ساندلاي

تُستخدم مرشحات الرمل كخطوة في عملية معالجة المياه لتنقية المياه .

توجد ثلاثة أنواع رئيسية من مرشحات الرمل: مرشحات الرمل السريعة (التي تعمل بالجاذبية) ، ومرشحات الرمل ذات التدفق الصاعد، ومرشحات الرمل البطيئة . تُستخدم هذه الأنواع الثلاثة على نطاق واسع في قطاع المياه حول العالم. يتطلب النوعان الأولان استخدام مواد كيميائية مُرَسِّبة لضمان فعاليتهما، بينما تُنتج مرشحات الرمل البطيئة مياهًا عالية الجودة مع إزالة مسببات الأمراض بنسبة تتراوح بين 90% وأكثر من 99% (بحسب السلالات)، بالإضافة إلى تحسين الطعم والرائحة دون الحاجة إلى مواد كيميائية مساعدة. ^{[ 1 ]} ويمكن استخدام مرشحات الرمل، إلى جانب محطات معالجة المياه، لتنقية المياه في المنازل نظرًا لاستخدامها مواد متوفرة لدى معظم الناس. ^{[ 2 ]}

تاريخ

يعود تاريخ تقنيات الفصل إلى عصور قديمة، إذ كانت مواد الترشيح مستخدمة بالفعل في العصور القديمة. فقد استُخدمت نباتات القصب والجينستا لملء أوعية الغربلة التي تفصل المواد الصلبة عن السائلة. كما استخدم المصريون أواني طينية مسامية لتصفية مياه الشرب والنبيذ والسوائل الأخرى. ^{[ 3 ]}

مفهوم ترشيح طبقة الرمل

مرشح طبقة الرمل هو نوع من أنواع المرشحات العميقة . وبشكل عام، يوجد نوعان من المرشحات لفصل المواد الصلبة الجزيئية عن السوائل:

المرشحات السطحية، حيث يتم التقاط الجسيمات على سطح نفاذ.
مرشحات العمق، حيث يتم التقاط الجسيمات داخل جسم مسامي من مادة ما. ^{[ 4 ]}

بالإضافة إلى ذلك، توجد أجهزة سلبية ونشطة لإحداث فصل المواد الصلبة عن السائلة مثل خزانات الترسيب ، ومرشحات الشاشة ذاتية التنظيف، والهيدروسيكلونات، وأجهزة الطرد المركزي . ^{[ 4 ]}

توجد أنواع عديدة من المرشحات العميقة، بعضها يستخدم مواد ليفية والبعض الآخر يستخدم مواد حبيبية . تُعد مرشحات طبقة الرمل مثالًا على مرشحات عميقة ذات وسائط حبيبية سائبة. تُستخدم هذه المرشحات عادةً لفصل كميات صغيرة (أقل من 10 أجزاء في المليون أو أقل من 10 غرامات لكل متر مكعب) من المواد الصلبة الدقيقة (أقل من 100 ميكرومتر) من المحاليل المائية. ^{[ 5 ]}^{: 302-303.} إضافةً إلى ذلك، تُستخدم هذه المرشحات عادةً لتنقية السائل بدلًا من استخلاص المواد الصلبة كمادة قيّمة. ولذلك، فإن معظم استخداماتها تتركز في معالجة مياه الصرف الصحي .

آليات التقاط المواد الصلبة الجسيمية

تعمل مرشحات طبقة الرمل من خلال توفير فرص عديدة لالتقاط الجسيمات الصلبة على سطح حبيبات الرمل. فعندما يتدفق السائل عبر الرمل المسامي على طول مسار متعرج، تقترب الجسيمات من حبيبات الرمل، ويمكن التقاطها بإحدى الآليات التالية:

تصادم مباشر
فان دير فالس أو قوة الجذب في لندن
انجذاب الشحنة السطحية
الانتشار ^{[ 4 ]}

بالإضافة إلى ذلك، يمكن منع الجسيمات الصلبة من الالتصاق بفعل تنافر الشحنات السطحية إذا كانت شحنة سطح الرمل من نفس نوع شحنة الجسيمات الصلبة (موجبة أو سالبة). علاوة على ذلك، من الممكن إزاحة الجسيمات الملتصقة، على الرغم من إمكانية إعادة التصاقها على عمق أكبر داخل طبقة الرمل. وأخيرًا، قد تصبح حبة الرمل الملوثة بالفعل بالجسيمات الصلبة أكثر جاذبية أو طاردة للجسيمات الصلبة الإضافية. يحدث هذا إذا فقدت الجسيمات شحنتها السطحية عند التصاقها بحبيبة الرمل، فأصبحت جاذبة لجسيمات إضافية، أو العكس، إذا احتفظت بشحنتها السطحية دافعةً المزيد من الجسيمات بعيدًا عن حبة الرمل.

