Dws 01

1

عالجة مياه الشربحطات مممقرر م نوعية المياه الطبيعيةويالفصل األول: تق

احملدودة يف اإلنساف بنوعية اؼباء الذي يشربو إىل أكثر من طبسة آالؼ عاـ. ونظرا للمعرفة يرجع اىتماـطعم تلك العصور باألمراض ومسبباهتا فقد كاف االىتماـ ؿبصور يف الصفات احملسوسة للماء من لوف و

ورائحة فقط.

وتعد اؼبياه اعبوفية أقل تلوثا باؼبواد اؼبعلقة والغروانيات مقارنة مع اؼبياه السطحية ألف رشح مياه اؽبطوالت .( (1-1عرب طبقات التبة يؤدي إىل إزالة الكثت من ىذه اؼبلوثات ) أنظر الشكل)

( : الدورة اؽبيدرولوجية للماء. 1-1الشكل )

يف مدينة جبلسكو األستكلندية، وتعد ىذه احملطة من ـ أنشأت ؿبطة ؼبعاعبة اؼبياه1807و يف عاـ تعاف فيها اؼبياه بطريقة التشيح مث تنقل إىل اؼبستهلكت عرب شبكة أنابيب أوائل احملطات يف العامل وكانت

تقنيا .خاصة آنذاؾ كاف ف االىتماـيف تلك الفتة إال أ وعلى الرغم من أف تلك اؼبسانبات تعد تطورااؼبعاعبة باستخداـ اؼبرشحات الرملية اؼبظهر السائد يف منصبا على نواحي اللوف والطعم والرائحة، وكانت

هناية القرف التاسع عشر. تلك احملطات حىت

2

ومع بداية القرف العشرين وما شهده من تطور صناعي وتقت، وزيادة معدالت استهبلؾ اؼبياه، فضبل عن شاؼ العبلقة بت مياه الشرب وبعض األمراض السائدة، فقد حدث تطور سريع يف ؾباؿ تقنيات اكت

اؼبعاعبة حيث أضيفت العديد من العمليات اليت هتدؼ بشكل عاـ إىل الوصوؿ باؼبياه إىل درجة عالية الكيميائية من النقاء، حبيث تكوف خالية من العكر وعديبة اللوف والطعم والرائحة ومأمونة من النواحي

وقد شهدت اآلونة األختة تغتات جذرية يف تقنيات اؼبعاعبة، ترجع يف كثت من األحواؿ إىل واغبيوية.النقص الشديد الذي تعانيو العديد من دوؿ العامل يف اؼبياه الصاغبة للشرب أو نتيجة للتلوث الشديد يف

ة. مصادر اؼبياه كما ىو اغباؿ يف أكثر الدوؿ الصناعي

د أدت ىذه العوامل إىل البحث عن مصادر جديدة ؼبياه الشرب، والبحث عن تقنيات معاعبة وق ة.متقدمة، باإلضافة إىل تقنيات اؼبعاعبة التقليدي

صفات ؼبواواعايت وزبتلف عمليات معاعبة مياه الشرب باختبلؼ مصادر تلك اؼبياه ونوعيتها واؼبو مواصفات اؼبياه يؤدي أيضا يف كثت من عايت اؼبستمر ؼب اؼبوضوعة ؽبا. وذبدر اإلشارة إىل أف التغت

صفات هبب ربديثها دوما نتيجة التغت ؼبواواعايت ف اؼبأاألحياف إىل تغت عمليات اؼبعاعبة اؼبطلوبة، حيث اؼبستمر يف تركيز بعض ؿبتويات اؼبياه، والتطور يف تقنيات ربليل اؼبياه وتقنيات اؼبعاعبة، واكتشاؼ

ات جديدة مل تكن موجودة يف اؼبياه التقليدية، أو كانت موجودة ولكن مل يتم االنتباه إىل وجودىا ؿبتويأو مدى معرفة خطورهتا يف السابق، أو اكتشاؼ بعض اؼبشكبلت اليت تسببها بعض احملتويات اؼبوجودة

ه السطحية زبتلف عن ومعاعبة اؼبيا .أصبل يف اؼباء أو اليت نتجت عن بعض عمليات اؼبعاعبة التقليديةمعاعبة اؼبياه اعبوفية، حيث ربتوي اؼبياه السطحية )اؼبياه اعبارية على السطح( على نسبة قليلة من األمبلح مقارنة باؼبياه اعبوفية اليت ربتوي على نسب عالية منها، وىي بذلك تعد مياه يسرة )غت عسرة(،

بصورة عامة إىل إزالة اؼبواد العالقة اليت تسبب ارتفاعا هتدؼ ة اؼبياه السطحية وبالتايل فإف عمليات معاعب .، أما معاعبة اؼبياه اعبوفية فقد تتضمن أيضا عمليات إزالة عسرةيف العكر وتغتا يف اللوف والرائحة

معايير مياه الشرب -1-1اه الشرب وبعض بت مي مع التطور الشامل للعلـو والتقنية منذ بداية القرف العشرين واكتشاؼ العبلقة

حيث أضيفت العديد من العمليات األمراض السائدة فقد حدث تطور سريع يف ؾباؿ تقنيات اؼبعاعبةعالية من النقاء، حبيث تكوف ذات عكارة ضعيفة اليت هتدؼ بشكل عاـ إىل الوصوؿ باؼبياه إىل درجة

غبيوية.من النواحي الكيمائية وا جدا وعديبة اللوف والطعم والرائحة ومأمونة

3

( اؼبعايت الفيزيائية 2-1( و )1-1وظهرت معايت لتحديد صبلحية اؼبياه للشرب، ويبت اعبدوالف ) .ؼبياه الشرب والكيمائية

وحسب توجيهات WHO(: اؼبعايت الفبزيائية والكيميائية ؼبياه الشرب حسب 1-1اعبدوؿ ) ـ .1980سبوز 15اجملموعة االقتصادية االوربية يف

معاييرمجلس المجموعةاألوربية ايير منظمة الصحة العالميةمع

التركيز الواحدات نوع التحليلالمقبو

ل

التركيزاألعظمي المسموح بو التركيز المقبول التركيزاألعظمي المسموح بو

25 12 12 7 درجةمئوية ا لحرارة

PH - 6.5PH9.2 6.5PH8.5ا لـ

20 1 20 5 درجة ا لمون

مقبوؿ 0 مقبول - عم وا لرائحةا لط

NTU 5 25 1 10 ا لعكارة

1500 500 1500 500 ممغ / ل ا لخالصة ا لجافة

0.5 0.05 0 0 ممغ / ل +NH4ا ألمونيوم

0.1 0 0 0 ممغ / ل -No2ا لنتريت

50 25 15 10 ممغ / ل -No3ا لنترا ت

250 25 600 200 ممغ / ل -Clا لكموريد

،عند0.7 - 1.2 0.5 ممغ / ل -F مورا لف

- - 1 0.5 ممغ / ل -Po43فوسفات

250 25 400 200 ممغ / ل -So42كبريتات

50 30 150 50 ممغ / ل +Mg2ا لمغنزيوم

100 200 100 ممغ / ل +Ca2كالسيوم

150 20 - - ممغ / ل +Na ا لصوديوم

12 10 - - ممغ / ل +Kبوتاسيوم

0.2 0.05 0.5 0.3 ممغ / ل +Fe3ا لحديد

لصنبوراؼبستهلك 5 0.1 15 5 ممغ / ل +Zn2ا لتوتياء

لصنبوراؼبستهلك 3 0.1 1.5 0.5 ممغ / ل +Cu2ا لنحاس

+Mn2ا لمنغنيز

0.05 0.02 0.5 0.1 ممغ / ل

0.2 0.05 - - ممغ / ل Alألمنيوم

4

التكيزات العظمى اؼبسموح هبا من اؼبواد السامة يف مياه الشرب حسب معايت ( : 2-1دول ) الج

سبوز 15و حسب توجيو اجملموعة األوربية دبا اعتمده اجمللس يف WHOمنظمة الصحة العاؼبية 1980.

التكيز األعظمي اؼبسموح بو الواحدة اؼبادة

موعة اإلقتصادية األوروبيةحسب اجمل WHOحسب منظمة الصحة العاؼبية

0.05 0.05 ملغ / ؿ Asزرنيخ

0.05 - ملغ / ؿ +Agفضة

0.005 0.01 ملغ / ؿ ++Cdكادميـو

0.05 0.1 ملغ / ؿ -Cnسيانيد

0.05 0.1 ملغ / ؿ +Pb2رصاص

0.001 0.001 ملغ / ؿ +Hgزئبق كلي

0.01 0.05 ؿملغ / +Seسيلينيـو

0.05 0.05 ملغ / ؿ +Cr6كرـو

Water gnilpmaSأخذ العينات المائية -2 - 1تأخذ عينات إجراء التجارب من األحواض اؼبائية اؼبفتوحة كالبحتات العادية وحبتات السدود من نفس

. اؼبكاف وعلى نفس العمق حيث قرر بناء اؼبأخذ اؼبائي البلـز

العينات اؼبائية بشكل متكرر ؼبعرفة وتقدير التغتات الناشئة على تركيب اؼباء بسبب التلوث البد من أخذ واؽبطوالت اؼبطرية الشديدة.

يف حالة البحتات يفضل اختيار عدة نقاط ألخذ العينات وعلى أعماؽ ـبتلفة ؼببلحظة عدـ التجانس األفقي والعمودي.

ساعة متواصلة، مث 12اىو بالضخ فينبغي تشغيل اؼبضخة ؼبدة أما يف حالة أخذ عينة من بئر تسحب ميدقيقة قبل أخذ العينة 15أخذ عينة اؼباء، وعند أخذ عينة من صنبور ماء البد من ترؾ اؼباء ينساب ؼبدة

حىت تكوف العينة فبثلة ؼبياه اػبزاف اؼبركزي.

ن الزجاج يتم تنظيف األوعية اؼبعدة لنقل بعد أخذ العينة يتم نقلها يف أوعية نظيفة من البويل إيتلت أو مالعينات حبمض اآلزوت اؼبمدد بغية إزالة صبيع الرواسب على اعبدراف الداخلية مث يغسل الوعاء باؼباء

اؼبقطر بشكل جيد حىت إزالة اغبموضة. هبفف الوعاء بعد الغسل بشكل تاـ إلعداده لبلستعماؿ.

5

لتات. 5و 3جم يتاوح بت لتحديد خواص ماء كبتاج عادة لعينة حبالناقلية و ، PH الػو األكسجت اؼبنحل، وتركيز ،يبكن إجراء قياسات درجة اغبرارة، الرائحة و الطعم

العكارة يف موقع أخذ العينة، أما باقي التحاليل فتجري يف اؼبخترب لذلك يلـز زمن لنقلها. و الكهربائية،

وبكتيولوجية تقود إىل ترسبات ثانوية بسبب تغت التكافؤ مع مرور الزمن تطرأ تفاعبلت كيميائية البد من استخداـ لك وربلل بيولوجي. لذ ،واالمتزاز على سطح الوعاء الداخلي، والتفكك الضوئي

مساعدات اغبفظ مع نقل العينة يف شروط من اغبرارة والظلمة مناسبة. وينبغي اغبرص على إجراء حىت اليطرأ على العينات تغيتات يف اػبواص الفيزيائية والكيميائية التحاليل خبلؿ أقصر فتة فبكنة

ساعة. 24مئوية وؼبدة ال تزيد على 4والبكتيولوجية، وإال فتحفظ عينة اؼباء يف براد بدرجة حرارة ويبكن تأخت إقباز بعض التحاليل الكيميائية كاؼبعادف الثقيلة بشرط ربميض العينة بإضافة ضبض اآلزوت

.2يصبح األس اؽبيدروجيت أقل من حىت

ويتبع عدد العينات اليت يلـز ربليلها شهريا من اؼبياه اػبارجة من ؿبطة اؼبعاعبة إىل شبكة اإلمداد العامة (.3-1لعدد سكاف اؼبدينة أو البلدة اؼبستهلكت للمياه كما يف اعبدوؿ )

بداللة عدد السكاف اؼبستهلكت للماء (: عدد عينات اؼبياه اؼبطلوب ربليلها شهريا 3-1اعبدوؿ) )باآلالؼ(.

4511 2111 011 111 51 11 2-1 عدد السكان

511 411 311 05 51 12 2 عدد العينات

Water intakes Surface منشآت مآخذ المياه السطحية -1-3طات الضخ وىي منشآت توضع ضمن مصدر اؼبياه السطحية أو على ضفافو لتأمت وصوؿ اؼباء إىل ؿب

وبأفضل نوعية موجودة . ،أو ؿبطة اؼبعاعبة بالكميات اؼبطلوبة وضمن كل الظروؼ

عوامل اختيار موقع المأخذ المائي ونوعو 1ـ 3ـ 1 ينبغي أف يتم اختيار موقع اؼبأخذ ونوعو بعناية وذلك باالخذ باالعتبار العوامل التالية:

حية على مدار السنة لضماف أف يكوف اؼبأخذ دائما ربت ػ تغتات منسوب اؼبياه يف مصدر اؼبياه السط 1 سطح اؼباء حبيث التتوقف عملية سحب اؼباء.

6

ػ أف يستوعب اؼبأخذ الكميات اؼبائية اؼبستقبلية بعد تقدير عدد اؼبستفيدين من اؼبياه خبلؿ عمر 2 مشروع اإلمداد باؼبياه .

هة اعبرياف.ػ أف يوضع اؼبأخذ قبل أي مصدر للتلوث بالنسبة عب 3 ػ أف يكوف موقع اؼبأخذ بعيدا عن اؼبدينة دبسافة تسمح بتوسعها مستقببل. 4 ػ تزويد اؼبأخذ دبصاؼ ؼبنع دخوؿ الشوائب اػبشنة وضباية ؿبطات الضخ وؿبطة اؼبعاعبة. 5 ـ من قاع اؼبصدر اؼبائي ومن جوانبو لعدـ سحب 0.7ػ أف يكوف اؼبأخذ على بعد اليقل عن 6 .رواسبالـ من سطح اؼباء لتجنب سحب الزيوت 0.7ػ يفضل أف تكوف فتحات اؼبأخذ على عمق اليقل عن 7

واألجساـ الطافية. ػ وضع اؼبأخذ يف مكاف مستقيم من اجملرى ؼبنع النخر أو اإلطماء. 8 ػ تأمت وجود فراغ كاؼ إلجراء الصيانة الدورية وتنظيف منشأة اؼبأخذ وإصبلحها. 9

اليعطل طريق اؼببلحة إذا كاف اؼبستودع اؼبائي يستخدـ للمبلحة. ػ أف 10

أنواع مآخذ المياه السطحيةـ 2ـ 3ـ 1من أىم أنواع اؼبآخذ اؼبياه السطحية نذكر: اؼبأخذ الربجي، اؼبأخذ اؼبغمور، اؼبأخذ على الضفة، اؼبأخذ

الطايف، واؼبأخذ األنبويب.

Tower intakeـ المأخذ البرجي 1ـ 2ـ 3ـ 1يستعمل ىذا النوع من اؼبآخذ يف البحتات العذبة وحبتات السدود اؼبتغتة اؼبناسيب ويوضع عادة يف أعمق موقع من البحتة. كما يبكن أف يضم عبسم السد ويتألف من برج يبت بعيدا عن الشاطئ، تدخل

( للتحكم بنوعية اؼبياه الداخلة 3ػ1إليو اؼبياه من فتحات موجودة على مناسيب ـبتلفة، كما يف الشكل) وموالفتو مع اختبلؼ منسوب اؼبياه ضمن البحتة.

