبع (saturators) بمعدلات تحميل متحفِّظة، كما تتضمَّن منافذ تنظيف سهلة الوصول، مما يسمح للمشغلين بأداء صيانة الوسائط دون الحاجة إلى تفكيك الوعاء بالكامل. كما يشمل دائرة المياه البيضاء (whitewater circuit) عدادات تدفق وصمامات أخذ عيِّنات كتجهيز قياسي، ما يوفِّر لفريق التشغيل رؤية واضحة لأهم معلَّمة تشغيلية في العملية. أما محركات جامعي الرغوة (skimmer drives) فهي مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل، ومزوَّدة بحماية ميكانيكية بسيطة ضد الحمل الزائد. وبعيدًا عن المعدات نفسها، فإن عملية التصنيع لدى شركة EVU منظَّمة لتوصيل وحدات DAF قياسية ضمن فترات تسليم متوقَّعة، مع إمكانية توفير تكوينات مخصصة لمعالجة مياه الصرف ذات التركيب الكيميائي غير المعتاد. وللمدراء المسؤولين عن المحطات الذين أمضوا عدَّة عطلات نهاية أسبوع في تشخيص أعطال وحدة DAF مبنية بشكل رديء، فإن الشراكة مع مصنِّعٍ يعامل كل فوهة، وكل لحام، وكل حلقة تحكُّم باعتبارها التزامًا طويل الأمد بالموثوقية، تحوِّل نظام معالجة مياه الصرف من مصدرٍ للإزعاج إلى جزءٍ ثابتٍ ومتوقَّعٍ من عمليات التشغيل.