في بعض التطبيقات، من الضروري معالجة المياه المتدفقة إلى طبقة رملية مسبقًا لضمان إمكانية احتجاز المواد الصلبة العالقة. ويمكن تحقيق ذلك بإحدى الطرق التالية:

تعديل الشحنة السطحية على الجزيئات والرمل عن طريق تغيير درجة الحموضة
التخثر - إضافة كاتيونات صغيرة ذات شحنة عالية (عادة ما يتم استخدام الألومنيوم 3+ أو الكالسيوم 2+)
التلبد - إضافة كميات صغيرة من سلاسل البوليمر المشحونة التي إما تشكل جسراً بين المواد الصلبة الجزيئية (مما يجعلها أكبر حجماً) أو بين المواد الصلبة الجزيئية والرمل.

أنظمة التشغيل

يمكن تشغيلها إما بسوائل تتدفق لأعلى أو بسوائل تتدفق لأسفل، والأخير هو الأكثر شيوعًا. في الأجهزة ذات التدفق السفلي، يمكن أن يتدفق السائل تحت ضغط أو بفعل الجاذبية فقط. تُستخدم مرشحات طبقة الرمل المضغوطة عادةً في التطبيقات الصناعية، ويُشار إليها غالبًا باسم مرشحات طبقة الرمل السريعة. أما الوحدات التي تعمل بالجاذبية فتُستخدم في تنقية المياه، وخاصة مياه الشرب، وقد شاع استخدام هذه المرشحات في الدول النامية (مرشحات الرمل البطيئة).

بشكل عام، هناك عدة فئات من مرشحات طبقة الرمل:

مرشحات الرمل السريعة (الجاذبية)
مرشحات رملية سريعة (ضغط)
مرشحات رملية ذات تدفق صاعد
مرشحات الرمل البطيئة

يوضح الرسم التخطيطي البنية العامة لمرشح رملي سريع الضغط. يشغل رمل الترشيح معظم مساحة الحجرة، حيث يوضع إما على أرضية مزودة بفوهات أو فوق نظام تصريف يسمح بخروج الماء المُرشَّح. يدخل الماء الخام المُعالَج مسبقًا إلى حجرة المرشح من الأعلى، ويتدفق عبر وسط الترشيح، ثم يُصرَّف عبر نظام التصريف في الجزء السفلي. تحتوي محطات المعالجة الكبيرة أيضًا على نظام لتوزيع الماء الخام بالتساوي على المرشح. بالإضافة إلى ذلك، يُضمَّن عادةً نظام توزيع يتحكم في تدفق الهواء، مما يسمح بتوزيع ثابت للهواء والماء ويمنع تدفقات الماء العالية في مناطق محددة. ينتج عن الغسيل العكسي المتكرر توزيع حبيبي نموذجي، حيث تسود الحبيبات ذات القطر الأصغر في الجزء العلوي من طبقة الرمل، بينما تسود الحبيبات الخشنة في الأجزاء السفلية.

تؤثر عمليتان على كفاءة المرشح، وهما النضج والتجديد. في بداية دورة ترشيح جديدة، تزداد كفاءة المرشح بالتزامن مع ازدياد عدد الجسيمات المحتجزة في وسط الترشيح. تُعرف هذه العملية بنضج المرشح. خلال هذه العملية، قد لا تستوفي المياه الخارجة معايير الجودة، مما يستدعي إعادة حقنها في مراحل سابقة من المحطة. ^{[ 6 ]} تسمح طرق التجديد بإعادة استخدام وسط الترشيح، حيث تُزال المواد الصلبة المتراكمة من طبقة المرشح. ^{[ 6 ]} أثناء الغسيل العكسي ، يُضخ الماء (والهواء) عكسيًا عبر نظام الترشيح. قد يُعاد حقن جزء من مياه الغسيل العكسي أمام عملية الترشيح، ويجب التخلص من مياه الصرف الناتجة. يُحدد وقت الغسيل العكسي إما بقيمة العكارة خلف المرشح، والتي يجب ألا تتجاوز حدًا معينًا، أو بفقدان الضغط عبر وسط الترشيح، والذي يجب ألا يتجاوز قيمة معينة أيضًا.