7

(: مأخذ برجي جزء من جدار سد. 3ػ 1الشكل)

Submerged intakeالمأخذ المغمور ـ 2ـ 2ـ 3ـ 1

ى النهر، ويبتد ينشأ على األهنار ذوات الضفاؼ قليلة االكبدار حيث يغمر الشراؽ ضمن اؼباء يف ؾبر .(3ػ1شكل الأنبوب السحب ليصل إىل بئر التجميع عند حافة النهر ومنو إىل ؿبطة الضخ )

ؿبطة الضخ -4بئر التجميع -3أنبوب السحب -2الشراؽ -1

.(: مأخذ مغمور 3ػ 1الشكل)

8

Shore intakeالمأخذ على ضفاف النهر ـ 3ـ 2ـ 3ـ 1يستعمل عندما يكوف النهر ضيقا حيث يبت بئر التجميع عند حافة النهر وتدخل اؼبياه من خبلؿ فتحات مغطاة بشبك معدين موجودة يف جدار البئر مباشرة وتعمل أكثر من فتحة حسب تغت منسوب

قسم وتنتقل إىل Aحيث تتجمع اؼبياه يف القسم Bو Aاؼبياه يف النهر. وتقسم البئر إىل قسمت ( وعرب خط السحب تنتقل اؼبياه إىل غرفة الضخ B( عرب مصاؼ ناعمة ، ومن القسم )Bالسحب )

(.4ػ 1)شكل

فتحات دبصايف ناعمة يف فاصل -4أنبوب السحب -3فتحات يف جدار البئر -2بئر التجميع -1 سم سحب اؼبياه ق - Bقسم ذبميع اؼبياه - Aمضخة -5البئر

.(: مأخذ على ضفاؼ هنر4ػ 1الشكل )

Flot intakeالمأخذ العائم ـ 4ـ 2ـ 3ـ 1

يستعمل اؼبأخذ العائم يف األهنار ذوات اؼبناسيب اؼبائية اؼبختلفة من فصل آلخر ، إذ توضع اؼبضخة يف قوى وأنبوب مثبت على الشاطئ

وعند ارتفاع أو البفاض سفينة بالنهر وتتصل بأنبوب من اؼبطاط اؼب

منسوب اؼباء يف النهر ترتفع أو تنخفض السفينة حاملة معها اؼبضخة .

وللعمليات الصغتة يبكن أف مبد األنبوب اؼبطاطي اؼبتصل باؼبضخة إىل منتصف اجملرى حبيث ينتهي (.5ػ 1دبصفاة ويثبت على برميل يعمل كعوامة يرتفع وينخفض مع منسوب اؼباء )شكل

9

.(:اؼبأخذ العائم 5ػ 1الشكل )

Intake through pipelime المأخذ األنبوبي ـ 5ـ 2ـ 3ـ 1ـ عن القاع حسب 1اىل 0.5يستخدـ يف ىذه اغبالة أنبوب وحيد وبتوي على مأخذ واحد يرتفع من

و ثابت على عندما يكوف منسوب اؼبياه يف اؼبصدر شبو حركة النقل اؼبائي ووضع الرواسب على القاع مدار العاـ.

أما يف اؼبصادر اليت يتغت منسوب اؼباء فيها فيستخدـ أنبوب يبتد على اكبدار النهر ووبتوي ىذا األنبوب على مأخذين ينتهياف دبصفاة ، العلوي يستعمل عند الفيضاف والسفلي عند التحاريق.

ثرة االنسداد واغباجة إىل التنظيف اؼبستمر اؼبأخذ األنبويب بالبساطة وقلة التكلفة لكن من عيوبو ك يبتاز (.6ػ 1للمصفاة بسبب القرب من الشاطئ )شكل

أما إذا أردنا مد األنبوب داخل مصدر اؼبائي ؼبسافة كافية بعيدا" عن الشاطيء لتفادي التلوث احملتمل جبواره وبمل األنبوب على جسر ويزود باحملابس البلزمة للتحكم يف ست اؼباء.

.ترسيمة اؼبأخذ األنبويب (: 6ػ 1شكل )ال

10

شوائب كبيرة األبعاد حجز ال مصافي -1-4صايف يف ضباية ؾبمل اؼبنشأة )مضخات، أنابيب، ثقوب، أجهزة اؼبعاعبة( من األجساـ الطافية أو اؼبتفيد

يز بت ثبلثة مب .اؼبعلقة اليت يبكن أف تضر باؼبنشأة أو تسطمها، اؼبصايف ىي إحدى مكونات اؼبآخذ اؼبائية أنواع ؼبصايف حجز الرماؿ: اؼبصايف الثابتة ، اؼبصايف اؼبتحركة شاقوليا واؼبصايف اؼبيكرونية.

المصافي الثابتةـ 1ـ 4ـ 1نضع بشكل عاـ نوعت من اؼبصايف الثابتة على التسلسل، يف البداية نضع مصفاة خشنة مؤلفة من

سم، تليها 3إىل 2وتباعد القضباف عن بعضها من سم 2إىل 1قضباف فوالذية عرض القضيب من سم توضع ىذه اؼبصايف أحيانا شاقوليا، وغالبا مائلة بزاوية 1إىل 0.3من مصفاة شبكية أبعاد فتحاهتا

على األفق. 808إىل 60من

تنظف اؼبصايف الثابتة إما يدويا عن طريق نزع اإلطار اغبامل للمصفاة من مكانو لتخضع لتنظيف ميكانيكي وباؼباء مث يعاد ؼبكانو.

ويتم تنظيف اؼبصفاتاف اؼبوضوعتاف على التسلسل بالتناوب.

ويبكن أف يتم تنظيف اؼبصايف الثابتة آليا بشكل متقطع كما يف الشبكة ذات الكاببلت اغباوية على (.7ػ 1كبلبات قبلبة )شكل

انس من النايلوف ربرؾ بوساطة سلسلة ببل هناية.أما التنظيف اآليل للمصايف الثابتة فيتم باستخداـ مك

11

ػ 6ػ أسطوانة كابل العربة 5ػ القط )قاذؼ( 4ػ كبلب قبلب 3ػ عربة حاملة للكبلب 2ػ الشبكة 1

لت للعربة ػ سلك 11ػ ؿبدد للجهد 10ػ ؿبرؾ خفض العربة 9ػ بورتيك 8ػ زرقة 7كابل قيادة العربة ػ 16ػ سلك لت للكبلب 15ػ كابل العربة 14 ػ بكرة ارساؿ الكبلب 13ػ أسطوانة كابل العربة 12

ؿبرؾ خفض الكبلب

.(: ترظبية لشبكة تصفية ذات كاببلت حاوية على كبلبات قبلبة7ػ 1الشكل )

المصافي المتحركة شاقوليا ـ 2ـ 4ـ 1سم، وتركب على إطارات 0.5 إىل 0.1يف معدة غبجز جسيمات صلبة أبعادىا من ىذه اؼبصا

متمفصلة مكونة من سلسلة بدوف هناية )أو شريط( ، تتحرؾ ىذه السلسلة بت أسطوانيتت األسطوانة السفلى مغمورة باؼباء بينما العلوية ذبر بوساطة ؿبرؾ وتؤمن اإلنتقاؿ اؼبستمر أو اؼبتقطع للغرباؿ.

ب مبوذج تصنيع اؼبصايف اؼبتحركة شاقوليا يبكن أف يعرب اؼباء اػباـ الغرابيل من اػبارج إىل الداخل حس ب(. 8ػ 1أو من داخل الغرابيل إىل خارجها )شكل ،أ( 8ػ 1)شكل

12

4 نافورة قذؼ ماء الغسيل - 3اؼبصفاة - 2وصوؿ اؼباء اؼبعد للتصفية - 1 ـبرج اغبمأة - 5 ؾبرى البقايا اؼبطروحة -

خارجها إىلداخل الغرابيل خاـ يعرب من ب ػ ماء داخل الغرابيل إىل اػبارج خاـ يعرب من أ ػ ماء

.(: اؼبصايف اؼبتحركة شاقوليا 8ػ 1الشكل )

ؼباء اػباـ(( تتعرض قطع الغرابيل اؼبتتالية إىل ماء صادر عن نافورات خبلؿ مسار الغرابيل ))وبعيدا عن ا

ربت ضغط، ىبتؽ ماء النافورات الغرابيل باذباه معاكس إلذباه دخوؿ اؼباء اؼبعد للمعاعبة. تطرح البقايا احملجوزة على سطح الغرابيل ضمن قنوات تصريف.

المصافي الميكرونيةـ 3ـ 4ـ 1 ،بشكل عاـ ؼبعاعبة مياه البحتات الضعيفة التلوث باعبسيمات اؼبعلقة الكبتة تستخدـ ىذه اؼبصايف

واغباوية على الببلنكتوف.

وغالبا ماتتبع التصفية اؼبيكرونية بالتشيح الرملي مث التطهت.

تدور حوؿ ؿبورىا بسرعة دوراف متغتة ،يتألف جهاز التصفية اؼبيكرونية من أسطوانة أفقية وحيدة مثقبةدورة/دقيقة . ويغلف األسطوانة اؼبثقبة نسيج معدين أو ببلستيكي ذو مسامات أدىن من 5و 0.5بت

ميكرو مت(. وزبتار أبعاد مسامات النسيج بعد إجراء ذبارب ـبربية 65أو 35أو 23ميكرومت ) 100 حبيث تبلئم للجسيمات اؼبطلوب حجزىا )مواد معلقة أ و ببلنكتوف(.

13

األسطوانة من أحد طرفيها بشكل ؿبوري ويرغم على اػبروج منها بشكل قطري يدخل اؼباء إىل ، حيث اليوجد أي ـبرج سوى اؼبسامات احمليطية. ،عرباؼبسامات بعد اف ربجز اعبسيمات

تؤذي غبدوث مقاومة ، و أي أف اعبسيمات اؼبعلقة أو الببلنكتوف ربجز على السطح الداخلي لؤلسطوانة سم. 50سم وينبغي أال يتجاوز الػ 15ايل ضياع ضبولة يصل إىل ػبروج اؼباء وبالت

وتنظف ىذه احملجوزات من سطح األسطوانة عندما يبر جزء األسطوانة إىل مكاف وجود النافورات اؼبائية ػ 1شكل الوتصرؼ اؼبواد الصلبة إىل قناة تصريف البقايا ) ،اؼبوجودة يف القسم األعلى من جهاز التصفية

9.)

أفقي مسقط قطع عرضي م

ػ أسطوانة التصفية 4ػ سكرعدـ رجوع لؤلماـ 3ػ سكر دخوؿ اؼباء اػباـ 2ػ ىدار التغذية باؼباء اػباـ 1ػ كاشف ضياع 8صبع اؼبواد الصلبة ػ قناة 7ػ نافورات غسيل مائي 6ػ ذبهيز التدوير 5 اؼبيكرونية

ػ ىدار خروج اؼباء اؼبصفى 9اغبمولة : جهاز التصفية اؼبيكرونية.9ػ 1الشكل

أما عرض األسطوانة m3 ىبتار قطر أسطوانة التصفية حسب تدفق اؼباء اػباـ، وقد يصل الػقطر إىل

. سرعة التشيح )نسبة تدفق اؼباء اػباـ على السطح اغبر للفتحات )اؼبسامات( يف m 3زيد على فقد ي ـ/ثا. 0.40و 0.35اعبزء اؼبغمور من األسطوانة( تتاوح بت

14

الفصل الثاني تهوية المياه

ح. األمبلالغازات و إف اؼباء النقي كيميائيا غت موجود يف الطبيعة ألنو مذيب للعديد من

ونتيجة لزيادة حجـو التجمعات السكانية مل تعد مصادر اؼبياه اعبوفية اليت تعترب أكثر نقاوة من الناحية البيولوجية من اؼبياه السطحية كافية لتلبية االحتياجات اؼبتزايدة ؼبياه الشرب ولؤلغراض الصناعية، وبالتايل

ا ملوثة بشكل واضح وربتاج لعدة مراحل معاعبة ازداد اللجوء إىل اؼبياه السطحية، على الرغم من أهن .( 1ػ 2)شكل ال كما يف ، تتعلق باؼبواد اؼبلوثة اؼبوجودة يف مصدر اؼبياه

Aإضافة كلور :

B).. .: إضافة مادة مروبة ) شبة أو كلور اغبديد أو الومينات الصوديـو

C. : ضبط القلوية بإضافة الكلس أو كربونات الصوديـو

D فحم فعاؿمسحوؽ : إضافة.

E: ( نزع الكلور الفائض بإضافةNa2SO3 أو ،NaHSO3 )...أو فحم فعاؿ ،.

Fفلورة اؼباء بإضافة مركبات الفلور :.

X: .إضافة ثاين أكسيد الكلور

.ـبطط عاـ ؼبنشأة معاعبة مياه سطحية (:1ػ 2)الشكل

15

اين أكسيد الكربوف وعناصر طيارة وحىت آثار من يبكن أف ربتوي اؼبياه السطحية سيئة النوعية على غاز ث ة باألكسجت اؼبنحل.فقت غاز كربيت اؽبيدروجت الذي يعطي للماء رائحة البيض الفاسد، إضافة لكوهنا

NH3بعض اؼبياه اعبوفية اؼبلوثة سبتلك خواص مشاهبة ؼبا ذكر ويبكن أف ربتوي على غاز النشادر و ة، وقد ربتوي على غاز اؼبيتاف القابل لتشكيل مزيج إنفجاري يف حاؿ الذي يعطي للماء رائحة البول

إلزالة الغازات الضارة وزيادة تركيز األكسجت .% ميتاف10إىل 5تشكيلو خليط مع اؽبواء بنسبة من اؼبنحل نلجأ إىل عملية هتوية اؼباء.

زبليصو من اؼبواد العالقة، وحىت يصبح اؼباء صاغبا للشرب أصبح من الضروري يف الكثت من اغباالت الناذبة عن وجود بعض اؼبواد العضوية و الرائحة والطعم اللوف زاؿ عنويومن قسم من اؼبواد اؼبنحلة، وأف

أو ملوثات مصدرىا نفايات صناعية مطروحة بطريقة عشوائية يف اؼبياه الطبيعية. لفة يف تنقية اؼبياه.( عمليات اؼبعاعبة اؼبستعملة لؤلغراض اؼبخت1-2ويبت اعبدوؿ )

عمليات اؼبعاعبة اؼبستعملة الصفة

التهوية يف ظروؼ حامضية. -أ كربيت اؽبيدروجت األكسدة الكيميائية دبركبات الكلور أو باألوزوف. –ب يبتشكيل كربيت اغبديدي. التسيب مع أمبلح اغبديد -ج

التهوية. -أ ثاين أكسيد الكربوف ية حيث يتحوؿ إىل ىيدوجينوكربونات.إضافة مادة قلو -ب

والتشيح واالمتزاز على الفحم الفعاؿ.التخثت -أ اللوف األكسدة الكيميائسة دبركبات الكلور أو باألوزوف.-ب

والتشيح وقد يكفي التشيح لوحده إذا كانت العكارة غت كبتة. التخثت العكارة المتزاز على الفحم الفعاؿ.والتشيح واالتخثت -أ الطعم والرائحة

األكسدة الكيميائسة دبركبات الكلور أو باألوزوف. -ب التهوية. -ج

األس اؽبيدروجيت غت اؼبعتدؿ

إذا كاف األس اؽبيدروجيت مرتفع يضاؼ ضبض مثل ضبض كلور اؼباء وضبض الكربيت أو غاز ثاين أكسيد الكربوف، وإذا كاف األس اؽبيدروجيت

اؼ مادة قلوية مثل ماءات الصوديـو أو ماءات الكالسيـو أو منخفض تض. كربونات الصوديـو

األكسدة والتسيب كماءات اؼبعدف، ويبكن ربقيق اإلزالة بالتبادؿ األيوين. اغبديد واؼبنغنيز

16

إضافة مادة قلوية لتتتشكل ماءات اؼبعدف القليلة االرببلؿ والقابلة النحاس والرصاص للتسيب.

