في مجلة "ووتر"، نبحث باستمرار عن مشاريع تغلبت على التحديات بطرق قد تفيد الآخرين. وبتركيزنا على قياس التدفق في محطة صغيرة لمعالجة مياه الصرف الصحي في كورنوال، تحدثنا مع المشاركين الرئيسيين في المشروع...
غالبًا ما تُشكّل محطات معالجة مياه الصرف الصحي الصغيرة تحديات مادية كبيرة لمهندسي الأجهزة والتحكم. ومع ذلك، تم تركيب جهاز قياس تدفق متوافق مع المعايير في محطة فوي، جنوب غرب إنجلترا، من خلال شراكة تضم شركة مياه، ومقاولًا، ومُورّد أجهزة، وشركة فحص.
كان من الضروري استبدال جهاز مراقبة التدفق في محطة فوي لمعالجة المياه كجزء من برنامج صيانة شامل، وهو أمرٌ صعبٌ نظرًا لطبيعة الموقع المحدودة. لذلك، تم النظر في حلول أكثر ابتكارًا كبديلٍ عن الاستبدال المُماثل.
لذلك، قام مهندسو شركة تيكر، وهي شركة مقاولات تابعة لشركة MEICA لشركة مياه الجنوب الغربي، بمراجعة الخيارات المتاحة. ويوضح بن فيني، مهندس مشروع تيكر، قائلاً: "تقع القناة بين قناتي تهوية، ولم تكن هناك مساحة كافية لتمديدها أو تحويل مسارها".
خلفية
تُمكّن القياسات الدقيقة لتدفق مياه الصرف الصحي مديري محطات المعالجة من العمل بكفاءة، مما يُحسّن المعالجة، ويُقلل التكاليف، ويحمي البيئة. ونتيجةً لذلك، فرضت هيئة البيئة متطلبات أداء صارمة على معدات وهياكل مراقبة التدفق في محطات معالجة مياه الصرف الصحي في إنجلترا. ويُحدد معيار الأداء الحد الأدنى من متطلبات المراقبة الذاتية للتدفق.
ينطبق معيار MCERTS على المواقع المرخصة بموجب لوائح التصاريح البيئية (EPR)، والتي تُلزم مُشغّلي العمليات بمراقبة تدفقات سوائل مياه الصرف الصحي أو مياه الصرف التجاري وجمع النتائج وتوثيقها. ويحدد MCERTS الحد الأدنى من المتطلبات للمراقبة الذاتية للتدفق، وقد قام المُشغّلون بتركيب عدادات تُلبي متطلبات ترخيص وكالة البيئة. وقد ينص ترخيص الموارد الطبيعية في ويلز أيضًا على أن نظام مراقبة التدفق مُعتمد من قِبل MCERTS.
عادةً ما تُفحص أنظمة وهياكل قياس التدفق المُنظَّم سنويًا، وقد يُعزى عدم الامتثال إلى عدد من العوامل، مثل تقادم القنوات وتآكلها، أو عدم توفير مستوى الدقة المطلوب بسبب تغيرات التدفق. على سبيل المثال، يُمكن أن يؤدي النمو السكاني المحلي، إلى جانب زيادة كثافة هطول الأمطار بسبب تغير المناخ، إلى "فيضان" هياكل تدفق المياه.
مراقبة تدفق محطة معالجة مياه الصرف الصحي في فوي
بناءً على طلب تيكر، قام المهندسون بزيارة الموقع، وفي السنوات الأخيرة ازدادت شعبية هذه التقنية بشكل كبير. "ويرجع ذلك غالبًا إلى إمكانية تركيب مقاييس التدفق بسرعة وسهولة على القنوات التالفة أو القديمة دون الحاجة إلى أعمال رأسمالية كبيرة."
تم تسليم عدادات التدفق المترابطة خلال شهر من الطلب، وتم تركيبها في أقل من أسبوع. في المقابل، سيستغرق إصلاح أو استبدال الأحواض وقتًا أطول في التنظيم والتنفيذ؛ كما أنه يكلف أموالًا أكثر؛ وسيتأثر التشغيل الطبيعي للمحطة، ولا يمكن ضمان الامتثال لمعايير MCERTS.
طريقة ارتباط بالموجات فوق الصوتية فريدة من نوعها، تُمكّن من قياس سرعات فردية باستمرار على مستويات مختلفة ضمن قسم التدفق. تُوفر هذه التقنية الإقليمية لقياس التدفق صورة تدفق ثلاثية الأبعاد، محسوبة آنيًا، لتوفير قراءات تدفق قابلة للتكرار والتحقق.
تعتمد طريقة قياس السرعة على مبدأ الانعكاس بالموجات فوق الصوتية. تُمسح الانعكاسات في مياه الصرف الصحي، مثل الجسيمات والمعادن أو فقاعات الهواء، باستخدام نبضات فوق صوتية بزاوية محددة. يُحفظ الصدى الناتج كصورة أو نمط صدى، ويُجرى مسح ثانٍ بعد بضعة ميلي ثانية. يُحفظ نمط الصدى الناتج، ومن خلال ربط/مقارنة الإشارات المحفوظة، يُمكن تحديد موقع عاكس واضح المعالم. ولأن العاكسات تتحرك مع الماء، يُمكن تحديد مواقعها في مواقع مختلفة في الصورة.
باستخدام زاوية الشعاع، يُمكن حساب سرعة الجسيمات، وبالتالي حساب سرعة مياه الصرف الصحي من خلال الإزاحة الزمنية للعاكس. تُنتج هذه التقنية قراءات عالية الدقة دون الحاجة إلى إجراء قياسات معايرة إضافية.
صُممت هذه التقنية للعمل في أنبوب أو مواسير، مما يُمكّن من تشغيلها بكفاءة في أكثر التطبيقات تطلبًا وتلويثًا. وتُؤخذ عوامل مؤثرة، مثل شكل الحوض وخصائص التدفق وخشونة الجدار، في الاعتبار عند حساب التدفق.
فيما يلي منتجاتنا الهيدرولوجية، نرحب باستشارتك
وقت النشر: ٢٩ نوفمبر ٢٠٢٤