تصميم مرشح رملي سريع الضغط

**مرشح الضغط السريع:** 1=ماء خام، 2=ماء مُرشَّح، 3=خزان، 4=ماء تنظيف المخرج، 5=ماء تنظيف المدخل، 6=خط السحب، 7=هواء التنظيف، 8=حاقن، 9=طبقة داعمة، 10=رمل الترشيح، 11=قمع التنظيف، 12=تهوية

توفر حبيبات الرمل الأصغر مساحة سطح أكبر، وبالتالي تنقية أفضل للمياه الداخلة، ولكنها تتطلب أيضًا طاقة ضخ أكبر لدفع السائل عبر طبقة الرمل. ولحل هذه المشكلة، تستخدم معظم مرشحات طبقة الرمل ذات الضغط السريع حبيبات يتراوح حجمها بين 0.6 و1.2 مم، مع إمكانية تحديد أحجام أخرى للتطبيقات المتخصصة. تميل جزيئات التغذية الأكبر حجمًا (>100 ميكرومتر) إلى سد مسام طبقة الرمل وتحويلها إلى مرشح سطحي يُسد بسرعة. يمكن استخدام حبيبات رمل أكبر حجمًا للتغلب على هذه المشكلة، ولكن في حال وجود كميات كبيرة من المواد الصلبة الكبيرة في التغذية، يجب إزالتها قبل مرشح طبقة الرمل بعملية مثل الترسيب. ^{[ 5 ]}^{: 302-303}

يُوصى بأن يتراوح عمق طبقة الرمل بين 0.6 و1.8 متر (2-6 أقدام) بغض النظر عن التطبيق. ويرتبط هذا بالحد الأقصى للإنتاجية الموضح أدناه. ^{[ 5 ]}^{: 302-303}

تشير الإرشادات المتعلقة بتصميم مرشحات الرمل السريع إلى ضرورة تشغيلها بمعدل تدفق أقصى يبلغ 9 م³ ^/ م² ^/ ساعة (220 جالون أمريكي/قدم² ^/ ساعة). ^{[ 7 ]} وباستخدام معدل التدفق المطلوب ومعدل التدفق الأقصى، يمكن حساب المساحة المطلوبة للطبقة.

تتمثل نقطة التصميم الرئيسية الأخيرة في التأكد من توزيع السائل بشكل صحيح عبر الطبقة وعدم وجود مسارات سائلة مفضلة حيث يمكن غسل الرمل وتعريض المرشح للخطر.

تُشغَّل مرشحات طبقة الرمل ذات الضغط السريع عادةً بضغط تغذية يتراوح بين 2 و5 بار (28 إلى 70 رطل/بوصة مربعة). يكون انخفاض الضغط عبر طبقة الرمل النظيف منخفضًا جدًا في العادة، ويتزايد مع تراكم المواد الصلبة الجزيئية على الطبقة. لا يتم احتجاز المواد الصلبة الجزيئية بشكل منتظم مع العمق، بل يتم احتجاز كمية أكبر منها في الطبقات العليا، حيث يتناقص تدرج التركيز أُسِّيًا. ^{[ 5 ]}^{: 302-303}

يلتقط هذا النوع من المرشحات الجسيمات حتى أصغرها حجمًا، ولا يوجد حد أدنى محدد لحجم الجسيمات التي تمر دونه دائمًا. يتخذ منحنى كفاءة المرشح شكل حرف U، حيث تكون معدلات التقاط الجسيمات عالية لأصغرها وأكبرها، مع انخفاض طفيف بينهما للجسيمات متوسطة الحجم. ^{[ 7 ]}