% من الزرنيخ.50والتشيح يبكن أف يزيل التخثت -أ رنيخالز الثبادؿ األيوين عرب سرير من االلومينا اؼبنشطة ىبفض تركيز الزرنيخ إىل -ب

مستويات منخفضة. األكسدة بثاين أكسيد الكلور أو باألوزوف. -أ اؼبركبات الفينولية

األمتزاز على الفحم الفعاؿ. -بو اسيـو ـ والبوتو الصودي

الكلوريداتو الكربيتات والنتات

التبادؿ األيوين أو التشيح النانومتي أو التناضح العكسي.

، وقابلية انحالل األكسجين في الماءـ مبدأ تهوية الماء 1ـ 2

اس بت اؼباء واؽبواء اغباوي على األكسجت حيث تماؼببدأ األساسي لعملية هتوية اؼباء ىو زيادة فرص ال( ىواء ػ ماء . ويتم بذلك طرد الغازات interfaceسرعة التحويل تتناسب مع أنبية السطح البيت )

الضارة اؼبنحلة وزيادة تركيز األكسجت اؼبنحل يف اؼباء .عنػػدما يبلمػػس اؼبػػاء اؽبػػواء فػػإف قسػػما مػػن غػػاز األكسػػجت اؼبوجػػود يف اؽبػػواء ينحػػل يف اؼبػػاء وتػػزداد الكميػػة

ع الػػزمن إىل أف تصػػل إىل حالػػة تػػوازف )أي أف مقػػدار مايفقػػده اؼبػػاء مػػن األكسػػجت يسػػاوي اؼبنحلػػة فيػػو مػػوتعتمد حالة التوازف ىذه لغػاز معػت علػى تركيػز ىػذا الغػاز يف اؽبػواء مقدار مايبتصو منو من اؽبواء احمليط(.

احمليط.

بة اؼبئويػة غبجمػو يف وحسب قانوف دالتوف وبػدث غػاز مػا مػن مػزيج غػازي ضػغطا يتناسػب مػع جػداء النسػ اؼبزيج بالضغط الكلي للمزيج.

(0.21يدعى ىذا الضغط بالضغط اعبزئي للغاز اؼبذكور، فمثبل الضغط اعبزئي لؤلكسجت يساوي

. 760 mm.Hg)

والضغط اعبزئي لآلزوت يساوي

0.78) . 760 mm.Hg)

17

متناسػبة طػردا بلؿ التػوازين لغػاز مػا يف اؼبػاء ووجػدىالقد أشتق العامل ىنري قانونا يعطػي مقػدار قابليػة االكبػ وذلك حسب العبلقة: (P) مع ضغطو اعبزئي

Cs = @ . P قابلية اكببلؿ الغاز مقدرة ب ملغ/ؿ ) تركيز االشباع للغاز يف اؼباء(. Cs : حيث

درجػة بازديػاد تػنقصقيمتػو تتغت قيمة ىػذا العامػل مػن غػاز آلخػر كمػا أف : عامل االكببلؿ و@ ويسػاوي ىػذا العامػل إىل قيمػة قابليػة االكبػبلؿ ؽبػذا وبازدياد كمية االمبلح اؼبنحلة. حرارة اؼباء

( 1) الغاز يف اؼباء بدرجة اغبرارة احملػددة وذلػك فيمػا إذا كػاف الضػغط اعبزئػي للغػاز مسػاويا إىل ضغط جوي.

P ضػغط جػوي، ويسػاوي الضػغط اعبزئػي للغػاز إىل : الضغط اعبزئي للغاز يف اعبو احملػيط بواحػدة قيمة الضغط الذي يعطيو ىذا الغاز فيما لو كاف موجودا وحده على سطح اؼباء.

-2) ضػغط جػوي معطػاة باعبػدوؿ 1إف قيم قابليػة اكبػبلؿ غػاز األكسػجت يف اؼبػاء بضػغط جزئػي قػدره 2 .)

.ضغط جوي 1غط جزئي مساوي : قيم قابلية اكببلؿ األكسجت يف اؼباء بض(2-2) اعبدوؿ

درجػػػػػػػػػػػػػػػػػػة اغبػػػػػػػػػػػػػػػػػػرارة )مئوية(

0 10 20 30 40 60 80 100

@ قابلية االكببلؿ )ملغ/ؿ(

69.8 54.3 44.3 37.2 32.9 27.8 25.1 24.2

يف اؼبػػاء اعتمػػادا علػػى اعبػػدوؿ السػػابق هبػػب أف يأخػػذ ؤلكسػػجت ولكػػي نسػػتطيع حسػػاب التكيػػز اؼبتػػوازف ل (. 3-2) بدرجة اغبرارة اؼبعطػاة كمػا يف اعبػدوؿ لهواء يتعلق بضغط خبار اؼباءئي لعبز باالعتبار أف الضغط ا

الكليػػة لضػػغط الغػػازات مػػن القيمػػة لتحديػػد الضػػغط اعبزئػػي للهػػواء هبػػب أف لبػػرج قيمػػة ضػػغط خبػػار اؼبػػاءو تعطى بالعبلقة التالية:جت كساألقابلية اكببلؿ عندىا فإف و فوؽ اؼباء

18

Cs = @ . (P – Pv) K

.)ملغ/ؿ( بدرجة اغبرارة اؼبعطاةجت يف اؼباء كساألقابلية اكببلؿ Cs :حيث

Pبواحدة ضغط جوي.واء فوؽ اؼباء : ضغط اؽب

Pv.ضغط خبار اؼباء يدرجة اغبرارة اؼبعطاة بواحدة ضغط جوي :

K0.21ة هواء وتؤخذ مساويمن الضغط الكلي للؤلكسجت : حصة الضغط اعبزئي ل.

: قيم ضغط خبار اؼباء بدرجات حرارة ـبتلفة بواحدات ضغط جوي. (3-2) اعبدوؿ 100 80 60 40 30 20 10 0 درجة الحرارة )مئوية(

Pv 0.006 0.012 0.023 0.0419 0.0728 0.1965 0.4675 1.0ضغط بخار الماء

:1تطبيق عدديمئويػػة، علمػػا أف 20درجػػة اغبػػرارة احمليطػػة تسػػاوي يف اؼبػػاء إذا كانػػت األكسػػجتأحسػػب قابليػػة اكبػػبلؿ

% .21تساوي Kقيمة

الحل: لنطبق العبلقة

Cs = @ . (P – Pv) K

1مسػػاويا ؤلكسػػجت يف اؼبػػاء عنػػدما يكػػوف الضػػغط اعبزئػػي لؤلكسػػجت عامػػل االكبػػبلؿ ل @: ملغ/لت . 44.3مئوية تكوف قيمة العامل 20ضغط جوي، وعند درجة اغبرارة اؼبعطاة

P ضغط جوي. 1: الضغط الكلي للغازات يساوي

Pv ضغط جوي. 0.023مئوية يساوي 20: ضغط خبار اؼباء ، عند درجة اغبرارة

K20مػن الضػغط الكلػي للغػازات ويسػاوي عنػد درجػة اغبػرارة ؤلكسػجت : حصة الضغط اعبزئػي ل %.21مئوية قيمة

Cs = @ . (P – Pv) K

19

Cs = 44.3 . (1 – 0.023) 0.21=9.08 mg/l ـ طرائق تنفيذ تهوية الماء 2ـ 2تنفذ بشكل عاـ ، هتوية اؼباء يف رأس ؿبطة معاعبة اؼباء . تتبع نتائج التهوية لظروؼ تطبيقها: درجة

اغبرارة ، ضغط اؼباء ، وتدفق اؽبواء . .ط أعلى من الضغط اعبويتنفذ هتوية اؼباء إما ربت الضغط اعبوي أو ربت ضغ

اعبيد بت اؼباء واؽبواء التهوية يبكن ربقيقو بنشر اؼبياه خبلؿ اؽبواء يف طبقات رقيقة أو نقط لتماس ا . (صغتة )التهوية بسقوط اؼبياه( ، أو خبلط اؼباء مع نشر اؽبواء )التهوية بالفقاعات

% من أقصى مستوى 80-60إىل حل اؼبن يف كبل الطريقتت يبكن رفع ؿبتوى اؼباء من األكسجت .لؤلكسجت يف اؼباء

يبكن اف تشغل منشأة التهوية ربت الضغط العايل، و تتطلب معاعبة تدفقات كبتة من اؼبياه اللجوء والتهوية اؼبفتوحة )ربت الضغط اعبوي( ىي اليت تسمح بإزالة غاز ثاين ،إىل منشآت التهوية الثقالية

عند معاعبة مياه غنية ببيكربونات الكالسيـو ربوؽبا إىل مياه قابلة لتشكيل لكنها ،أكسيد الكربوف رواسب من كربونات الكالسيـو وبالتايل تشكل خطورة على أجهزة اؼبعاعبة التالية للماء .

ـ التهوية المفتوحة 1ـ 2ـ 2

اؽبواء ضمن اؼباء. يتم سباس اؽبواء ػ ماء بتذيد اؼباء يف اؽبواء أو عن طريق غرغرة )بقبقة ( ـ ترذيذ الماء في الهواء 1ـ 1ـ 2ـ 2

.ؤلعلىلرش اؼبياه يتم فيها ،لتهوية بالرش باستخداـ نافورات متصلة دباسورة تغذيةا تتمولكن يف نفس ،مم5ألكثر من ،هبب أف تكوف فتحات النافورة كبتة إىل حد ما ،لتجنب االنسدادو

.ات صغتةقطر إىل الوقت هبب ربقيق نشر اؼبياه ربت ذلك بوساطة أنابيب مثقبة موجودة يف أعلى برج التذيذ ويتمترذيذ اؼباء يف اؽبواء ينفذ غالبا ما و

(.2ػ 2بار(، وتسقط اؼبياه لتجمع يف أسفل برج التذيذ )شكل 0.8ضغط ضعيف )أقل من

20

ػ شباؾ هتوية 4ػ جامع مشعب 3ػ أنابيب ترذيذ اؼباء 2ػ ماء معد للتهوية 1

ػ ماء مهوى 5

(: ترسيمة برج هتوية بتذيذ اؼباء.2ػ 2الشكل )

نافورات الرش فوؽ حوض التسيب أو وحدة التشيح وذلك الستغبلؿ اؼبساحة تكوف ويبكن أف .يتهاولتجنب اغباجة غبوض ذبميع منفصل للمياه اليت مت هتو

التهوية باستخدام الصواني -أ

الكوؾ اؼبكسر أو اغبصى يف فحم ؾبموعة مواد معبأة بسيطة مثل أنظمة التهوية باستخداـ الصواينترتب رد اتساعا لزيادة منطقة االحتكاؾ السطحي، وتقطر تسلسل رأسي. تصب اؼبياه يف قمة ىذه الكومة، وتف

من خبلؿ فتحات صغتة يف قاع كل صينية.

وفيما تسقط اؼبياه من صينية لصينية وترتطم فوؽ الكومة، فإهنا تصادـ اؽبواء. ويبكن دفع اؽبواء بشدة يف اـ التيار اؽبوائي ىذه األنظمة عن طريق ضاغط ىواء كهربائي أو ببساطة، كما ىو أكثر شيوعا، باستخد

الطبيعي.

، مثل اؼبواد اؼبذيبة، ولكن التيار وأنظمة الدفع اؼبيكانيكي للهواء أكثر فعالية يف إزالة العناصر األقل تطايرا اؽبوائي الطبيعي ىو خيار قابل للتطبيق عندما تكوف عناصر أكثر تطايرا مثل كربيتيد اؽبيدروجت، أو

اؽبدؼ. الرادوف، أو كلوريد الفنيل ىي

وبعد أف سبر اؼبياه من سلسلة الصواين، تتجمع ببساطة عند قاعدة النظاـ.

21

لنمو الطحالب والوحل، فبا يبكن أف هبعل اؼبعاعبة أقل أنظمة التهوية باستخداـ الصواين معرضة كثتا إف النحاس، رغم أف ىذه ات أو كربيت الكلوريبكن ضبط ىذا النمو بإضافة كيماويات مثل فعالية. و

اإلضافات سبثل تكلفة إضافية وقد تظل موجودة حىت يف اؼبياه اؼبعاعبة النهائية يف النظاـ.

كما يبكن استعماؿ خاصة السقوط الشبليل حيث يسقط رذاذ اؼباء على صواين موضوعة على عدة (.3ػ 2مستويات، وذبمع اؼبياه اؼبهواة من أسفل الوعاء أيضا )الشكل

ػ 5ػ صواين السقوط الشبليل 4ػ شباؾ هتوية 3ػ فتحات ترذيذ اؼباء 2ػ وصوؿ اؼباء اػباـ 1

ػ سحب اؼباء اؼبهوى 6خزاف اؼباء اؼبهوى

وية ذو ترذيذ ماء وسقوط شبليل.(: جهاز هت3ػ 2الشكل )

إف أجهزة التهوية ذات جرياف اؽبواء القسري تعد أكثر كفاءة يف إزالة اؼبواد األقل تطايرا مثل اؼبذيبات.خفض ثاين أكسيد الكربوف بواسطة سقوط اؼبياه مؤثر ولكن ليس كايف عند معاعبة اؼبياه شديدة إف

مث التشيح ىء اؼبطفكلس اؼبياه اؼبعاعبة الكيماوية مثل جرعة من ال حيث يلـز ؽبذه النوعية من .العدوانية. على كربونات الكالسيـو

تهوية البرج المعبأ -ب

22

ويستخدـ نظاـ هتوية الربج اؼبعبأ موزعا هبعل اؼبياه سبر بصورة متساوية عرب قمة برج معبأ بأجساـ من يزيد احتكاؾ اؽبواء باؼباء إىل أقصى درجة. الببلستيك، أو اػبزؼ، أو اؼبعدف مت تصميمها على كبو

ويدفع اؽبواء أو يسحب إىل أعلى من خبلؿ الربج يف عكس اذباه تيار اؼبياه.

99أنظمة الربج اؼبعبأ يبكن أف ربقق نسبا عالية بت اؽبواء واؼباء يف اػبليط وإزالة اؼبلوثات تصل إىل إف اؼبتطايرة من الطبقة الوسطى للمياه اعبوفية. وىى تستخدـ برجا إلزالة اؼبذيبات ويبكن أختيارىايف اؼبائة،

متا مزودا دبوزع فوؽ قمتو. ويدفع اؼبوزع اؼبياه بصورة متساوية عرب قمة برج معبأ 12إىل 5من ارتفاعواؽبواء باؼبياه إىل أقصى مداه. بتماسبأجساـ من الببلستيك، أو اػبزؼ أو اؼبعدف مصممة بطريقة تصل

اؽبواء أو يسحب إىل أعلى عرب الربج ضد تيار اؼبياه اؼبتدفقة. وذبمع مضخة عند القاعدة اؼبياه ويدفع اؼبعاعبة وتزيلها.

