تصميم فلاتر نزع الحديد والمنجنيز

تصميم وحدات نزع الحديد والمنجنيز من المياه

في البداية تأتي أهمية وحدات نزع الحديد والمنجنيز من ضرورة التخلص من الحديد والمنجنيزمن المياه سواء لغرض الشرب أو كمعالجة أولية في وحدات التناضح العكسي

المعالجة الأولية لوحدات التناضح العكسي

ويوجد الحديد  في صورة حديد ذائبDissolved Fe او حديد غرويColloidal Fe اما المنجنيز فيوجد في صورة ذائبة وفي كل  الحالات يجب ان نتخلص من كل من الحديد والمنجنيز.

يوجد اكثر من مادة مخلقة كيميائيا يمكن استخدامها كوسط ترشيح داخل الفلاتر لنزع الحديد والمنجنيز مثل البيرم birm وهو مخصص لإزالة الحديد والمنجنيز, وأيضا الجرين ساند والإم تي ام “green sand , MTM” وهما مخصصين لإزالة الحديد والمنجنيز. في كل الأنواع توضع تلك المادة داخل وعاء من الفايبرجلاس  أو الحديد المعزول أو الإستانلس ستيل كما هو الحال في الفلاتر الرملية ولكن تصميم تلك الوحدات يختلف عن تصميم الفلاتر الرملية , قد يتشابه تصميم وحدات البيرم بعض الشي مع تصميم الفلتر الرملي ولكن تصميم وحدات الجرين ساند والإم تي إم يختلف جذريا عن تصميم الفلاتر الرملية

تصميم الفلتر الرملي 

ولتفاصيل أشمل عن تصميم الفلاتر الرملية وفلاتر البيرم والجرين ساند والميسرات إشترك على اللينك التالي وإحصل على خصم 70%% لمتابعي المدونة
دورة تصميم الفلاتر الرملية وفلاتر إزالة الحديد والميسرات والمبادل الأيوني والتناضح العكسي بخصم 100% على اللينك التالي

Birm filter

وحدة البيرم أو فلتر البيرم يعتمد في نزع الحديد  على إستخدام مادة البيرم كعامل حفاز في تنشيط التفاعل بين الحديد والأكسجين الذائب في الماء لتكوين الحديد الثلاثي المترسب والذي يترسب بدوره على حبيبات البيرم ويتم ازالته فيما بعد بالغسيل العكسي, لذلك يجب توفير أكسجين ذائب في المياه وبدونه لن يترسب الحديد .

الأكسجين

نسبة الأكسجين المطلوبة يجب ألا تقل عن 15% من نسبة الحديد بالملي جرام في اللتر

ويمكن توفيره بعدة طرق منها إستخدام فينشوري تيوبVENTURE TUBE أو إنجكتور والذي يعتمد في طبيعة عمله على فرق الضغط في الخط داخله لسحب الهواء الجوي وخلطه بالمياه قبل فلتر البيرم ، ويمكن الإطلاع على شكله وطريقة عمله أكثر بالبحث على YOUTUBE .
 أو يمكن توفير الهواء من خلال تجميع المياه في خزان مكشوف يتم فيه ذوبان الأكسجين من الهواء الى المياه ذاتيا. أو يمكن ايضا توفير الهواء عن طريق بلاور على خزان التجميع قبل فلتر البيرم 

السرعة الخطية

العنصر الاكثر أهمية بعد توفير الأكسجين هو السرعة الخطية”LINEAR VELOCITY” وهي تقابل وتساوي في المعنى معدل الفلترة في الفلاتر الرملية وهي تقاس بمتر مكعب من المياه في الساعة لكل متر مربع من سطح الفلترm³/h.m²  وهي في فلتر البيرم تتراوح بين 4-12.5 متر مكعب لكل متر مربع في الساعة، وكما هو الحال في الفلتر الرملي حيث أن معدل الفلترة يجب أن يقل بزيادة الرواسب والعكارة، فإن السرعة الخطية لفلتر البيرم يجب أن تقل بزيادة نسبة الحديد في المياه.

  

بصورة عامة بعد تحديد السرعة الخطية لفلتر البيرم يجب اختيار وعاء مناسب بحيث يكون عمق طبقة البيرم من 80 لي 90 سنتي متر وأن يتوفر 50% من هذا العمق فراغ فوق البيرم لاتمام عملية الغسيل العكسي بنجاح.

يباع البيرم في صورة اكياس سعة الكيس 1 قدم مكعب أو 28 لتر.