يؤدي تراكم الجسيمات الصلبة إلى زيادة فقدان الضغط عبر طبقة الترشيح عند معدل تدفق معين. في مرشحات الطبقة التي تعمل بالجاذبية، عندما يكون الضغط المتاح ثابتًا، ينخفض معدل التدفق. وعندما يصبح فقدان الضغط أو التدفق غير مقبول، ويتوقف المرشح عن العمل بكفاءة، تُزال الجسيمات المتراكمة من الطبقة. في مرشحات الطبقة الرملية السريعة المضغوطة، يحدث هذا عندما يكون انخفاض الضغط حوالي 0.5 بار. يُضخ سائل الغسيل العكسي عكسيًا عبر الطبقة حتى تصبح مميعة وتتمدد بنسبة تصل إلى 30% تقريبًا (تبدأ حبيبات الرمل بالاختلاط، ومع احتكاكها ببعضها، تدفع الجسيمات الصلبة بعيدًا). تُغسل الجسيمات الصلبة الأصغر حجمًا بسائل الغسيل العكسي وتُجمع عادةً في خزان ترسيب. يتراوح معدل تدفق السائل اللازم لتمييع الطبقة عادةً بين 3 و10 م³ ^/ م² ^/ ساعة، ولكن لا يُشغل لفترة طويلة (بضع دقائق). ^{[ 5 ]}^{: 224-235.} قد تُفقد كميات صغيرة من الرمل في عملية الغسيل العكسي، وقد تحتاج الطبقة إلى إعادة تعبئة دورية.

تصميم مرشح رملي بطيء

كما يشير العنوان، تتغير سرعة الترشيح في مرشح الرمل البطيء ، إلا أن الفرق الأكبر بين مرشح الرمل البطيء ومرشح الرمل السريع يكمن في أن الطبقة العلوية من الرمل نشطة بيولوجيًا، حيث تُضاف إليها مجتمعات ميكروبية. يتراوح العمق الموصى به والمعتاد للمرشح بين 0.9 و1.5 متر. تتشكل الطبقة الميكروبية خلال 10-20 يومًا من بدء التشغيل. خلال عملية الترشيح، يمكن للماء الخام أن يتسرب عبر وسط الرمل المسامي، مما يؤدي إلى توقف واحتجاز المواد العضوية والبكتيريا والفيروسات والأكياس مثل الجيارديا والكريبتوسبوريديوم . تُسمى عملية تجديد مرشحات الرمل البطيئة بالكشط ، وتُستخدم لإزالة الجزيئات الجافة من المرشح ميكانيكيًا. مع ذلك، يمكن أيضًا إجراء هذه العملية تحت الماء، وذلك حسب النظام المستخدم. من العوامل الأخرى المحددة لجودة المياه المعالجة العكارة ، والتي تُحدد في مرشحات الرمل البطيئة بـ 10 وحدات عكارة نفيلومترية (NTU). تُعدّ مرشحات الرمل البطيئة خيارًا مناسبًا للمشاريع ذات الميزانيات المحدودة، إذ لا تستخدم أي مواد كيميائية في عملية الترشيح، ولا تتطلب سوى القليل من التدخل الميكانيكي أو لا تتطلبه على الإطلاق. مع ذلك، ونظرًا للنمو السكاني المتواصل في المجتمعات، يجري استبدال مرشحات الرمل البطيئة بمرشحات الرمل السريعة، ويعود ذلك في الغالب إلى قصر مدة تشغيلها.

خصائص مرشحات الرمل السريعة والبطيئة

الخصائص ^{[ 6 ]}	مرشح رمل سريع	مرشح رملي بطيء
معدل الترشيح [م/س]	5–15	0.08–0.25
حجم الوسائط الفعال [مم]	0.5–1.2	0.15–0.30
عمق القاع [م]	0.6–1.9	0.9–1.5
طول التشغيل	من 1 إلى 4 أيام	من شهر إلى ستة أشهر
فترة النضج	من 15 دقيقة إلى ساعتين	عدة أيام
طريقة التجديد	الغسيل العكسي	شحوب
أقصى عكارة للمياه الخام	غير محدود مع المعالجة المسبقة المناسبة	10 وحدات نانيانية

تصميم فلتر السرير ذو التدفق العلوي

يُعدّ مرشح الرمل ذو التدفق العكسي المستمر أو التدفق الصاعد أحدث أنظمة التشغيل. ويكمن الفرق الأبرز بينه وبين الأنظمة السابقة في أن الماء المراد ترشيحه يُغذّى من الأسفل ويُستخرج الماء المُرشّح من الأعلى. يسمح هذا التدفق العكسي بدمج عملية الغسيل العكسي في عملية الترشيح، مما يُقلّل من كمية ماء الشطف المستخدمة ويُسرّع عملية التنظيف. تبلغ الحمولة القصوى حوالي 5.4 لتر/ثانية/م² مع فقدان ضغط ثابت قدره 0.6 متر. ^{[ 8 ]}