أو نتيجػػة لتشػػكل رواسػػب مػػن ،سبيػػل أجهػػزة التهويػػة ألف تنسػػد بػػاؼبواد اؼبعلقػػة اؼبوجػػودة يف اؽبػػواء، والبكتيػػا. ثػػػػتا إذا تطلػػػػب األمػػػػر أف ىبضػػػػع اؼبػػػػاء إىل معاعبػػػػة إف تكلفػػػػة ىػػػػذه اؼبعاعبػػػػة تػػػػزداد ك كربونػػػػات الكالسػػػػيـو

أو إذا طلب تنفية اؽبواء قبل طرحو يف اعبو، وتستهلك ىذه األجهزة الكهرباء لتشػغيل اؼبضػخات ،مسبقة وناشرات اؽبواء.

وكثتا ما تكوف أنظمة هتوية الربج اؼبعبأ تركيبات دائمة، ولكنها قد تصنع فوؽ مقطورة متنقلة وتنقل من ؼبكاف. مكاف

، عرضة حقن اؼبياه باؽبواءومع أف أنظمة هتوية الربج اؼبعبأ بسيطة يف مبدئها، فإهنا كغتىا من أنظمة . كربونات ورواسب اؼبولدة للصدأ، و والبكتتيا، اعبسيمات العالقة لبلنسداد بسبب تراكم الكالسيـو

وتزداد تكاليف اؼبعاعبة بدرجة كبتة إذا تعت معاعبة اؼبياه مسبقا أو إذا تعت تنقية نظم التهوية قبل إطبلؽ اؽبواء يف اعبو.

اجهزة التهوية ذات األطباق -جىػذه اؼبػواد يبكػن أف تكػوف ،ويبكن ربقيق التهوية يف أجهزة ذات أطباؽ حيػث توضػع مػواد مالئػة شػاقوليا

ن مشتقات الفحم أو من اغبجارة. يدخل اؼباء اؼبعد للتهوية من أعلى اعبهػاز، وينشػر اؼبػاء لزيػادة سػطح م سباسو مع اؽبواء، مث يعرب اؼباء األطباؽ على شكل قطرات.

23

مػع اؼبػواد اؼبالئػة يصػبح اؼبػاء بتمػاس مػع اؽبػواء، يبكػن سبػاسوعند كل ،يسقط اؼباء من طبق إىل طبق آخراء ضػػػمن ىػػػذه األجهػػػزة بشػػػكل قسػػػري بفضػػػل ضػػػاغط ىػػػواء كهربػػػائي، أو يبكػػػن أف هبػػػري أف هبػػػري اؽبػػػو

ببساطة بفضل تيار طبيعي.

اعبرياف الطبيعي للهواء يعد كافيا من أجل اؼبواد األكثػر تطػايرا مثػل غػاز كربيػت اؽبيػدروجت، أو فينيػل إف الكلورايد.

تهوية.هبمع اؼباء اؼبعاف الذي عرب األطباؽ من أسفل جهازال

الهواء في الماء نشرـ 2ـ 1ـ 2ـ 2

يف أنظمة النشر اؽبوائي، تصب اؼبياه يف أحواض ذات ناشرات يف قيعاهنا. ويدفع اؽبواء اؼبضغوط داخل من اؼبلوثات ىذا النظاـ عرب الناشرات. ويتحوؿ ىذا اؽبواء إىل فقاعات، حيث ىبتلط اؼباء واؽبواء ؿبوال

إىل اؼباء. األكسجتاألوؿ إىل الثاين أويدفع ب

ولكن تشغليها باىظ التكاليف. ويبكن تركيبها بسهولة بعد تعديلها وبناء أنظمة نشر اؽبواء رخيص نسبيا ، فبا يتطلب صيانة آليا و شغيلها متواصبل لتحست األحواض القائمة ؼبعاعبة اؼبياه. ويبكن أف يكوف ت

دورية فقط ورقابة منتظمة.

كربونات ترسبات و اؼبولدة للصدأ، والبكتتيا ،اعبسيمات العالقةعرضة ؼبشاكل تراكم نشر اؽبواءوأنظمة ، اليت يبكن أف تسد النظاـ وتؤدي إىل إغبلقو. وهبب تعريض اؽبواء اؼبلوثاتوغتىا من ،الكالسيـو

لضغط شديد لدفعو إىل قاع حوض النشر، ومن مث فإف أنظمة النشر قاصرة على نسب منخفضة نسبيا تيجة لذلك فإف أنظمة نشر اؽبواء تستطيع فقط ربقيق إزالة اقتصادية ؼبلوثات عالية بت اؼباء واؽبواء. ون

وترتفع تكاليف اؼبعاعبة كثتا إذا كاف يتعت معاعبة اؼبياه سلفا أو إذا كاف يتعت .التطاير، مثل الرادوف تنقية ىواء النظاـ قبل إطبلقو يف اعبو.

سباس اؼباء مع اؽبواء اؼبضغوط ، وتعاير كمية اؽبواء ريق تأمت يبكن ربقيق غرغرة اؽبواء يف اؼباء عن طو احملقوف تبعا لنتائج التهوية اؼبطلوبة .

:بت ومبيزالغرغرة ربت ارتفاع ماء عايل: تتم التهوية بتيار متماثل حيث يدخل اؼباء اؼبعد للتهوية عرب أنابيب -أ

ربت ضغطعن طريق نواشر صادؼ اؽبواء اؼبنفوثمثقبة موجودة يف أسفل وعاء التهوية مث يصعد لي

24

. مث ذبمع اؼبياه اؼبهواة من أعلى وعاء التهوية أعلى من ؾبموع الضغط اعبوي والضغط اؼبطبق بعمود اؼباء، (.4ػ 2اس بت اؼباء واؽبواء )شكل لتميبكن ربست التهوية بوجود كتلة حشوة تزيد من سطح ا و

ػ 5ػ كتلة سباس 4ػ حقن ىواء مضغوط 3ػ ضاغط ىواء 2 ػ ماء معد للتهوية 1

سحب اؼباء اؼبهوى

(: التهوية بغرغرة اؽبواء يف اؼباء مع ارتفاع ماء كبت.4ػ 2الشكل )

ات فحم فعاؿ أو حجر اػبفاف.كتلة التماس ىذه يبكن أف تكوف قطع من الصخور الربكانية ، أو حبيب الغرغرة تحت ارتفاع ماء ضعيف: -ب

هبري اؼباء الداخل من أسفل وعاء التهوية ومن أحد طريف اعبهاز ليشكل ظباكة ضعيفة على صفيحة مثقبة ، ويدخل اؽبواء من األعلى ليحصل التماس بت اؼباء واؽبواء ، مث هبمع اؼباء اؼبهوى من الطرؼ

(.5ػ 2لتهوية )شكل اآلخر لوعاء ا

ػ أنابيب 5ػ مدخل اؼباء 4 ػ خروج ثاين أكسيد الكربوف 3ػ صفيحة مثقبة 2ػ مدخل اؽبواء 1

ػ سيفوف 9ػ ـبرج اؼباء اؼبعاف 8ػ واقية من الرغوة 7ػ حارفة اؽبواء 6التوزيع اؽبواء

(: هتوية مفتوحة بغرغرة اؽبواء يف ماء يشكل طبقة بسماكة ضعيفة.5ػ 2ل )الشك

25

تطبيق عددي:مت من سطح قمع 5حقنا ىواء مضغوطا عن طريق نواشر موجودة يف قاع وعاء التهوية وعلى عمق

سحب اؼباء اؼبهوى واؼبطلوب: ماىو الضغط األصغر البلـز لنشر فقاعات اؽبواء فعليا.

مئوية)بإنباؿ 10كببللية األكسجت يف اؼباء على مستوى ناشرات اؽبواء من أجل درجة حرارة ماء ماىي ا وجود خبار اؼباء يف فقاعات اؽبواء.

الحل :

حىت تنتشر الفقاعات اؽبوائية يف اؼباء هبب أف سبلك الفقاعات ضغطا أعلى من ؾبموع الضغط اعبوي مت يطبق ضغط )بواحدة ميلي مت زئبق( يساوي: 5بارتفاع لكن عمود والضغط اؼبطبق بعمود اؼباء.

PWater = 5000mmWater= 5000. (PWater/PHg) = 5000. (1/13.6 )

PWater = 1128mmHg

مئوية حيث قابلية اكببلؿ األكسجت يف اؼباء بضغط جزئي مساوي 10يف ىذه الظروؼ وبدرجة حرارة ملغ/لت، ربسب اكببللية األكسجت يف 54.3قيمة ( 2-2ضغط جوي تساوي حسب اعبدوؿ ) 1

اؼباء على مستوى ناشرات اؽبواء بتطبيق العبلقة:

. نسبة فرؽ الضغط. النسبة اؼبئويةملم زئبق 760اكببللية األكسجت=اكببللية األكسجت عند ضغط

0.21(. 760/ 1128. )54.3اكببللية األكسجت=

ملغ/لت 17.0ناشرات اؽبواء = اكببللية األكسجت على مستوى ـ تهوية الماء تحت الضغط 3ـ 1ـ 2ـ 2

26

التقنية اؼبستخدمة ىي غرغرة اؽبواء مع ارتفاع ماء كبت، وباستخداـ كتلة سباس: حبيبات فحم فعاؿ أو . Pouzzolane بزوالف

، حاقن مائي ، أو ىبلط اؽبواء اؼبضغوط مع اؼباء ربت ضغط بوساطة خبلط: خبلط ذو فبرات متعرجة بوساطة مضخة انتشار.

(.6ػ 2يتم التماس بشكل عاـ بتيار متماثل )شكل

(: هتوية اؼباء ربت الضغط.6ػ 2الشكل )

بار و أكثر حسب شروط الضخ سرعة مرور اؼباء من جهاز التهوية 15إىل 1يتغت ضغط التشغيل من ـ/سا. 40إىل 20اء على سطح اؼبرور( يتغت من )نسبة تدفق اؼب

27

الفصل الثالث والترسيب وتشكيل الندفالتخثير

coagulation flocculation and Precipitation

تعزى عكارة اؼبياه لوجود اؼبواد الغروانية اليت تبقى يف اؼباء دوف أف تتسب نتيجة لكوهنا ربمل شحنة التخثت بالتسيب الطبيعي بل يلـز اللجوء إىل عملية غروانيةعلها تتنافر، وال يبكن إزالة اؼبواد الكهربائية ذب

وتشكيل الندؼ. تصنيف المواد الصلبة في المياه ـ 1 ـ 3

ربتوي اؼبياه على مواد صلبة يبكن تقسيمها حسب حالتها الفيزيائية إىل ثبلثة أنواع: Suspendid solidsمعلقة لاصلبة المواد الـ 1ـ 1ـ 3

ميكرومت وترى باجملهر الضوئي العادي ، وقابلة للتسيب الفيزيائي 10وىي جسيمات أبعادىا أكرب من ميكرومت( فيصعب 10و 1مع سرع ترسيب متناسبة مع أبعادىا . أما اؼبعلقات األنعم )أبعادىا بت

(.1ػ 3ع ضمن ؾباؿ أبعاد اؼبواد الصلبة اؼبعلقة )شكل ترسيبها الفيزيائي، وأبعاد البكتيا واػبمائر تق

28

.لتصنيف الفيزيائي للمواد الصلبة يف اؼبياه(:ا 1 - 3الشكل ) Colloides solids غروانيةـ المواد ال 2ـ 1ـ 3

ة )كموف زيتا غت ميكرومت وربمل شحنات كهربائي 0.1و 0.001وىي جسيمات أبعادىا تتاوح بت ( ذبعلها مستقرة يف اؼباء وغت قابلة للتسيب الفيزيائي، وإلزالتها ينبغي ربييد شحناهتا بإضافة معدـومركبات كيميائية تؤدي لتشكيل ندؼ ىبلمية تنمو وتكرب وتتسب بزمن قصت، أبعاد الفتوسات تقع

.ترى إال باجملهر االلكتوين ضمن ؾباؿ الغروانيات اليت ال Dissolved solideمنحلة الصلبة المواد الـ 3ـ 1ـ 3

ميكرومت، وإلزالتها ينبغي إضافة مركبات كيميائية تؤدي إىل 0.001وىي جزئيات أبعادىا أقل من تشكيل مركبات قليلة اإلكببلؿ يف اؼباء وبالتايل قابلة للتسيب الفيزيائي كما يبكن إزالتها بتطبيق تقنية

سي.التناضح العك

29

: غروانيةتكوين الجسيمات ال -2 -3

نانومت ألهنا تتكوف من تراكم: 200ذات أبعاد من عدة نانومتات إىل غروانيةاعبسيمات ال .2-3جزيئات، وتدعى أيضا ذرات ميسيبلت و ىذه حالة ؿباليل الصابوف أو الصدأ كما يف الشكل -

.ميسيبلت الصابوف(: 2 - 3الشكل )

اعبزيئات الضخمة واؼبشكلة بتكثيف متعدد أو بلمرة جزيئات صػغتة ) ىػذه حالػة الربوتينػات، السػللوز -

وعػػػػدد مػػػػن اؼبركبػػػػات الطبيعيػػػػة أو التكيبيػػػػة(. إف شػػػػكل اعبزيئػػػػات الضػػػػخمة متغػػػػت: كػػػػروي، متطػػػػاوؿ، أو شػػكل شػػبكي، تتجمػػع بعػػض اعبزيئػػات الضػػخمة اػبطيػػة. يظهػػر الػػبعض اآلخػػر للجزيئػػات الضػػخمة علػػى

وإمبػا قػوى ،روابػط كيميائيػة حقيقيػة، كمػا يف اعبزيئػات الضػخمة تصفيحات. الروابط يف اؼبيسػيبلت ليسػالػروابط يف اؼبيسػيبلت أقػل اسػتقرارا ، إذا قػوى فانػدرفالس ، روابػط ىيدروجينيػة ( )ذباذب الكتوستاتيكي

مػػن جهػػة أخػػرى وبشػػكل عػػاـ انيػػةغرو فكػك بالتسػػخت أو بتمديػػد احمللػػوؿ، ربػػوي اعبسػػيمات الدقيقػػة التوت .شحنات كهربائية، حىت أهنا تظهر بعض اػبواص اؼبشاهبة ػبواص الشوارد

ربػػوي . متػػزاز الشػوارد الغريبػة اؼبوجػػودة يف اؼبػذيبإىػو غروانيػػةأىػم أصػل للشػػحنة الكهربائيػة للجسػيمات ال، وحسػػب ةدة مػػازة فبتػػاز مػػا اوىػػذا هبعػػل منهػػ راـ،/غػػ2ـ 1000سػػطوح كبػػتة حبػػدود غروانيػػةاعبسػػيمات ال

وبػػػػوي اؼبػػػػذيب شػػػػوارد مكملػػػػة للشػػػػوارد )امتزازىػػػػا للشارسػػػػبات أو للشػػػػارجبات، تشػػػػحن سػػػػلبا أو اهبابيػػػػا ضػر ؿبلػوؿ غػرواين مػن وب، تتبع إشػارة الشػحنة بػنفس الوقػت إىل طبيعػة اعبسػيمات والوسػط. ؽبػذا (اؼبمتزة

حسب التفاعل التالية : AgI يوديد الفضة

30

3)(3 NOKAgIIKNOAg S ل ، نعمػػاؼبتشػػكلة حياديػػو. بشػػكل عػػاـ AgIإذا كانػػت اؼبتفػػاعبلت بكميػػات متعادلػػة، تكػػوف جسػػيمات