مثال

وحدة تناضح يتم تغذيتها بمعدل سريان 20 متر مكعب في الساعة ونسبة الحديد الذائب 1 ملي جرام على اللتر قم بتصميم وحدة بيرم تناسب تلك المواصفات

1- نسبة 1 ملي جرام على اللتر يتناسب معها سرعة خطية 10 متر مكعب في الساعة لكل متر مربع من سطح الفلتر كما في الجدول السابق

  مساحة سطح الفلتر = معدل السريان”flow rate” مقسوم علي السرعة الخطية=20 مقسومةعلي 10 = 2متر مربع

2- من معرفة مساحة سطح الفلتر فان مساحة سطح الدائرة =

 

  نصف قطر الفلتر r = 0.8   ويكون قطر الفلتر 1.6 متر  يعني حوالي 62 انش

3- باعتبار عمق طبق البيرم 85 سنتي

4- حجم البيرم المطلوب عبارة عن مساحة سطح الفلتر مضروب في عمقه بالمتر

  حجم البيرم =2X 0.85  =1.7 متر مكعب= 60 قدم مكعب

5- ولا ننسي ايضا طبقة الظلط فوق الموزعات السفلية للفصل بين البيرم والموزعات لتجنب انكسار الضغوط أو هروب البيرم أو الحديد من الموزعات ومنها إلى مياه الخدمة

 

green sand filter

يختلف فلتر الجرين ساند كثيرا عن فلتر البيرم حيث أن العامل المؤثر على نجاح الفلتر وكفائته ليس السرعة الخطية وإنما هو توفير الكمية المناسبة من الجرين ساند.

يعمل الجرين ساند أيضا على تحويل الحديد والمنجنيز الذائب إلى مترسب عن طريق تنشيط التفاعل بين الحديد والمنجنيز وعامل مؤكسد هو برمنجنات البوتاسيوم.

كل لتر من الجرين ساند يتم تنشيطه بكمية ثابته من البرمنجنات كما هو الحال في تنشيط الريزن بالملح

تصميم السوفتنر" تحديد كمية الريزن"

 وتلك الكمية من البرمنجنات لها سعة ترسيب محددة من الحديد والمنجنيز معا أو كلا علي حدة

يتم تنشيط 1 قدم مكعب "28 لتر" ب50 الي 60جرام من البرمنجنات  

ويباع الجرين ساند أيضا بالقدم مكعب

وذلك يعني إستهلاك 10 جرام برمنجنات في ازالة 10 جرام حديد أو في ازالة 5 جرام منجنيز. بمعني أن 1 ملي جرام من الحديد يحتاج 1 ملي جرام  برمنجنات لازالته تقريبا, وكل 1 ملي جرام من المنجنيز يحتاج الي2 ملي جرام من البرمنجنات لإزالته وهذه تكون القاعدة العامة

لمعرفة كافة التفاصيل والحسابات الخاصة بالتصميم ، إشترك في دورة تصميم فلاتر البيرم والجرين ساند على اللينك التالي:
دورة تصميم الفلاتر الرملية وفلاتر إزالة الحديد والميسرات والمبادل الأيوني والتناضح العكسي بخصم 70% على اللينك التالي

 ويجب مراجعة كتيب بيانات الجرين ساند  لمعرفة كمية البرمنجنات اللازمة لتنشيطه وكميه الحديد والمنجنيز التي يزيلها القدم مكعب او اللتر من  جرين ساند .

السرعة الخطية تتراوح من 4 الي 15 متر مكعب في الساعة لكل متر مربع من سطح الفلتر

عمق طبقة الجرين ساند يتراوح من 70 الي 90 سنتي.

عند التصميم نبدأ بتحديد كمية الجرين ساند من معرفة نسبة الحديد والمنجنيز ومعدل السريان في الساعة لتحديد قيمة الحديد والمنجنيز في كمية المياه الكلية المراد معالجتها قبل التنشيط التالي

 , ثم نختار عمق طبقة الجرين سان ومن الحجم والعمق نستنتج مساحة سطح الفلتر ونحدد قيمة السرعة الخطية.

 ويمكن زيادة كمية الجرين ساند  بحيث نصل الي افضل سرعة خطية وعمق مناسب لطبقة الجرين ساند والوصول الي مدة تشغيل لا تقل عن 12 ساعة للوحدة. لمزيد من التوضيح يمكن التواصل معي في تعليق.

وتوجد طريقتين لتنشيط الجرين ساند بمادة البرمنجنات إما بحقنها علي خط التغذية على حسب معدل التدفق للمياه بحيث يتم حقن 1 جرام من البرمنجنات مقابل كل جرام من الحديد و2 جرام من البرمنجنات مقابل 1 جرام من المنجنيز.
 أو بالتنشيط الكامل مرة احدة ويمكن معرفة تصميم نظام التنشيط في المقال التالي عن فلتر الجرين ساند.