مرشحات السرير المختلط

تُعرف المرشحات التي تستخدم أنواعًا مختلفة من الوسائط المرتبة في طبقات باسم مرشحات الطبقة المختلطة أو مرشحات الوسائط المتعددة. تشمل مواد الترشيح الشائعة الرمل، والأنثراسيت، والكربون المنشط الحبيبي، والجارنيت، والإلمنيت ، ويتم اختيار كل منها لخصائصها الفيزيائية المحددة.

الأنثراسيت: فحم صلب منخفض التطاير، وغالبًا ما يستخدم كطبقة علوية نظرًا لكثافته المنخفضة.
الكربون المنشط الحبيبي: يعمل كمرشح ومادة ماصة، حيث يلتقط المركبات العضوية المذابة.
العقيق: مادة كثيفة غنية بالمعادن ذات لون محمر.
الإلمنيت: أكسيد ثقيل من الحديد والتيتانيوم، يستخدم لكثافته العالية.
الرمل: وسيط ترشيح تقليدي وشائع الاستخدام.

يمكن استخدام هذه المواد منفردة أو مجتمعة. في المرشحات متعددة الوسائط، تُرتّب طبقات الوسائط دائمًا حسب الكثافة: تستقر المواد الأثقل مثل العقيق والإلمنيت في الأسفل، بينما توضع المواد الأخف مثل الأنثراسيت في الأعلى. يُؤدي هذا الترتيب إلى مسامية متفاوتة في جميع أنحاء طبقة المرشح، مما ينتج عنه ترشيح أكثر فعالية ومستويات مختلفة من انخفاض الضغط.

يتكون نظام الترشيح متعدد الوسائط النموذجي من طبقة من الأنثراسيت في الأعلى، تليها طبقة من الرمل، ثم طبقة من العقيق في الأسفل، وكلها مدعومة بقاعدة من الحصى. يتراوح عمق هذه المرشحات بين 0.6 و1 متر لكل طبقة. يؤدي العمق الذي يزيد عن متر واحد إلى زيادة ملحوظة في انخفاض الضغط، بينما يؤدي العمق الأقل إلى تقليل سمك الطبقات وخفض الكفاءة.

عندما يتجاوز انخفاض الضغط 10 رطل لكل بوصة مربعة، تصبح عملية الغسيل العكسي ضرورية. خلال هذه العملية، يُعكس اتجاه تدفق الماء (إلى الأعلى) لرفع وسائط الترشيح وإزالة الجزيئات المتراكمة، والتي تُصرّف بعد ذلك مع ماء الغسيل العكسي. عادةً ما يكون معدل تدفق الغسيل العكسي حوالي ثلاثة أضعاف معدل تدفق الترشيح العادي (يجب أن يكون مرتفعًا بما يكفي لرفع وسائط الترشيح وإزالة الجزيئات العالقة فيها).

تصنيف المرشحات:

مرشحات أحادية الطبقة: تتكون من طبقة واحدة، عادةً ما تكون من الرمل؛ وهذه المرشحات قديمة إلى حد كبير.
طبقة أحادية عميقة: استخدم طبقة واحدة إما من الأنثراسيت أو الكربون المنشط الحبيبي، وهو مثالي لجودة مياه ثابتة ودورات تشغيل أطول.
مرشحات الوسائط المزدوجة: تتكون من طبقتين، عادةً ما تكون طبقة رملية في الأسفل وطبقة من الأنثراسيت أو الكربون المنشط الحبيبي في الأعلى.
مرشحات ثلاثية الطبقات: تستخدم ثلاث طبقات (عادةً ما تكون من العقيق أو الإلمنيت (الطبقة السفلية)، والرمل (الطبقة الوسطى)، والأنثراسيت (الطبقة العلوية))، مما يوفر توازنًا بين كفاءة الترشيح والسعة.