موجػػود AgNO3 إذا كػػاف أمػػا .لػػيس خطيػػا AgI تكػػوين ، لكػػنأحػػد اؼبتفػػاعبلت مػػنبوجػػود فػػائض ىػو بينمػا إذا كػاف الفػائض ،وتكػوف شػحنة اعبسػيمات موجبػة Ag+ فائض وبصل امتػزاز لشػوارد بشكل

KI وبصل امتزاز لشوارد–I ، (.3-3شكلالتكوف شحنة اعبسيمات سالبة ) انظر و يئػات فهػي تسػتطيع امتػزاز اعبزيئػات وبشػكل خػاص جز غروانيػةأختا ، وبسبب أنبية سػطوح اعبسػيمات ال

.اؼبذيب احمليط هبا

إمتزاز شاردة والشحنة الكهربائية الناذبة.(: 3 - 3الشكل )

أهنػػا غروانيػػات أليفػػة للمحاليػػل اؼبائيػػة. ،ضػػعف وزهنػػا مػػن اؼبػػذيب 100بعػػض اعبسػػيمات تسػػتطيع امتػػزاز ماءات اغبديد ىذه حالة ،ىذه التجاذبات مهمة جدا عندما تقتب طبيعة اعبسيمات من طبيعة اؼبذيبو

للمذيب. مثل الذىب ال سبلك ألفة للمذيب إهنا كارىة غروانيةباؼبقابل اؼبعادف ال .واؼباء

31

: غروانيةلمحاليل اللكهربائية لخواص اال -3-3ذات ناقليػػػة غروانيػػػةد معظػػػم الشػػػوارد الغريبػػػة بوسػػػاطة الفػػػرز الغشػػػائي، فاحملاليػػػل العاعلػػػى الػػػرغم مػػػن اسػػػتب

ضػػعيفة للكهربػػاء، إف شػػحنة اعبزيئػػات تنػػتج إمػػا عػػن اجملموعػػات القابلػػة للتشػػرد أو عػػن شػػوارد فبتػػزة. إذا لػػػػوؿ غػػػػرواين قطبػػػػت موصػػػػولت إىل مولػػػػد تيػػػػار كهربػػػػائي مسػػػػتمر ربصػػػػل ىجػػػػرة للجسػػػػيمات وضػػػػعنا يف ؿب

انظػػر ) Electophoreseااللكػػتو فػػورز أو اؼبشػػحونة كهربائيػػا، ىػػذه ىػػي ظػػاىرة الػػرحبلف الكهربػػائي .(4-3شكل ال

ائي(.)ظاىرة الرحبلف الكهرب والشوارد اؼبكملة غروانيةىجرة اعبسيمات ال(: 4 - 3الشكل ) ع اعبسػػيمات مػن جهػػة إىل قػػوة ذبػاذب كهربائيػػة )الغروانيػػات اؼبوجبػة ذبػػذب مػػن قبػل اؼبهػػبط والسػػالبة ضػزب

من حهة أخرى إىل قػوة كػبح تنػتح عػن لزوجػة الوسػط، تصػل اعبسػيمات إىل زبضع ذبذب كبو اؼبصعد(، و اهتم الفعليػة )تتبػع سرعة حدية ثابتة تابعة لشكل ىذه اعبسيمات وللكتلة اؼبتوسػطة وبشػكل خػاص لشػحن

بػػالطبع تتجػػو الشػػػوارد .إذا لدرجػػة حػػرارة الوسػػط()ىػػذه اغبركيػػة أيضػػا للزوجػػة ولثابػػت العازليػػة الكهربائيػػة .الصغتة ذات الشحن اؼبتعاكسة باذباىت متعاكست

شػػارة زبتلػػف الشػػحنة الفعليػػة عبسػػيمة غروانيػػة عػػن الشػػحنة اغبقيقيػػة نتيجػػة لتػػأثت الشػػوارد اجملػػاورة ذات اإل اؼبعاكسة، واليت تلتصق تقريبا وبقوة على اعبسيمة.

مسك الشوارد األكثر قربا من اعبسيمة بقوة بوساطة ذباذب كهربائي: تشكل ىػذه الشػوارد طبقػة ثابتػة -، تنتقل ىذه الطبقة مع اعبسػيمة، وزبفػض الشػحنة اغبقيقيػة STERN أو ملتصقة ندعوىا طبقة ستورف

.(5-3شكلالا شاشة واقية )كما يف ؽبذه اعبسيمة وتشكل حوؽب)تتناسػػب قػػوة التجػػاذب مػػع تنػاقص تركيػػز ىػػذه الشػػوارد بسػرعة عنػػد االبتعػػاد، أي عنػػدما تػػزداد اؼبسػافةي -

6

1

r

،)

32

الطبقة اؼبضاعفة ، وكموف زيتا. (: 5 - 3الشكل )

ال تلصق ىػذه الطبقػة علػى اعبسػيمة، لكنهػا ،GOUY يوجد إذا طبقة ثانية منتشرة تدعى طبقة غوي ذبػػذبتشػػكل غيػػـو حػػوؿ اعبسػػيمة، وتصػػبح معدومػػة عنػػد مسػػافة مػػا عػػن اعبسػػيمة. ففػػي حقػػل كهربػػائي

لكػن ذبػذب ىػذه الشػوارد أيضػا مػن قبػل القطػب تها،الشوارد ذات الشحنة اؼبعاكسة لشحن اعبسيمة إليها ا.ذي الشحنة اؼبعاكسة لشحنته

كػذلك تأخػذ الشػحنة الفعليػة بعػت االعتبػار مػن جهػة الطبقػة الكهربػائي، حركة الػرحبلفتعيق ىذه الطبقة .الثابتة، ومن جهة أخرى الطبقة اؼبنتشرة

متناسػب مػع V أف اعبسم اغبامل لشحنة كهربائيػة يطبػق كمػوف لكن دباr

q. يف حالػة جسػيمة غروانيػة

لكن يبكن ذبزئتو إىل قسػمت : ،عن الشحنة اغبقيقية الناتج Vمن الصعب ربديد الكموف

V=v+Z ىػو كمػوف التمػاس الػذي يتغػت فجػأة بطريقػة خطيػة تقريبػا، داخػل الغػبلؼ الػذي يكػوف الطبقػة v: حيػث

الثابتة. Z الكهربػػائي، وىػو اؼبتغػت الوحيػد اؼبهػػم، ينػتج كمػوف اغبركػيال: كمػوف زيتػا أو Z نة لػيس عػن الشػػح

الطبقػػػػة +عبسػػػػيمة)ااغبقيقيػػػػة، بػػػػل عػػػػن الشػػػػحنة الفعليػػػػة للجسػػػػيمة أو عػػػػن الشػػػػحنة الفعليػػػػة للمجمػػػػوع

33

ربػػػػدد حركيػػػػة اعبسػػػػيمة وكػػػػذلك ىػػػػي الػػػػيت. بػػػػالعكس، ىػػػػذه الشػػػػحنة الفعليػػػػة أي كمػػػػوف زيتػػػػا (اؼبضػػػػاعفةتتغػػت ف ملإيػػنخفض اسػػتقرار اعبسػػيمة و و اسػػتقرارىا. عنػػدما تػػنقص الشػػحنة الفعليػػة يػػنخفض الكمػػوف زيتػػا

. Vوبالتايل ال يتغت الكموف ،الشحنة اغبقيقية

مستحيل، لتحديده نقيس حركية جسيمة دقيقة يف حقل كهربائي Z القياس اؼبباشر للكموف زيتا إف

E يث أف ىذين البعدين مرتبطت ببعضهماح. :غروانيةإزالة استقرار المحاليل ال -3-4

كمػػػوف زيتػػػا إىل عػػػدة قيمػػػة صػػػل تغروانيػػػة مشػػػحونة سػػػلبيا، حيػػػث ربػػػوي اؼبيػػػاه الطبيعيػػػة غالبػػػا جسػػػيمات لتعػػديل ىػػذه الشػػحنة أو علػػى األقػػل إلنقاصػػها ،ىػػذا الكمػػوف ىػػو إذا سػػالب ،عشػػرات مػػن اؼبيلػػي فولػػت .ؼبذكورةعاكسة بالقرب من اعبسيمات ، أي شارجات يف اغبالة اشحنات م يلـز جلب شحنات ربمل

؛ واألكثػػر معدنيػػة ثنائيػػة أو ثبلثيػػة الشػػحنة عاعبػػة اؼبػػاء علػػى شػػواردربػػوي اؼبخثػػرات الػػيت تضػػاؼ خػػبلؿ م . +Fe3واغبديد +Al3استخداما أمبلح األؼبنيـو

، فػػإف ىػػذه اؼبػػادة مسػػتخدمة بكثػػرة نتيجػػة ؼبقػػدرة التخثػػت العاليػػة وبسػػبب الػػثمن اؼبعقػػوؿ لكربيتػػات االؼبينػػـومعقدات لؤلؼبينـو يف اؼباء الطبيعي ذات اكببلليػة ينتج عن إضافة كربيتات األؼبنيـو تشكيل عدة. و كمخثر

اؼبوجػػػػػودة يف اؼبػػػػػاء تتغػػػػػت شػػػػػحنات غروانيػػػػػةوشػػػػػحنة متغػػػػػتة، بػػػػػامتزاز ىػػػػػذه اؼبعقػػػػػدات علػػػػػى اعبسػػػػػيمات البشػكل PHقيمػة الػػط بضػفػإف اعبسػيمات وبالتػايل يتغػت كمػوف زيتػا فيهػا. دبػا أف ىػذا الفعػل عكسػي

، وذبمعهػا مػع غروانيػةينػـو علػى شػكل سبلسػل ربػيط باعبسػيمات الث بلمػرة لؤلؼبو ديؤدي إىل حمناسب ، غروانيةوتسمح بتشكيل ندؼ قابلة للتسيب وحىت ال تتنافر اعبسيمات ال ،بعضها البعض بفضل روابط

ميلػػي فولػػت تقريبػػا(، ربػػدد الكميػػة 5إىل + 5-هبػػب أف يكػػوف كمػػوف زيتػػا فيهػػا ضػػعيف أو معػػدـو )مػػنلػػوب إضػػافتو للمػػاء إمػػا بوسػػاطة ذبػػارب تشػػكيل نػػدؼ يف اؼبخػػرب )ذبربػػة األواين، جػػار اؼبثاليػػة للمخثػػر اؼبط

.تيست( ، أو بقياس الكموف زيتا )تتبع كمية اؼبخثر لقلوية اؼباء اؼبراد معاعبتو(وىػػذا مػػا يػػدعى ،يف البدايػػة تعػػديل شػػحنة اعبسػػيمات لتشػػكيل نػػدؼ انطبلقػػا مػػن ؿبلػػوؿ غػػرواين يلػػـز إذا

يلـز ذبميع اعبسيمات اليت أصبحت غت مستقرة وىذه ىي مرحلة تشكيل الندؼ. تا بالتخثت، وأخ وتشكيل الندفالتخثير تعريف -3-5

34

ىو عملية تشكيل جسيمات منفصلة إنطبلقا من الغروانيات، واؼبعلقات إف التخثت وتشكيل الندؼ فصلها بسهولة عن اؼباء بالتسيب وبالتشيح.سهل الناعمة، لي

يسبق دبرحلة )يتم ضمن حوض فيو خلط بطيء( عبزء الظاىر للعياف يف العملية أي تشكيل الندؼإف ا. )تتم ضمن حوض فيو خلط بطيء( Coagulantة اؼبخثر الستقرار بفضل إضافة اؼبركبات اربطيم

خثت التسبتز بعض البكتيا على الندؼ اؽببلمية اؼبتشكلة ؽبذا يبلحظ خفض لعدد البكتيا بعد عملية وتشكيل الندؼ.

وتشكيل الندؼ بشكل أساسي لتويق اؼباء وإزالة اؼبواد العضوية )ربست طعم ورائحة التخثت يستخدـ اؼباء(.

تعديل كمون زيتا-3-6

ميلي فولت. 100و 50يتاوح بت hydrophobesإف كموف زيتا للغروانيات الراىبة للماء ق سباس اعبسيمات فيما بينها وبالتايل إزالة استقرارىا، بينت التجربة حىت تستطيع اغبركة الرباونية ربقي

ميلي فولت. 30دوف ضرورة خفض كموف زيتا إىل مااأليونات )الشوارد( ذوات الشحنات اؼبرتفعة ىي موجبة، تم خفض كموف زيتا بإضافة شحنات كهربائية ي

األكثر فعالية يف ىذا اجملاؿ. ات القابلة لتقدن أيونات موجبة ثبلثية الشحنة )أمبلح اغبديد وأمبلح تيلااللكتو زبثتوىذا يفسر فعالية

.) األؼبنيـو اؼبخثرالطبيعية( شحنة سالبة، وبإضافة اؼبياه PHسبتلك الغروانيات الطبيعية مثل الغضار )ضمن ؾباؿ

عديبة الشحنة يتشكل ؿبلوؿ غرواين ذو شحنة موجبة وبالتايل وبصل التجاذب وتتشكل ندؼ ىبلمية وقابلة للنمو والتسيب الفيزيائي.

حيث تسيطر يف ىذه اغبالة التخثت بيد أف إضافة كبتة جدا من االلكتوليت يبكن أف تقلل من فعالية غروانيات ذوات شحنة موجبة وبالتايل سبتلك ىذه الغروانيات اعبديدة اؼبتشكلة كموف زيتا ذي إشارة

لبدائية.شارة ائللـبالفة خثرات المركبات الكيميائية المستخدمة كم-3-7 نذكر:التخثت من أىم اؼبركبات الكيميائية اؼبستعملة عمليا إلقباز

Al2(SO4)3 nH2O كربيتات األؼبنيـو اؼبائية NaAlO2ألومينات الصوديـو

35

FeCl3 كلور اغبديد FeSO4 يات اغبديدتكربي

إضافة مرافقة ؼبركبات كلورية أو ثبلثي عن طريقأثناء اؼبعاعبة إىل حديد ويبكن أف يؤكسد اغبديد الثنائي . لربمنغنات البوتاسيـو

خثرات أسلوب تأثير الم-3-8

إف كربيتات األؼبنيـو يف ،نأخذ كمثاؿ حالة إضافة كربيتات األؼبنيـو ات بشكل أفضلاؼبخثر ؼبعرفة تأثت منخفض تظهر على شكل منخفض تظهر على شكل إيونات: PHؿبلوؿ مركز عند

Al2 (SO4 )3 2Al 3+ + 3 ( SO4

2-)

ميو أيوف األؼبنيـو ليشكل أيونات معقدة اليت تي ،ةيف غبظة إضافة كربيتات األؼبنيـو للماء اؼبعد للمعاعب يبثل شكلها األكثر بساطة بالصيغة:

OH

[ ( H2O Al Al ( H2O ) 4 ]3-

OH

ذرات أؼبنيـو وأيونات ثنائية 8لقد شخصت عدة أشكاؿ أيونية متعددة النوى وأكثر تعقيدا ربتوي حىت

وللتكيب PHوتشكيل الندؼ حساسة جدا للػ التخثت أو ثبلثية التكافؤ، وىذا يفسر ؼباذا ظواىر الكيميائي للماء اؼبعاف.

أيوين شبيو بالسابق مع ميل أكرب لتشكيل سبيو إىل FeCl3أمبلح اغبديد مثل كلور اغبديد زبضع بوليمرات ذوات تكافؤ رباعي.

