تصميم خزانات التهوية وحساب الكميات

بواسطة: كيت

Email:kate@aquasust.com

التاريخ: 27 نوفمبر 2024

يعد خزان التهوية أحد المكونات الأساسية لمعالجة مياه الصرف الصحي، ويؤثر تصميمه وحساب الكمية بشكل مباشر على كفاءة المعالجة وتكاليف التشغيل. توضح هذه المقالة مبادئ التصميم الرئيسية وخطوات الحساب لخزانات التهوية، بما في ذلك مثال محدد للتوضيح.

1. الاعتبارات الرئيسية لتصميم خزان التهوية

1. معلمات الهدف

تحديد نوعية المياه المطلوبة على أساس المعلمات المتدفقة والنفايات السائلة (على سبيل المثال، BOD، COD، TSS، نيتروجين الأمونيا). على سبيل المثال:
- BOD المؤثر: 270 ملغم/لتر
- BOD السائل: أقل من أو يساوي 20 ملغم/لتر
- معدل التدفق: 10,000 م³/د

2. اختيار نوع التهوية

تشمل طرق التهوية الشائعة تهوية السطح، والتهوية الميكانيكية، وتهوية الأكسجين النقي. يتم استخدام التهوية القائمة على المنفاخ مع ناشرات الفقاعات الدقيقة أو ناشرات الأنابيب على نطاق واسع.

3. حساب الطلب على الأكسجين
- تحديد كمية الملوثات (BOD، نيتروجين الأمونيا) المراد إزالتها.
- استخدم صيغة الطلب النموذجية للأكسجين:
الطلب على الأكسجين=حمل BOD المطلوب إزالته (كجم/يوم) / معدل استخدام الأكسجين

4. المواد الصلبة العالقة بالسائل المختلط (MLSS)
حدد تركيز MLSS مناسب بناءً على متطلبات العملية، عادةً 2،000–5،000 ملغم/لتر لضمان النشاط الميكروبي.

5. زمن الاحتفاظ الهيدروليكي (HRT) وحجم الخزان
- عادة ما يتم تصميم العلاج التعويضي بالهرمونات لمدة 4-8 ساعات.
- عمق الخزان الفعال بشكل عام هو 4-6 متر.
- حساب حجم الخزان:
V=س × HRT / 24
حيث Q هو معدل التدفق (م³/ساعة).

2. خطوات حساب كمية خزان التهوية

مثال: معالجة تدفق قدره 10,000 م³/اليوم باستخدام BOD السائل عند 270 مجم/لتر والمخلفات السائلة من BOD عند 20 مجم/لتر.

1. تحديد BOD المراد إزالته
BOD_إزالة=(270 - 20) × 10،000=2,500،000 ملغم/يوم=2,500 كجم/يوم

2. حساب الطلب على الأكسجين
بافتراض أن معدل استخدام الأكسجين يبلغ 20% و1.5 كجم O₂ مطلوب لكل كجم من BOD تمت إزالته:
الطلب على الأكسجين {{0}} (2,500 × 1.5) / 0.2=18,750 كجم/يوم

3. تكوين معدات التهوية
- اختر أجهزة نشر الفقاعات: على سبيل المثال، أجهزة نشر الفقاعات الدقيقة ذات نطاق تدفق هواء يتراوح بين 1.5-8 متر مكعب/ساعة وكفاءة نقل الأكسجين بنسبة 30%.
- حساب تدفق الهواء المطلوب:
تدفق الهواء {{0}},750 / (0.2 × 0.3)=312,500 م³/يوم
تحويل إلى تدفق الهواء كل ساعة:
312,500 ÷ 24 = 13,020 m³/h

4. حساب حجم الخزان
بافتراض أن العلاج التعويضي بالهرمونات يبلغ=6 ساعة:
V = (10,000 × 6) ÷ 24 = 2,500 m³

5. تحديد عدد الناشرين
بافتراض أن كل ناشر لديه قدرة تدفق هواء تبلغ 5 م³/ساعة:
عدد الناشرات=13,020 ÷ 5=2,604

3. توصيات عملية للمشاريع الهندسية

- اختيار شكل الخزان
تعتبر الخزانات المستطيلة أو الدائرية شائعة في أنظمة التهوية النموذجية، في حين تعتبر الخزانات العميقة مثالية لقدرات المعالجة الكبيرة في السيناريوهات ذات المساحة المحدودة.

- تكرار المعدات
قم بتركيب 1.1-1.2 مرة من المعدات المحسوبة للتعامل مع تقلبات الحمل أو صيانة المعدات.

- المراقبة عبر الإنترنت
قم بتضمين نظام مراقبة الأكسجين المذاب (DO) لموازنة إمدادات الأكسجين وتجنب الإفراط في التهوية أو نقص الأكسجين.

خاتمة

يتطلب تصميم خزان التهوية فهمًا شاملاً لأحمال الملوثات، وقدرات إمداد الأكسجين، والظروف الهيدروليكية، وتكاليف التشغيل. تضمن الحسابات التفصيلية والتكوين المناسب للمعدات المعالجة الفعالة والتكاليف الأمثل. في التطبيقات العملية، ينبغي إجراء التعديلات والتحسينات بناءً على الاحتياجات المحددة وظروف الموقع.