معايير مرشحات الطبقة المختلطة:

حدود	النطاق النموذجي
كل طبقة من المواد [م]	0.6-1.0
معدل التدفق [جالون/دقيقة/قدم مربع]	3-7
انخفاض الضغط [psi]	3-7
زر تشغيل الغسيل العكسي	انخفاض الضغط يتجاوز 10 رطل لكل بوصة مربعة

الاستخدامات في معالجة المياه

تُستخدم جميع هذه الطرق على نطاق واسع في قطاع المياه حول العالم. تتطلب الطرق الثلاث الأولى المذكورة أعلاه استخدام مواد كيميائية مُرَسِّبة لضمان فعاليتها. أما مرشحات الرمل البطيئة فتُنتج مياه عالية الجودة دون الحاجة إلى مواد كيميائية مساعدة.

يؤدي تمرير الماء المتكتل عبر مرشح رملي سريع يعمل بالجاذبية إلى تصفية الندف والجسيمات العالقة بداخله، مما يقلل من أعداد البكتيريا ويزيل معظم المواد الصلبة. يتكون وسط المرشح من رمل بدرجات متفاوتة. في حال وجود مشكلة تتعلق بالطعم والرائحة ( التأثيرات الحسية )، قد يحتوي المرشح الرملي على طبقة من الكربون النشط لإزالة هذه المشكلة.

تتعرض مرشحات الرمل للانسداد بالرواسب أو الانسداد البيولوجي بعد فترة من الاستخدام. تُكشط مرشحات الرمل البطيئة (انظر أعلاه)، بينما تُغسل مرشحات الرمل السريعة بالغسل العكسي أو بالغسيل بالضغط لإزالة الرواسب. يُضخ ماء الغسل العكسي إلى خزانات الترسيب لترسب الرواسب، ثم يُتخلص منها كنفايات. يُعاد الماء الطافي إلى عملية المعالجة أو يُصرف كمياه صرف صحي. في بعض البلدان، قد تُستخدم الحمأة كمحسن للتربة . وقد تسبب عدم كفاية صيانة المرشحات في تلوث مياه الشرب في بعض الأحيان.

تُستخدم مرشحات الرمل أحيانًا في معالجة مياه الصرف الصحي كمرحلة نهائية للتنقية. في هذه المرشحات، يحجز الرمل المواد العالقة المتبقية والبكتيريا، ويوفر بيئة مناسبة لتحلل المواد النيتروجينية، بما في ذلك الأمونيا والنترات ، إلى غاز النيتروجين بواسطة البكتيريا .

تُعدّ المرشحات الرملية من أكثر عمليات المعالجة فائدة، حيث تجمع عملية الترشيح (خاصة مع الترشيح الرملي البطيء) في طياتها العديد من وظائف التنقية. ^{[ 9 ]}

المزايا والعيوب

من مزايا مرشحات الرمل أنها متعددة الاستخدامات. كما أن تنوع أنماط تشغيلها - السريع والبطيء والتدفق الصاعد - يتيح مرونة في تكييف طريقة الترشيح مع احتياجات المستخدمين. تتميز مرشحات الرمل بكفاءة عالية في إزالة اللون والكائنات الدقيقة، وبفضل بساطتها، تنخفض تكاليف تشغيلها بشكل ملحوظ. علاوة على ذلك، تُسهّل بساطتها أتمتة العمليات، مما يقلل الحاجة إلى التدخل البشري.

تتمثل أبرز عيوب هذه التقنية في مشكلة الانسداد، أي انسداد وسائط الترشيح، مما يستلزم استخدام كمية كبيرة من الماء لإجراء عملية التنظيف العكسي، بالإضافة إلى استخدام مواد كيميائية في المعالجة الأولية. علاوة على ذلك، تتطلب مرشحات الرمل البطيئة عادةً مساحات أرضية أكبر مقارنةً بمرشحات التدفق السريع، خاصةً إذا كانت المياه الخام شديدة التلوث. ومع ذلك، ورغم هذه العيوب، فإنها توفر إمكانيات أكبر بكثير، ولذلك تُستخدم على نطاق واسع في الصناعة. ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}

التحديات في عملية التقديم

في عملية معالجة المياه، ينبغي الانتباه إلى بعض العوامل التي قد تُسبب مشاكل خطيرة إذا لم تُعالج بشكل صحيح. تؤثر العمليات المذكورة سابقًا، مثل نضج المرشحات والغسيل العكسي، ليس فقط على جودة المياه، بل أيضًا على الوقت اللازم للمعالجة الكاملة. كما يُقلل الغسيل العكسي من حجم المياه المُعالجة. إذا كان لا بد من توصيل كمية معينة من المياه إلى مجتمع ما، على سبيل المثال، فيجب مراعاة هذا الفقد في المياه. بالإضافة إلى ذلك، يجب معالجة نفايات الغسيل العكسي أو التخلص منها بشكل سليم. من الناحية الكيميائية، تؤثر جودة المياه الخام المتغيرة وتغيرات درجة الحرارة، حتى عند مدخل المحطة، على كفاءة عملية المعالجة.