ىذه البوليمتات ىي اليت تؤثر على الغروانيات وتعدؿ الشحنات االلكتو ستاتيكية وتغت الشكل أبعاد كبتة. إف تشكيل أيونات معقدة البلوري للغروانيات وتشكل ندؼ معتدلة الكتوستاتيكيا وذوات

ويدخل التأثت اؼبوقي أليونات البيكربونات اؼبوجودة يف -OHوبرؾ عدد من أيونات اؽبيدروكسيل إىل خفض قلوية اؼباء. ا يقود التميو األيوين إذو اؼباء.

وزيادة يف تركيز غاز ثاين أكسيد الكربوف اؼبنحل: PHوبصل خفض للػ و

H2O H+ + OH-

36

H+ + HCO3 - CO2 + H2O

وإف الشكل العاـ الكببلؿ كربيتات األؼبنيـو يف اؼباء اغباوي على قلوية ىيدروجينوكربونات الكالسيـو أو

اؼبضافة إليو ماءات الكالسيـو يتم وفق التفاعبلت التالية:

Al2 (SO4) 3. 18H2O + 3 Ca (HCO3)2 2 Al (OH)3 +

3CaSO4 + 6CO2 + 18H2O

Al2 (SO4) 3. 18H2O + 3 Ca (OH)2 2 Al (OH)3 +

3CaSO4 + 18H2O

اؼبعد للمعاعبة فهي تتاوح بت الطبيعي ات اؼبضافة ضعيفة جدا مقارنة مع كتلة اؼباء اؼبخثر إف كميات .3غ/ـ150عدة غرامات للمت اؼبكعب إىل

خثرات اختيار الم-3-9

ذبرييب بشكل ة اؼبناسبة وتركيزىااؼبخثر ظاىرة معقدة جدا لذلك هبب اختيار نوعية اؼبركبات التخثت إف اؼباء اؼبعد للمعاعبة يبكن أف يوجهنا إىل PHلكن مع ذلك ، jar testا على ذبربة األواين اعتمادعلى التكيز الذي كبصل بفضلو على التأثت اؼبرغوب ويؤثر يؤثر PHاألكثر مبلئمة، الػ اؼبخثرربديد

ركية تشكيل حب PHيف اؼباء بعد اؼبعاعبة، ويتحكم الػ اؼبخثرأيضا على الكمية اؼبتبقية غت اؼبتسبة من مثايل وىو احملاؿ الذي PHالندؼ، باإلختصار يف كل حالة معطاة ومن أجل كل مروب يوجد ؾباؿ

أقل مايبكن فمن أجل كربيتات األؼبنيـو اؼبخثرلية األيونات اؼبعدنية اؼبضافة عن طريق تكوف فيو إكببل (. 6-3) شكل 7وحىت 5.5اؼبثايل بت PHوألومينات الصوديـو يكوف ؾباؿ الػ

37

.PHاكببللية أيونات األؼبنبـو و اغبديد تبعػا للػ (: 6 - 3الشكل )

ػ 3)شكل 6.0 -6.5اؼبثايل قريب من PHأجل كلور اغبديد وكربيتات اغبديد فمجاؿ الػ أما من مقاومة التخثت ذبهيزات يف رشة جدا ووبتاج استخدامو الستعماؿ مواد ( لكن كلور اغبديد مادة ـب7

كل ضبض كما أف نقلو وزبزينو والتعامل معو وبتاج إىل عناية خاصة فهو يتفاعل مع اؼباء ويش ،للتآكل كلور اؽبيدروجت:

Fe Cl3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3HCl

.أمبلح اغبديد زبثتسرعة (: 7 - 3الشكل )

38

مبلئمة جدا ؼبعاعبة ماء خاـ أمبلح ضبضية فهي كلور اغبديد وكربيتات اغبديد و كربيتات األؼبنيـو دبا أف، وبالتايل يصبح Ca(OH)2مرتفعة، أما إذا كانت قلويتو منخفضة فيلـز أيضا إضافة ذو قلوية مكلفا اقتصاديا. التخثت

لذلك يضاؼ مع كربيتات اغبديدي 8.5اؼبثايل أعلى من PHأما كربيتات اغبديدي فمجاؿ الػ فق التفاعل التايل:ماءات الكالسيـو وبوجود األكسجت اؼبنحل تتشكل ندؼ من ماءات اغبديد و

2 Fe (SO4). 7H2O + 2 Ca (OH)2 + 1/2 O2 2 Fe(OH)3

+ 2CaSO4 + 13H2O

CaO + H2O + Ca (OH)2

األكثر مبلئمة ىو الومينات الصوديـو الذي يعترب اؼبخثرإف وإذا كاف اؼباء اػباـ ذي قلوية ضعيفة جدا ف:تها مع اؼباء مادة قلوية بتفاعل تشكل ماءات الصوديـو

NaAlO2 + H2O Al(OH)3 + NaOH

.من اؼبياه بيد أف شبن مركب ألومينات الصوديـو مرتفع، فبا يقلل من استخدامو ؼبعاعبة تدفقات كبتة

39

وتشكيل الندفالتخثير العوامل المؤثرة على فعالية-3-11

وتشكيل الندؼ:التخثت ة على فعالية من أىم العوامل اؼبؤثر

للمعالجة: ةأ ـ خصائص المياه المعدحيث أف ،على فعالية اؼبعاعبة وكذلك درجة حرارة اؼباء يؤثر اؼباء PH فإف كما بينا يف الفقرة السابقة

أليوين عت زيادة سرعة التفاعل وتسريع عملية التميو اتعملية كيميائية فزيادة درجة اغبرارة التخثت وتشكيل الندؼ اؽببلمية.

:المادة المخثرةب ـ نوعية وكمية لكن .األمثل اؼبخثرقلويتو ونوعية الغروانيات فيو ربدد نوعية بشكل أساسيإف خصائص اؼباء اػباـ و

ينبغي دوما اللجوء إىل ذبربة األواين لتحديد النوعية بشكل دقيق وأيضا الكمية األمثل للحصوؿ على .تزبثأفضل

جـ ـ زمن وشدة الخلط:، ضمن ؾبمل كتلة اؼباء اؼبخثرحىت يتوزع فتة قصتةلكما ذكرنا يلـز كمرحلة أوىل خلق إضطراب شديد

وبعد ذلك ينبغي أف يكوف اػبلط بطيء نسبيا حيث أف اػبلط القوي أثناء مرحلة تشكيل الندؼ يؤدي ء جدا يؤخر يف عملية تشكيل الندؼ.إىل تكست وتشتيت الندؼ اؼبتشكلة ولكن اػبلط البطي

وتشكيل الندف تخثيرتحديد الشروط المثلى لل-3-11

وتشكيل الندؼ خثت ىي الوسيلة واألداة اؼبخربية لتحديد الشروط اؼبثلى للت jar testsذبربة األواين إزالة للمواد اؼبضاؼ للماء اؼبعد للمعاعبة للحصوؿ على أكرب كفاءة اؼبخثرأي ربديد نوعية و كمية

وتشكيل الندؼ.التخثت الغروانية وأي ملوثات يراد إزالتها خبلؿ عملية

أ ـ مكونات الجهازمن سلسلة من أربعة أو ستة خبلطات ذوات مضارب موضوعو على jar testsيتألف جهاز

سطوانية رات )أواين أبيشويشمل اعبهاز ،ت يف كل خبلطيمصطبة مضاءة سرعة اؼبضارب قابلة للتعمل تستخدـ كأوعية إلحتواء عينات اؼباء اؼبعد للمعاعبة 1000مل أو 500مدرجة( حجم كل منها

(.8ػ 3)شكل

40

(. jartestsمكونات جهاز ذبربة األواين )جارتيس (: 8 - 3الشكل )

ب ـ مراحل إجراء التجربة

ة معاعبتها.ػ تعبأ األوعية بكميات متساوية من مياه العينة اؼبراد دراس 1 اؼبادة اؼبخثرةربديد ػ نضيف إىل كل وعاء كمية معينة من اؼبادة الكيميائية اؼبختارة، فإذا كاف اؼبراد 2

مع اغبفاظ على نفس الكمية يف كافة األوعية. إما اتاؼبخثر نضيف إىل كل وعاء مادة ـبتلفة من اؼبثالية فإننا نضيف إىل األوعية كميات ـبتلفة من نفس اؼبادة ةخثر اؼب اؼبادة الكيميائية تركيزإذا كاف اؼبراد معرفة

.ةاؼبخثر الكيميائيةدقيقة( 2دورة/الدقيقة( ؼبدة قصتة )حوايل 120ػ يشغل اعبهاز لتدور اػببلطات بسرعة عالية ) 3

لتأمت توزيع اؼبادة الكيميائية يف ؾبمل اؼباء وإقباز التميو األيوين وتشكيل الركامات األوائل.دورة يف الدقيقة ويستمر تشغيل اعبهاز هبذه السرعة ؼبدة 40ػ تبطئ سرعة تدوير اػببلطات إىل 4

عشرين دقيقة ويبلحظ تشكيل الندؼ ومعدؿ مبوىا وكربىا.ػ إيقاؼ اعبهاز عن الدوراف ورفع اػببلطات وترؾ األوعية ىادئة ونبلحظ ذبانس ترسب الندؼ 5

اؼبتشكلة يف اؼبرحلة السابقة.نسحب من اؼباء الطايف وقبري ،دقيقة أو أكثر حسب الضرورة( 30ػ بعد انتهاء فتة التسيب ) 6

. .. اخل نسبة اؼبواد العضوية ،، العكارة ، درجة اللوف PHت الػ يقياسات ربليلية كتع .روبمواإلناء الذي يظهر أفضل كفاءة إزالة للتلوث فإنو وبتوي على النوع أو الكمية اؼبثلى لل

:1تطبيق عدديملغ/ؿ( من كربيتات اغبديدي اؼبائية إىل مياه سطحية يراد معاعبتها كمصدر ؼبياه 40مت إضافة جرعة )

الشرب مع كمية مبلئمة من الكلس، واؼبطلوب:اليت يلـز إضافتها مع كربيتات اغبديدي إذا علمت أف القوة التجارية CaO ربديد كمية الكلس اغبي

%. وأحسب كمية ماءات اغبديد الناذبة عن معاعبة لت واحد من اؼباء.70للكلس اغبي ىي

41

الحل

2 Fe (SO4). 7H2O + 2 Ca (OH)2 + 1/2 O2 2 Fe(OH)3

+ 2CaSO4 + 13H2O 2 (278 ) 2 (74) 2 (107)

40 X Y

X=40*2* 74/ 2*278 = 10.6 mg/l

أما كمية ماءات اغبديد الناذبة فهي

Y=40* 2*107/ 2*278 = 15.39 mg/l

:غبساب كمية الكلس اغبي النقي البلـز نطبق العبلقة

CaO + H2O Ca (OH)2 56 74 Z 10.6

Z=56 * 10.6/ 74 = 8.02 mg/l

لنحسب كمية الكلس اغبي التجاري:

8.02 * 100/ 70 = 11.46 mg/l

42

:2تطبيق عددي

( ويستهلك يف عملية التخثت كمية من الشبة 3ـ 3500ؿبطة معاعبة مياه شرب تعاف تدفق يومي ) /يـو. 4.5لكل لت من اؼباء. قلوية اؼباء اػباـ ملغ 20مقدارىا ملغ/ؿ مثل كربونات الكالسيـو

يت يلـز إضافتها مع الشبة إذا علمت أف القوة التجارية ال CaO واؼبطلوب: ربديد كمية الكلس اغبي %. وأحسب كمية ماءات األؼبنيـو الناذبة عن معاعبة لت واحد من اؼباء.80للكلس اغبي ىي

لحلا

Al2 (SO4) 3. 18H2O + 3 Ca (OH)2 2 Al

(OH)3 + 3CaSO4 + 18H2O

(666 ) 3 (74) 2 (78)

20 X Y

كمية ماءات الكالسيـو البلزمةX=20*3* 74/ 666 = 6.67 mg/l

وكمية ماءات األؼبنيـو الناذبة

Y=20* 2*78/666 = 4.68 mg/l

من mg/l 100تكاىفء Ca (OH)2 من mg/l 74ولكن لدينا كل CaCO3 ؼبطلوبة ىي، أي كمية القلوية ا

6.67*100/ 74 = 9.009 mg/l as CaCO3

وبالتايل كمية القلوية اؼبطلوب إضافتها إىل اؼباء

43

9.009- 4.5= 4.509 mg/l as CaCO3

فإف CaOمن mg/l 56 تكاىفء CaCO3من mg/l 100ودبا أف كل :ىياؼبطلوبة النقي CaOكمية

4.509 *56/ 100 = 2.525 mg/l as CaCO3

لنحسب كمية الكلس اغبي التجاري:

2.525 * 100/ 80 = 3.156 mg/l

ات للماء المخثر أساليب إضافة – 12ـ 3

ات إىل فئتت رئيسيتت:اؼبخثر تصنف األجهزة اؼبستعملة لتغذية اؼباء ب :أجهزة التغذية الجافة -3-12-1ات إىل اؼباء قبل إذابتها أي وىي على ىيئة اؼبخثر ة التحكم يف معدؿ إضافة يتم بوساطة ىذه األجهز

بوزف اؼبسحوؽ قبل إضافتو حبيث تكوف النسبة بت جرعة ، ويتم التحكم يف ىذه األجهزة مسحوؽ .( jartestsكمسحوؽ إىل كمية اؼبياه اؼبعاعبة كما مت ربديدىا بتجربة األواين)جارتيس اؼبخثر

التغذية على ىيئة محلول: أجهزة -3-12-2اؼبضافة إىل اؼباء اؼبادة اؼبخثرةتركيز ؿبدد، وربدد كمية يذ اؼبادة اؼبخثرةحيث يتم ربضت ؿبلوؿ من

وىذا األسلوب أكثر استعماال من طريقة التغذية .اؼبعد للمعاعبة بتحديد حجم احمللوؿ اؼبضاؼ إىل اؼباءاؼبعد للمعاعبة. بوساطة اؼبضافة إىل اؼباء اؼبخثروالتحكم يف جرعة اعبافة نظرا لسهولة التشغيل والصيانة

ات إىل اؼباء بقياس حجم احمللوؿ قبل إضافتو إىل كمية اؼبخثر التحكم يف معدؿ إضافة يتم ىذه األجهزة . ( jartests تاؼبياه اؼبعاعبة كما مت ربديدىا بتجربة األواين)جارتيس

44

اتالمخثر تحضير محلول – 13ـ 3

ة من حالتها الصلبة إىل حالة ؿبلوؿ يضاؼ إىل اؼباء اؼبعد للتخثت، تستخدـ أحواض اؼبخثر لتحويل اؼبواد مغلفة من من البيتوف اؼبسلح خاصة مقاومة للحموض واؼبواد الكيميائية وتكوف عادة من اػبشب أو

واد الكيميائية باؽبواء اؼبضغوط . وتتم يف ىذه األحواض إذابة اؼبللمحاليل الكيميائية الداخل دبواد مقاومة أو بالتحريك اؼبيكانيكي.

