تصميم نظام كيميائى Chemical System Designلمحطات المياه
شرح تصميم حقن الكيماويات بمحطات المياة
والتى تعتبر محددات لحقن الحامض كـ Anti Scalant لملح كربونات الكالسيوم فى المياه Brackish ، ومياه Sea water .
مرورا” بحقن Co Agulant ومحدده ( SDI ) ، وحقن الكلور للتخلص من Micro Organisms ، ثم إنتزاع آثاره عن طريق حقن SBS أو إستخدام فلاتر Activated Carbon ، والتأكد من خلو الماء بعد نقطة حقن SBS أو الفلترالكربونى من الكلور أو المواد المؤكسدة الأخرى عن طريق قياس الكلور أو قياس ORP .
ثم حقن Anti Scalant وطرق التحكم فى أنواعه المختلفة هى جزء من تصميم نظام كيميائى Chemical System Design ، ولتكملة هذا التصميم يجب أن نتطرق إلى معادلات تنفيذ هذا النظام داخل المحطة .
وكيفية ضبط طلمبة الحقن لتنفيذ الجرعة المطلوبة ، والتى تم تحديدها محكوما” بعدة معاملات منها Recovery ، معدل سريان ماء التغذية المطلوب معالجته ، تركيز المحلول الكيميائى (Chemical Solution Strength ) وهو عبارة عن النسبة المئوية بين وزن المذاب إلى وزن المذيب ( الماء )
فمثلا” لو تم إذابة 10 Kg من مادة SBS فى 100 لتر مياه فعندئذ سيكون لدينا محلول تركيزه يساوى 10 % ويتم إدراجه فى المعادلة كقيمة عشرية يعنى0.1
والكثافة النوعية للمادة الكيميائية( Specific Gravity ) وهى بالنسبة لحامض الكبريتيك مثلا” ( 1.84 ) وبالنسبة للمواد التى يتم إذابتها فى المياه يمكن احتسابها ( 1.05 ) ، وكذا محكوما بسعة طلمبة الحقن( Whole Dosing Pump Capacity ) ،
هذه المتغيرات تحكمها العلاقة التالية :
Feed Flow Rate ( gpm ) ×Dose ( ppm)×0.00144 / Chemical Soln Sttrength ( decimal ) × Specific Gravity .
وللتحويل من m3 / H إلى gpm يتم القسمة على 0.2271 .
من المعادلة السابقة إستطعنا حساب معدل الحقن الكيميائى بوحدة ( GPD ) ، يعنى كم جالون من المادة الكيميائية مطلوب خلال اليوم لمعالجة ماء التغذية محل المعالجة طبقا” لما تم حسابه إستنادا” على تحليل ماء التغذية ، ولكن كيف يتم ضبط طلمبة الحقن لتنفيذ الجرعة المطلوبة ، هذا ما سيتم
واستكمالا” لحديثنا عن تنفيذ جرعة مادة كيميائية داخل محطة التحلية بعد أن قمنا بإدراج معادلة حساب معدل حقن المادة الكيميائية بوحدة ( GPD )
.. نكمل الآن مابدأنا الحديث عنه :
المعادلة المشار إليها استطعنا من خلالها حساب كم جالون من المادة الكيميائية مطلوب خلال اليوم لمعالجة ماء التغذية محل المعالجة طبقا” لما تم حسابه إستنادا” على تحليل ماء التغذية ، ولكن كيف يتم ضبط طلمبة الحقن لتنفيذ الجرعة المطلوبة ،
المعادلة الآتية تجيب عن هذا السؤال :
هذه المعادلة ستوفر لنا قيمة تساوى حاصل ضرب ( S ) × ( F ) ، ثم نقوم بفرض واحدة منهما ، وبالتعويض بالقيمة المفروضة يتم الحصول على القيمة الأخرى ، وبهذا نكون حصلنا على ضبط الطلمبة للحصول على الجرعة المطلوبة .
وهناك عامل مهم جدا يجب الإلتفات إليه ، وهو حساب إستهلاك المادة الكيميائية خلال اليوم لمعالجة الماء محل التحلية
= Feed Flow ( m3 / H ) × Dose ( ppm ) × 0.024
مثال : إضبط طلمبة حقن كيميائية سعة ( 20 L / H ) لحقن حمض الكبريتيك تركيز 98 % بجرعة ( 10 ppm ) لوحدة تحلية مياه بحر إنتاج 3000 م3 / يوم ؟
وللتحويل لوحدة جالون / دقيقة 416 ÷ 0.2271 = 1830 gpm .
ومن معطيات المثال نقوم بتطبيق المعادلة :
وبالتعويض فى المعادلة :
وهذا يعنى أننا نحتاج لعدد 14.60 جالون من حمض الكبريتيك المشار إليه خلال اليوم لتطبيق جرعة قدرها 10 ppm لمعالجة الماء الذى تمت الإشارة إليه فى معطيات المثال .
نقوم بفرض قيمة Strock ، ولتكن 30 % ويتم التعويض عنها بالمعادلة كقيمة عشرية يعنى 0.3 .
ثم نقوم بقسمة قيمة حاصل ضرب S × F الذى تم الحصول عليها 0.115 على 0.3 لنحصل على Frequency المطلوب هكذا 0.115 ÷ 0.3 = 0.38= 38 % وهذا يعنى أن يتم ضبط Strock على % 30 ويتم ضبط Frequency على 38 % لتحقيق الجرعة المطلوبة .
يرجى الأخذ فى الاعتبار تركيز المواد الخام التى يقل تركيزها عن ( 100 % ) عند حسابات الإستهلاكات الخاصة بها ، فمثلا” مادة Sodium Hypochlorite التى تتواجد فى الصورة الخام بتركيز يتراوح بين ( 9 – 14 % ) يجب أخذ التركيز فى الإعتبار عند حساب الإستهلاكات .