يكتنف نماذج بناء مرشحات الرمل قدر كبير من عدم اليقين، ويعود ذلك إلى الافتراضات الرياضية التي يجب وضعها، مثل افتراض أن جميع الحبيبات كروية الشكل. يؤثر الشكل الكروي على تفسير الحجم، إذ يختلف القطر بين الحبيبات الكروية وغير الكروية. كما يعتمد ترتيب الحبيبات داخل طبقة المرشح على شكلها، مما يؤثر بدوره على المسامية والتدفق الهيدروليكي. ^{[ 6 ]}

الاستخدامات في الصناعة

تُستخدم مرشحات الرمل في قطاعات وعمليات مختلفة، حيث تكون هناك حاجة إلى إزالة المواد العالقة من المياه أو مياه الصرف الصحي على نطاق واسع.

تشمل القطاعات التي يتم فيها تطبيق الترشيح الرملي إنتاج مياه الشرب ، وحمامات السباحة ، ومغاسل السيارات ، ومعالجة المياه الجوفية، والمسالخ ، وصناعة تجهيز الفاكهة والخضروات، والمشروبات، وصناعة الأغذية، ومعالجة أسطح المعادن...

إنتاج مياه التبريد، والترشيح المسبق في معالجات الكربون النشط وأنظمة الأغشية؛

إزالة الحديد من المياه الجوفية باستخدام التهوية والترشيح الرملي.
التطهير النهائي لمياه الصرف الصحي، ومتابعة ترسيب المعادن والترسيب، لإزالة الآثار المتبقية من الحمأة المعدنية.
المعالجة النهائية لمياه الصرف الناتجة عن إنتاج الحديد والصلب والسبائك غير الحديدية. يمكن أن تسبق عملية الترشيح الرملي عمليات مثل الترسيب، والتخثير، والتلبيد، والتعويم.
تنقية مياه الصرف الصحي التي تحتوي على حبيبات السفع الرملي وجزيئات الطلاء، في أحواض بناء السفن على سبيل المثال.
كما يستخدم كعملية تنقية نهائية (أو قبل الترشيح بالكربون النشط) للسماح بإعادة الاستخدام.
يستخدم في البستنة المحمية كمطهر لمياه الصرف (مرشح رملي بطيء).
تُستخدم أنظمة ترشيح مياه الأمطار لتصفية الملوثات من الجريان السطحي .
توفر مياه الصرف الصحي بيئة فيزيائية لتحليل المركبات النيتروجينية مثل الأمونيا. ^{[ 12 ]}