)د.درغام(بالهواء المضغوط المادة المخثرةتحضير محلول -1– 13ـ 3( 6ومؤلف من : أنبوب تزويد اؽبواء اؼبضغوط ) (9-3)يتم ربضت احمللوؿ يف خزاف مبت يف الشكل

(،وأنبوب 8( و )7مثقب لضخ اؽبواء اؼبضغوط ) (، وأنبوب5وصنبور تغذية باؼباء اؼبستخدـ لئلذابة ) لمقاـو للمواد الكيميائية.(، وأنبوب سحب الرواسب، والشبك ال2سحب احمللوؿ)

باؽبواء اؼبضغوط. اؼبادة اؼبخثرة: خزاف ربضت ؿبلوؿ (9-3)الشكل

يتم العمل يف ىذا اػبزاف على النحو التايل:ويبؤل اػبزاف باؼباء. بعد قاـو للمواد الكيميائية اؼبخثرة على الشبك اؼب توضع الكمية احملسوبة من اؼبادة

. اؼبادة اؼبخثرةذلك يفتح صنبور اؽبواء اؼبضغوط الذي يقـو بعملية التحريك الذي يستمر حىت اكببلؿ غتبعد انتهاء عملية االكببلؿ يوقف اؽبواء اؼبضغوط ويتؾ احمللوؿ يف حالة سكوف حىت ترسب الشوائب

اؼبنحلةاليت يتم أخراجها والتخلص منها من األسفل، ويتم سحب احمللوؿ من اػبزاف بوساطة األنبوب . تخثت، حيث يسحب منو ليقدـ إىل مكاف اؼبزج مع اؼبياه اؼبعدة للاؼبادة اؼبخثرة( إىل خزاف ؿبلوؿ 2)

45

، وسرعة اؽبواء اؼبضغوط أثناء ملم 15-5بت قاـو للمواد الكيميائية تتاوح اؼبسافة بت أضبلع الشبك اؼبمت مربع من سطح 1ؿ/ثا لكل 10-8ـ/ثا وكميتو بت 30-20( بت 7خروجو من ثقوب األنبوب )

الشبك. )مظهر السمان(بالخلط الميكانيكي المادة المخثرةتحضير محلول -2– 13ـ 3

(10-3)يتم ربضت احمللوؿ كما ىو مبت يف الشكل

(، 3) الشبك اؼبقاـو للمواد الكيميائيةعلى الشبك الكبتة األبعاد ة الصلبةاؼبخثر ئية توضع اؼبواد الكيميا( وتبدأ اؼبياه 2( مغلقا. نشغل اػببلط )8( وحبيث يكوف السكر )1ويبؤل اػبزاف باؼباء بوساطة السكر)

ة اؼبخثر ة اؼبواد ربت تأثت دفع دوراف فراش اػببلط، ويستمر اػبلط حىت البفاض كمي يف اػبزاف بالدورافعلى الشبك واغبصوؿ على كمية ثابتة ال تذوب مع الزمن بسبب اغبصوؿ على ؿبلوؿ مشبع للمادة

من جديد حبيث يدخل اؼباء إىل اعبزء اغباوي على اػببلط . ونتيجة للدوراف ( 1)ة. يفتح السكر اؼبخثر اليت كانت مغلقة يف اؼبرحلة األوىل. (5)من الفتحة (، 6باؼبرور إىل اػبزاف ) اؼبادة اؼبخثرةيبدأ ؿبلوؿ

(: خزاف ربضت ؿبلوؿ اؼبادة اؼبخثرة باػبلط اؼبيكانيكي.10-3الشكل)

اؼبادة الصلبة صفتة األبعاد عن طريق وعاء قمعي إىل حوض ربضت ؿبلوؿ اؼبادة اؼبخثرةإضافة وقد يتم ب حجم حوض التحضت ذي الشكل متوازي ة ووبساؼبخثر خلط ميكانيكي للمادة و حيث يتم في اؼبخثرة

.اؼبادة اؼبخثرةذابة إلاؼبستطيبلت حبيث يؤمن زمن مكوث كايف

46

.دقائق 5 )الشبة( والزمن البلـز إلذابة كربيتات األؼبنيـو

:1تطبيق عددي

ات باستعماؿ كربيت m3 35000صمم حوض ربضت اؼبواد الكيميائية البلزمة ؼبنشأة تدفقها اليومي

5مدة البقاء البلـز غبل كربيتات األؼبنيـو ىي طبس دقائق ) , 40mg/l)الشبة( جبرعة األؼبنيـو

min )

الحل

كمية كربيتات األؼبنيـو البلزمة خبلؿ طبس دقائق

35000*0.04*5/(24*60)=4.86 Kg

% من تدفق 1غراـ/لت فسيكوف تدفق ؿبلوؿ الشبة 4بفرض أف ؿبلوؿ كربيتات األؼبنيـو سيحضر بتكيز .ماء الصرؼ

:ؿبلوؿ الشبة فيكوف التدفق التصميمي البلـز حمللوؿ اؼبادة يف حوض ربضت

Q =35000 * 0.01=350 m3/d

: حجم حوض التحضت البلـز

47

5*350/24*60 = 1.215 m3

m (1.25 *1.25 * 0.77 )أي تكوف أبعاد اغبوض

ألجل فوىة دخوؿ اؼبادة اعبافة m 0.23نزيد ارتفاع اغبوض قليبل دبقدار

m (1.25 *1.25 *1.0.)لتصبح األبعاد اإلنشائية للحوض

وتشكيل الندفالتخثير م أحواض تصمي - 14ـ 3وتشكيل التخثت ؼبعاعبة اؼبياه اػباـ يف ؿبطة اؼبعاعبة بالشكل األمثل يلـز وجود أحواض تؤمن كافة مراحل

(.11ػ 3الندؼ: اػبلط السريع، اػبلط البطيء، والتسيب )شكل

.وتشكيل الندؼ مع مرسب ذو تدفق أفقيالتخثت أحواض (: 11 - 3الشكل )

48

تخثيرمع المياه المعدة للخثرة مزج محلول المواد المـ 3-14-1

بشكل منتظم يف صبيع نقاط اؼبادة اؼبخثرةبشكل صحيح ال بد من توزيع وانتشار التخثت حىت تتم عملية خثرة. للوصوؿ إىل حالة على ؿبلوؿ متجانس التكيز بالنسبة للمادة اؼباؼبياه اؼبعدة للمعاعبة، أي اغبصوؿ

ؼبزج الكامل والسريع بت اؼباء وؿبلوؿ اؼبادة اؼبخثرة تستعمل معدات خاصة تدعى معدات اؼبزج اليت تدـو ادقيقة على األكثر حيث تبدأ بعدىا عملية تشكيل الندؼ. وتتم عملية اؼبزج يف 2-1فيها العملية ؼبدة

.ىذه اؼبعدات بإحداث جرياف مضطرب فيها بعد مزج اؼبياه باؼبواد اؼبخثرةوميكانيكية تعتمد على خبلطات ،تقسم معدات اؼبزج حسب مبدأ العمل فيها إىل ىيدروليكية

ميكانيكية السباـ عملية اؼبزج. المزج الهيدروليكي معدات -1ـ 3-14-1

تعتمد معدات اؼبزج اؽبيدروليكي على طاقة حركة اؼبياه فيها، وقبد منها عدة مباذج: المعدة للتخثيرالمزج ضمن أنبوب ضخ المياه -أ

نبوب تتم عملية اؼبزج بإضافة ؿبلوؿ اؼبادة اؼبخثرة يف أنبوب ضخ اؼبياه اؼبعدة للتخثت، وينفذ وصل لؤلالقادـ من خزاف ؿبلوؿ اؼبواد اؼبخثرة مع أنبوب ضخ اؼبياه اؼبعدة للتخثتبوساطة فلنجة معدنية وجواف

أنبوب الضخ تقريبا وتكوف هناية أنبوب اؼبادة مطاطي وحبيث يصل أنبوب اؼبواد الكيميائية إىل ؿبوردرجة وتوضع حبيث تكوف اعبهة الطويلة بعكس اذباه تيار 45اؼبخثرة يف أنبوب الضخ مشطوفة بزاوية

غبماية ؿبلوؿ اؼبادة اؼبخثرة من ضغط اؼبياه اؼبعدة للتخثت ليسهل ( 12 - 3)كما يف الشكل اؼبياهمكاف وصل األنبوبت يتم تضييق قطر أنبوب الضخ بوساطة فلنجة معدنية انسيابو إىل أنبوب الضخ. بعد

داخلية، حيث وبدث اختناؽ وزيادة يف سرعة حركة اؼبزيج ، أي يتم اغبصوؿ على حركة مضطربة تسبب اؼبزج الكامل وبعدىا تعود سرعة اؼبياه إىل ماكانت عليو فبل االختناؽ.

ادة اؼبخثرة يف أنبوب ضخ اؼبياه اؼبعدة للتخثت.مزج ؿبلوؿ اؼب(: 12 - 3الشكل )

49

أف يكوف على األقل: للحصوؿ على النتائج اؼبطلوبة من عملية اؼبزج هبذه الطريقة هبب

L = 50. D

: اؼبسافة بت االختناؽ يف أنبوب ضخ اؼبياه واؼبرحلة البلحقة للمعاعبة)تشكيل الندؼ(. L حيث D ياه اؼبعدة للتخثت.: قطر أنبوب ضخ اؼب

ذات الجدران غير الكاملة المتقاطعة المزج الكامل حجرة -بجدراف عرضية غت كاملة تشكل مع ؿبور اعبرياف 7-5ألف ىذه اغبجرة من ؾبرى مائي وبتوي على تت

.( 13 - 3) درجة أو تكوف متعامدة فيما بينها كما ىو مبت يف الشكل 45زاوية /ثا. ىذه السرعة تؤمن التيار ـ 1-0.8اغبجرة من خبلؿ الفتحات بت اعبدراف بسرعة ذبري اؼبياه يف

اؼبضطرب البلـز السباـ عملية اؼبزج بأقل ضياع يف الطاقة اغبركية للسائل الذي يسبب نقصاف السرعة مت مرور كلما اقتب تيار اؼبياه من هناية اغبجرة. ؽبذا السبب هبب توسيع الفتحات باذباه اعبرياف لتأ

الكمية نفسها من اؼبياه بدوف حدوث اختناؽ يف اغبجرة.

: حجرة اؼبزج الكامل ذات اعبدراف غت الكاملة اؼبتقاطعة. ( 13 - 3)الشكل

مساحة وأبعاد القناة بعد اغبجرة وأبعاد عند حساب ىذا النوع من حجرات اؼبزج الكامل يتم ربديد الضغط. فتحات مابت اعبدراف وضياع

يتم حساب القناة بعد حجرة اؼبزج كما يلي:

50

Scسطح مقطع اعبرياف يف القناة

Sc = Q/Vc

/ثا(.3)ـ : تدفق اؼبياه اؼبعدة للمعاعبة Q حيث Vc ـ/ثا(. 0.6-0.5 ) تقبل سرعة : سرعة اؼبياه يف القناة بعد حجرة اؼبزج الكامل

Hcه يف القناة ارتفاع اؼبيا

Hc = Sc /b

. 2.5 -2عامل وبدد ذبريبيا وتتاوح قيمنو بت : aحيث

V ـ/ثا(. 0.8-1.0) تقبل سرعة خبلؿ الفتحات بت اعبدراف : سرعة اؼبياه g : (.2ـ/ثا 9.81) تسارع اعباذبية األرضية

: Sح كل فتحة سيكوف ؽبا سط

S = Q /V

/ثا(.3: تدفق اؼبياه اؼبعدة للمعاعبة )ـ Qحيث V ـ/ثا(. 0.8-1.0: سرعة اؼبياه خبلؿ الفتحات بت اعبدراف ) تقبل سرعة

وارتفاع اؼباء قبل كل فتحة )بدءا من آخر فتحة يف اغبجرة( سيكوف:

H1 = H0 + h

H2 = H1 + h = H0 + 2 h

Hn = H0 + n h

: عدد اعبدراف العرضية غت الكاملة من طرؼ واحد من اغبجرة. nحيث أما عرض الفتحات فسيكوف:

51

b1 = S / (H0 + h)

b2 = S / (H0 + 2 h)

.

.

.

bn = S / (H0 + n h)

)د.درغام(حجرة المزج الكامل ذات الجدران المثقبة - جؾبهزة على األقل بثبلثة تتألف ىذه اغبجرة من ؾبرى مائي من البيتوف اؼبسلح أو اؼبعدف أو اػبشب

كما يف الشكل .. ويزداد ىذا العدد إىل ،متوضعة متعامدة مع اذباه جرياف اؼباء مثقبةجدراف عرضية ؿ استعماؿ عدة مواد كيميائية يف آف واحد. سرعة جرياف اؼبياه يف القناة بعد اغبجرة أربعة جدراف يف حا

ويسبب اؼباء اؼبار عرب الثقوب حركة دوامية ـ/ثا. 1.2 1.0 - وخبلؿ ثقوب اعبدراف ـ/ثا 0.6 ملم( كما 100-20اضطرابية تؤدي إىل اػبلط اعبيد للمحاليل مع اؼباء ، وتؤخذ اقطار الثقوب من )

سم( لتحاشي دخوؿ 15-10هبب أف يكوف الصف العلوي من الثقوب مغمورا باؼباء لعلو ال يقل عن ) اؽبواء.

: بالعبلقة السطح الكلي للثقوب يف كل جداريعطى

W = Q /v0

ة اؼبياه يف الثقوب.ع: سر v0حيث ؼبساحة الفعالة .% من ا30ويفضل أف ال يزيد السطح الكلي للثقوب عن

وسطح مقطع كل ثقب سيكوف:n = W / W0 = 4W /r d2

.(ملم)االثقوب قطر : d حيث

عند مرور اؼباء عرب ثقوب صبيع اغبواجز بالعبلقة: € h0ووبدد ضياع اغبمولة

52

h0 = m v0

2 /2g µ2€

غالبا(. 3: عدد اغبواجز ) m حيثg اعباذبية األرضية : تسارع(9.81 m/ sec2 .) µ عامل التدفق ويتعلق بنسبة قطر الثقب إىل ظبك اغباجز :e 0.75-0.65ويؤخذ بت

(. µ= 0 75.يكوف d/e= 1عندما µ= 0 65.يكوف d/e= 2عندما )ايل نستطيع ربديد مستوى وبالت، (مت 0.4-0.5 يعطى قيمة لعمق اؼباء يف هناية حجرة اػبلط )

اؼباء يف بداية اغبجرة ، حيث وبدد مستوى البفاض اؼباء بعد كل حاجز من العبلقة:

h0 / m €= h

سم. 6-5بت كل ثقبت يتاوح بت اعبدراف على شكل رقعة الشطرنج والبعدعلى الثقوب وتتوضع ذؼ امكانات انسدادىا.ويفضل عند استخداـ الكلس اغبي أو اؼبطفأ زيادة قطر الثقوب غب

)د.درغام(حجرة المزج الكامل الشاقولية - د

ما على شكل ـبروط أو ىـر إسفل ايتها من األيبكن أف اؼبقطع االفقي ؽبذه اغبجرة دائريا أو مربعا ، وهن .( 14 - 3)درجة كما ىو مبت يف الشكل 40-30جبدراف ميلها

ج الكامل الشاقولية.: حجرة المز ( 14 - 3)الشكل

53

يفضل اللجوء إىل ىذا النوع من حجرات اؼبزج الكامل عند إضافة الكلس اغبي أو اؼبطفأ ألف الشروط يف اغبجرات األفقية ال تسمح عبسيمات الكلس بالبقاء يف اؼباء وتتسب أماـ اعبدراف، بينما تبقى

ا بالكامل.اعبسيمات يف اغبجرات الشاقولية معلقة يف اؼباء حىت ذوباهن( بسرعة تتاوح بت 1األنبوب )من األسفل عن طريق إىل اغبجرة الشاقولية اؼبعدة للمعاعبة اؼبياه دخل ت

ـ/ ثا وتتابع حركتها إىل األعلى مع تناقص السرعة بسبب تزايد سطح مقطع اغبجرة حىت 1.5 - 1مم/ثا. أثناء حركة 40-25( إىل 4تصل يف األعلى عند خروج اؼباء من القناة اجملمعة بوساطة األنبوب )عملية اؼبزج ( حبيث تتم 5)ابيب اؼبياه يف اغبجرة إىل األعلى يتم حقن اؼبواد الكيميائية بوساطة األن

يتم خروج اؼباء عرب أنابيب ـبرمة ذات ثقوب بشكل كامل عند خروج اؼباء من اغبجرة يف األعلى. مغمورة أو عرب قمع مغمور مركزي التوضع.