انظر أيضاً

مراجع

↑ "الترشيح الرملي البطيء" (ملف PDF) . المركز الوطني لتبادل معلومات مياه الشرب. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 13 يوليو 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 نوفمبر 2016 .
↑ "مرشحات الرمل المنزلية لإزالة الزرنيخ" (ملف PDF) . EAWAG. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 18-09-2017 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13-11-2016 .
^ أنلوف ، هارالد (2003). "المهرجان الميكانيكي / Flüssig-Trennungim Wandel der Zeit" . مهندس كيميائي تكنيك . 75 (10): 1460–1463 . دوى : 10.1002/cite.200303283 .
1 2 3 أ. روشتون، أ. س. وارد، ر. ج. هولدتش (1996). مقدمة في تكنولوجيا الترشيح والفصل بين المواد الصلبة والسائلة. وايلي في سي إتش. رقم ISBN 978-3-527-28613-3
1 2 3 4 5 كولسون، جيه إم؛ ريتشاردسون، جيه إف؛ باكهيرست، جيه آر؛ هاركر، جيه إتش (1991). الهندسة الكيميائية. المجلد 2، الطبعة الرابعة. ISBN 0-7506-2942-8.
1 2 3 4 كريتندن، جون سي؛ تروسيل، آر. رودس؛ هاند، ديفيد دبليو؛ هاو، كيري جيه؛ تشوبانوغلو، جورج (2012). معالجة المياه في شركة MWH: المبادئ والتصميم (الطبعة الثالثة ). هوبوكين، نيوجيرسي: جون وايلي وأولاده. ISBN 9780470405390.
1 2 ك. ج. آيفز (1990). "الترشيح العميق". الفصل 11 من كتاب فصل المواد الصلبة عن السائلة ، الطبعة الثالثة، ل. سفاروفسكي (محرر). بتروورث. ISBN 0-408-03765-2
↑ "الفصل العاشر: إزالة المواد الصلبة العالقة" . دليل تصميم وتشغيل أنظمة مياه البحر في الاستزراع المائي . التطورات في علوم الاستزراع المائي ومصايد الأسماك. المجلد 33. 2002. الصفحات 137-149 . doi : 10.1016/S0167-9309(02)80010-2 . ISBN 9780444505774.
↑ هويسمان، ل.؛ وود، و. إي. (1974). الترشيح الرملي البطيء . جنيف: منظمة الصحة العالمية. ISBN 978-9241540377.
↑ "مرشح الرمل البطيء | طريقة العمل، الكفاءة، المزايا والعيوب لمرشح الرمل البطيء" . 6 ديسمبر 2021.
↑ "الترشيح الرملي | EMIS" .
↑ "الترشيح الرملي | EMIS" .

[1] "الترشيح الرملي البطيء" (ملف PDF) . المركز الوطني لتبادل معلومات مياه الشرب. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 13 يوليو 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 نوفمبر 2016 .

[2] "مرشحات الرمل المنزلية لإزالة الزرنيخ" (ملف PDF) . EAWAG. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 18-09-2017 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13-11-2016 .

[3] أنلوف ، هارالد (2003). "المهرجان الميكانيكي / Flüssig-Trennungim Wandel der Zeit" . مهندس كيميائي تكنيك . 75 (10): 1460–1463 . دوى : 10.1002/cite.200303283 .

[Rushton-4] 1 2 3 أ. روشتون، أ. س. وارد، ر. ج. هولدتش (1996). مقدمة في تكنولوجيا الترشيح والفصل بين المواد الصلبة والسائلة. وايلي في سي إتش. رقم ISBN 978-3-527-28613-3

[Coulson-5] 1 2 3 4 5 كولسون، جيه إم؛ ريتشاردسون، جيه إف؛ باكهيرست، جيه آر؛ هاركر، جيه إتش (1991). الهندسة الكيميائية. المجلد 2، الطبعة الرابعة. ISBN 0-7506-2942-8.

[Crittenden-6] 1 2 3 4 كريتندن، جون سي؛ تروسيل، آر. رودس؛ هاند، ديفيد دبليو؛ هاو، كيري جيه؛ تشوبانوغلو، جورج (2012). معالجة المياه في شركة MWH: المبادئ والتصميم (الطبعة الثالثة ). هوبوكين، نيوجيرسي: جون وايلي وأولاده. ISBN 9780470405390.

[Ives-7] 1 2 ك. ج. آيفز (1990). "الترشيح العميق". الفصل 11 من كتاب فصل المواد الصلبة عن السائلة ، الطبعة الثالثة، ل. سفاروفسكي (محرر). بتروورث. ISBN 0-408-03765-2

[8] "الفصل العاشر: إزالة المواد الصلبة العالقة" . دليل تصميم وتشغيل أنظمة مياه البحر في الاستزراع المائي . التطورات في علوم الاستزراع المائي ومصايد الأسماك. المجلد 33. 2002. الصفحات 137-149 . doi : 10.1016/S0167-9309(02)80010-2 . ISBN 9780444505774.

[9] هويسمان، ل.؛ وود، و. إي. (1974). الترشيح الرملي البطيء . جنيف: منظمة الصحة العالمية. ISBN 978-9241540377.

[10] "مرشح الرمل البطيء | طريقة العمل، الكفاءة، المزايا والعيوب لمرشح الرمل البطيء" . 6 ديسمبر 2021.

[11] "الترشيح الرملي | EMIS" .

[12] "الترشيح الرملي | EMIS" .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]