دقيقة وهبب أف اليقل ىذا 2 – 1ساب ارتفاع اغبجرة حبيث يكوف زمن مكوث اؼبياه فيها بت يتم ح (.6مت. ويف حاؿ االضطرار لتفريغ اغبجرة يفتح سكر األنبوب ) 1.5 األرتفاع عن

المزج الميكانيكي معدات -2ـ 3-14-1

ؼباء وزمن مكوثو يف اػببلطات تتصف معدات اؼبزج اؽبيدروليكية بعدـ امكانية تنظيم درجة اضطراب اعلى وجود خبلطات ميكانيكية السباـ فتعتمد معدات اؼبزج اؼبيكانيكي بالنسبة لنوعية اؼباء وغزارتو. أما

وربسب وتسمح ىذه اػببلطات بتخفيض زمن التخثت. عملية مزج اؼبياه مع اؼبواد الكيميائية اؼبخثرة. دقيقة و يتم ادخاؿ اؼبواد 2 – 1فيها بت وث اؼبياهحبيث يكوف زمن مكاؼبزج اؼبيكانيكي جرات ح

120الكيميائية فيها مباشرة قرب منطقة دوراف اػببلط اؼبيكانيكي)سرعة الدوراف ال تقل عن مبوذجت من معدات اؼبزج اؼبيكانيكي. ( 15 - 3)دورة/الدقيقة(. ويبت الشكل

انيكي.ميكالمزج الات حجر ل ذجانم: ( 15 - 3)الشكل

54

ت( لومإف بعض اؼبركبات الكيميائية يبكن حقنها عند نقطة واحدة تقريبا )كأمبلح اغبديد وأمبلح األ ومساعدات اؼبواد اؼبروية )مركبات الكلور( وذلك يف حالة استعماؿ ىذه اؼبواد.

ألف وجود أما يف حالة اسعماؿ الكلس فينبغي حقن الكلس بعيدا نوعا عن نقطة حقن اؼبواد األخرى ىذه اؼبواد الكيميائية بتكيز موضعي كبت مع الكلس سوؼ يؤدي إىل تشكل رواسب من مركبات

(nH2O . Fe2O3 أو nH2O. Al2O3 وليس غروانيات من ىذه اؼبركبات وبالتايل تنخفض ) كفاءة عملية تشكيل الندؼ ويؤدي لضياع يف اؼبواد الكيميائية اػباـ.

بطيءأحواض الخلط ال - 3-14-2

كوف ندفا أكرب حجما تاس الندؼ اؼبتشكلة مع بعضها البعض لسبمهمة ىذه األحواض زيادة فرص ومبيز بت أحواض اػبلط البطيء ذات اعبدراف غت الكاملة وبت األحواض ذات مراوح وقابلة للتسيب.

التقليب. أحواض الخلط البطيء ذات الجدران غير الكاملة:-1 - 3-14-2

اغبركة إما باالذباه من البيتوف ربتوي على حواجز شاقولية متوضعة حبيث يبكن للمياه ىذه األحواض األفقي أو باالذباه الشاقويل.

يبت الشكل ...ـبطط حوض اػبلط تتحرؾ فيو اؼبياه باالذباه األفقي يف فبرات متصل بعضها ببعض لة.ـ/ثا(حىت ال تتفتت الندؼ اؼبتشك0.2-0.3 وبسرعة صغتة نسبيا )

غبساب حوض اػبلط البطيء ذي اعبدراف نتبع التسلسل التايل: Wحجم حوض الخلط البطيء -

W = Q t

: تدفق اؼباء اؼبعد للمعاعبة )مت مكعب/ ثانية(. Qحيث t (.ثانية 3600-1200جرة )وض : زمن مكوث اؼبياه يف اغب

Sء سطح حوض الخلط البطي -

S= W /H

مت(. 5-2: ارتفاع اغبوض ) Hحيث

55

bعرض الممر الواحد -

B = Q /v H

ـ/ثا(0.2-0.3: سرعة جرياف اؼباء يف اؼبمرات ) vحيث

مت وحبيث تكوف النسبة بت عرض كامل اغبجرة 0.5-0.7هبب أف ال يقل عرض اؼبمر الواحد عن B وطوؽبا A أي: 0.8حبدود

B = 0.8 A > S= B A = 0.8 A2

A = (S / 0.8) 0.5

nعدد الممرات -

n = A /b

ـ/ثا(0.2-0.3: سرعة جرياف اؼباء يف اؼبمرات ) vحيث

الكاملة كما يف أف تكوف حركة اؼباء شاقولية ضمن حوض اػبلط البطيء ذي اعبدراف غتويبكن (.16ػ 3)شكلال

56

شكل غبوض خلط بطيء ذي اعبدراف وحركة اؼباء الشاقولية. (: 16 – 3الشكل )

مراوح التقليب أحواض الخلط البطيء ذات -2 - 3-14-2إما بوضع مراوح تقليب ذوات سرع دوراف بطيئة، تدور اؼبراوح على ؿبور دوراف البطيء ويتم اػبلط

ب(. 17ػ 3)شكل أ( أو أفقي 17ػ3)شكل شاقويل

.شاقويل أ ػ مراوح تقليب ذوات ؿبور دوراف

57

.ب ػ مراوح تقليب ذوات ؿبور دوراف أفقي

.مباذج مراوح التقليب البطيء (: 17 - 3الشكل )

وتسارع يبكن أف كبسب يف ىذه اغبالة قيمة الطاقة من ضياع اغبمولة وتدفق اؼباء والكتلة اغبجمية اعباذبية األرضية كما يلي:

P= Q.g.ρ.h

حيث

حيثP : قيمة الطاقةWatt ρ للسائل كتلة اغبجمية : ال kg/m3 g : تسارع اعباذبية األرضيةm/sec2 h : ضياع اغبمولةm

ىو:( Watt /m3 )ويكوف مقدار الطاقة يف واحدة اغبجـو

W=P/V

W=P/d.l.w= Q.g.ρ.h /d.l.w W= Q.T.g.ρ.h /d.l.w.T

58

W=g.ρ.h /T

بالطريقة التالية: Gوىنا يبكن أف نشتق مقدار الطاقة غبساب القيمة الصحيحة لتغت السرعة كبسب القوة الناذبة عن االحتكاؾ من عبلقة نيوتن:

FD=CD.ρ.A.V2 /2

حيثCD إىل عرضو: عامل احتكاؾ احملاريك و يتبع نسبة طوؿ احملراؾ l/w A مساحة سطح احملاريك :m2 ρ اغبجمية للماء : الكتلةkg/m3 v 0.75)السرعة النسبية= السرعة احمليطية : السرعة النسبية للمحراؾ بالنسبة للماء*

يبكن أف وبسب يف حاؿ كوف طوؿ احملراؾ أكرب من عشر أضعاؼ عرضو CDإف قيمة l/w>10 ية من العبلقة التال

CD=1.9-(w/l)(9.8-40(w/l)) :أو تأخذ من اعبدوؿ التايل

الهناية l/w 5 20النسبة CD 1.2 1.5 1.9

السرعة .ويكوف مقدار الطاقة= القوة

P= FD*v =CD A.ρ.v3/2

ات احملور الشاقويلبعض معايت التصميم اػباصة دبراوح التقليب ذ .ثانية 2400و 1800زمن اؼبكوث يف اغبوض بت -

59

. sec-1[75-20]تدارج السرعة يتاوح بت -

.ـ 3إىل 2عمق اغبوض من - .سم 30ارتفاع اإلطارات شاقولية احملور يقل عن عمق اغبوض حبوايل - . Cm/sec [20-80]تدور اإلطارات بسرعة ؿبيطية -

.% 20فية لئلطارات من اؼبساحة اؼبائية هبب أف ال تزيد ىذه النسبة عن نسبة اؼبساحة الصا -

بعض معايت التصميم اإلضافية اػباصة دبراوح التقليب ذات احملور األفقي )اإلطارات اللفافة العرضية(.

تدور اإلطارات أفقية احملور حبيث يست الطرؼ العلوي لئلطار يف اذباه ست اؼباء -

و اإلطارات اللفافة العرضية على ثبلثة صفوؼ من اإلطارات على األقلوبتوي اغبوض ذ -

% من اؼبساحة اؼبائية اليت تدور فيها 35اؼبساحة الصافية إلطارات الصف األوؿ تساوي -

% من اؼبساحة اؼبائية اليت تدور فيها 25اؼبساحة الصافية إلطارات الصف األوؿ تساوي -

% من اؼبساحة اؼبائية اليت تدور فيها 15وؿ تساوي اؼبساحة الصافية إلطارات الصف األ -

تطبيق عددي

صمم حوض لتشكيل الندؼ تتحرؾ فيو ؿباريك بطيئة شاقولية احملور وبفرض مدة البقاء 30min و التدفقQ=0.11 m3/ sec

الحل

دقيقة 30دبا أف زمن اؼبكوث 30min=30*60=1800sec [1800-2400]و ىو ضمن اجملاؿ

كبسب حجم اغبوض

V=Q.T =0.11*1800=198m3

60

m 2.8نعترب العمق مساويا 2.5mيكوف ارتفاع اإلطار

m 3.6بالتايل يبكن أف نفرض عرض اغبوض مساويا 3mو نفرض عرض اإلطار يكوف طوؿ اغبوض مساويا

198/(2.8*3.6) = 20 m

دورات يف الدقيقة و 4نفرض وجود أربع إطارات يدور كل إطار بوساطة ؿبور شاقويل يدور بسرعة يكوف البعد الوسطي للمحراكت البعيدين 3mوبمل كل إطار أربع ؿباريك وباعتبار عرض اإلطار

0.7m كما نفرض البعد الوسطي لآلخرين عن ؿبور الدوراف 1.5mعن ؿبور الدوراف مساويا .0.15mو عرضو نفس ارتفاع اإلطار 2.5mطوؿ احملراؾ )اللوح اػبشيب(

كبسب السرعة احمليطية للمحاريك البعيدة

Vp=2.π.1.5.4/60 =0.63 m/s كبسب السرعة احمليطية للمحاريك القريبة

Vp=2.π.0.7.4/60 =0.29 m/s فهذا يعت m/s [0.8-0.2]ودبا أف السرعة احمليطية هبب أف تتاوح قيمتها ضمن اجملاؿ

.أف تصميمنا إىل ىذه اؼبرحلة مقبوؿ

*0.75)السرعة النسبية= السرعة احمليطية ( السرعة النسبية للمحاريك القريبة بالنسبة للماءv= 0.75*0.29=0.22 m/s

للمحاريك البعيدة بالنسبة للماءالسرعة النسبية v= 0.75*0.63=0.47 m/s

تدارج السرعة اؼبؤمن يف اغبوض يعطى بالعبلقة

P G=√( )

V.η حيث

P االستطاعة اؼبؤمنة يف اغبوض :Watt

61

η 0.001: اللزوجة اؼبطلقة للسائل kg/m.s V حجم اغبوض :

وربسب االستطاعة اؼبؤمنة يف اغبوض من العبلقة:

P=CD A.ρ.v3/2 CD اريك و يتبع نسبة طوؿ احملراؾ إىل عرضو: عامل احتكاؾ احمل A مساحة سطح احملاريك :m2 ρ الكثافة الكتلية للماء : v السرعة النسبية للمحراؾ بالنسبة للماء :

يبكن أف وبسب يف حاؿ كوف طوؿ احملراؾ أكرب من عشر أضعاؼ عرضو CDإف قيمة l/w>10 من العبلقة التالية

CD=1.9-(w/l)(9.8-40(w/l))

l/w=2.5/0.15 = 16.67 >10 CD=1.9-(1/16.67)(9.8-40(1/16.67))

=1.456

مساحة احملاريك البعيدة يف اغبوض =0.15*2.5*2*4=3m2

تؤمنها احملاريك البعيدة االستطاعة اليت p= 1.456*3*1000*(0.47)3/2=226.75 watt

مساحة احملاريك القريبة يف اغبوض =0.15*2.5*2*4=3 m2

االستطاعة اليت تؤمنها احملاريك القريبة p= 1.456*3*1000*(0.22)3/2=23.255 watt

ية اؼبؤمنة يف اغبوضاالستطاعة الكل=226.75+23.255=250 watt

يكوف التدارج

250 G=√( )

62

198*0.001

=35.5 sec-1

[ sec-175-20حيث أنو ضمن اجملاؿ ] التدارج مقبوؿ

نسبة سطح احملاريك إىل اؼبساحة اؼبائية(4*0.15*2.5)/(3.6*2.8)*100 =15%

%.20حيث أنو أقل من و ىذا مقبوؿ

2تطبيق عددي m3/s 0.046طارات اللفافة العرضية البلزمة ؼبعاعبة صمم حوض تشكيل الندؼ ذو اإل

الحل

[2400-1800]ثانية 2400بفرض زمن اؼبكوث يكوف حجم اغبوض

V=Q.T=0.046*2400=110 m3

مت مربع 50ساحة السطحية للحوض سم تكوف اؼب 220بفرض عمق اغبوض

سم 190سم فإف قطر اإلطارات اللفافة يساوي 220ودبا أف عمق اغبوض فإذا كاف اغبوض وبوي على ثبلثة صفوؼ من اإلطارات فاف طوؿ اغبوض هبب أف ال يقل عن اؼبسافة

الكافية لدوراف اإلطارات أي190*3=570 cm

63

و بالنظر إىل اؼبسقط األفقي للحوض يكوف الطوؿ30+190+30+190+30+190+50=710 cm

m 7.05=50/7.1يكوف العرض مساويا إىل

تساوي حاصل جداء عرض اغبوض يف العمق اؼبساحة اؼبائية اليت تدور فيها اإلطارات m2 5.42=0.35*2.2*7.05إذا مساحة اإلطارات للصف األوؿ

m2 3.87=0.25*2.2*7.05و مساحة اإلطارات للصف الثاين m2 2.32=0.15*2.2*7.05و مساحة اإلطارات للصف الثالث

مت 0.15وح اػبشيب مت و عرض الل 3وعرض اإلطار 2عدد اإلطارات يف الصف الواحد m2 0.9=2*3*0.15إذا اؼبساحة الكلية للوح اػبشيب

6 =5.42/0.9عدد األلواح اػبشبية يف إطارات الصف األوؿ 5=3.87/0.9و عدد األلواح اػبشبية يف إطارات الصف الثاين

3=2.32/0.9و عدد األلواح اػبشبية يف إطارات الصف الثالث سم ليصبح االرتفاع التصميمي للحوض 30ع ارتفاع إضايف للحوض فوؽ سطح اؼباء دبقدار نض

220+30=250 cm

64