نحن في مجلة "ووتر" نبحث باستمرار عن مشاريع تغلبت على التحديات بطرق قد تفيد الآخرين. وبالتركيز على قياس التدفق في محطة صغيرة لمعالجة مياه الصرف الصحي في كورنوال، تحدثنا إلى المشاركين الرئيسيين في المشروع...
غالباً ما تُشكّل محطات معالجة مياه الصرف الصحي الصغيرة تحدياتٍ مادية كبيرة لمهندسي الأجهزة والتحكم. ومع ذلك، فقد تمّ تركيب جهاز قياس تدفق متوافق مع المعايير في محطة بمدينة فوي، جنوب غرب إنجلترا، من خلال شراكة تضمّ شركة مياه، ومقاولاً، ومُورّداً لأجهزة القياس، وشركة تفتيش.
كان استبدال جهاز مراقبة التدفق في محطة معالجة مياه الصرف الصحي في فوي ضروريًا كجزء من برنامج صيانة رأسمالية، وهو ما شكّل تحديًا نظرًا لضيق مساحة الموقع. ولذلك، تمّ النظر في حلول أكثر ابتكارًا كبديل عن الاستبدال المباشر.
لذا، قام مهندسون من شركة تيكر، وهي شركة مقاولات متخصصة في أنظمة الميكانيكا والكهرباء والهندسة المدنية والتشغيل الآلي (MEICA) لصالح شركة ساوث ويست ووتر، بدراسة الخيارات المتاحة. ويوضح بن فيني، مهندس مشروع تيكر، قائلاً: "تقع القناة بين خندقين للتهوية، ولم تكن هناك مساحة كافية لتمديد القناة أو تحويل مسارها".
خلفية
تُمكّن قياسات تدفق مياه الصرف الصحي الدقيقة مديري محطات المعالجة من العمل بكفاءة عالية، مما يُحسّن عملية المعالجة، ويُقلّل التكاليف، ويحمي البيئة. ونتيجةً لذلك، فرضت وكالة البيئة متطلبات أداء صارمة على معدات وهياكل مراقبة التدفق في محطات معالجة مياه الصرف الصحي في إنجلترا. ويُحدّد معيار الأداء الحد الأدنى من المتطلبات اللازمة للمراقبة الذاتية للتدفق.
ينطبق معيار MCERTS على المواقع المرخصة بموجب لوائح التصاريح البيئية (EPR)، والتي تلزم مشغلي العمليات بمراقبة تدفقات مياه الصرف الصحي أو مياه الصرف التجاري وجمع النتائج وتوثيقها. يحدد معيار MCERTS الحد الأدنى من المتطلبات للمراقبة الذاتية للتدفق، وقد قام المشغلون بتركيب عدادات تفي بمتطلبات الترخيص الصادرة عن وكالة البيئة. كما قد ينص ترخيص الموارد الطبيعية في ويلز على أن نظام مراقبة التدفق معتمد من قبل MCERTS.
تخضع أنظمة ومنشآت قياس التدفق المنظم عادةً لفحص سنوي، وقد ينجم عدم الامتثال عن عدة عوامل، مثل تقادم القنوات وتآكلها، أو عدم توفير مستوى الدقة المطلوب نتيجة لتغيرات التدفق. فعلى سبيل المثال، قد يؤدي النمو السكاني المحلي، إلى جانب زيادة شدة هطول الأمطار بسبب تغير المناخ، إلى فيضان منشآت تدفق المياه.
مراقبة تدفق مياه الصرف الصحي في محطة معالجة مياه الصرف الصحي في فوي
بناءً على طلب شركة تيكر، زار المهندسون الموقع، وقد ازدادت شعبية هذه التقنية بشكل كبير في السنوات الأخيرة. ويعود ذلك غالباً إلى سهولة وسرعة تركيب عدادات التدفق على القنوات المتضررة أو القديمة دون الحاجة إلى أعمال إنشائية ضخمة.
تم تسليم عدادات التدفق المتصلة خلال شهر من تاريخ الطلب، وتم تركيبها في أقل من أسبوع. في المقابل، سيستغرق العمل على إصلاح أو استبدال الأحواض وقتًا أطول للتنظيم والتنفيذ، كما أنه سيكلف المزيد من المال، وسيؤثر على التشغيل الطبيعي للمحطة، ولا يمكن ضمان الامتثال لمعايير MCERTS.
طريقة فريدة لقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية، تُمكّن من قياس السرعات الفردية باستمرار على مستويات مختلفة ضمن مقطع التدفق. توفر هذه التقنية لقياس التدفق الإقليمي صورة ثلاثية الأبعاد للتدفق تُحسب في الوقت الفعلي، مما يتيح قراءات تدفق قابلة للتكرار والتحقق.
تعتمد طريقة قياس السرعة على مبدأ انعكاس الموجات فوق الصوتية. تُمسح الانعكاسات في مياه الصرف الصحي، مثل الجزيئات والمعادن وفقاعات الهواء، باستخدام نبضات فوق صوتية بزاوية محددة. يُحفظ الصدى الناتج كصورة، أو نمط صدى، ثم يُجرى مسح ثانٍ بعد بضعة أجزاء من الثانية. يُحفظ نمط الصدى الناتج، ومن خلال ربط الإشارات المحفوظة ومقارنتها، يُمكن تحديد موقع عاكس واضح المعالم. ولأن العواكس تتحرك مع الماء، يُمكن تحديدها في مواقع مختلفة في الصورة.
باستخدام زاوية الشعاع، يمكن حساب سرعة الجسيمات، وبالتالي يمكن حساب سرعة مياه الصرف الصحي من خلال الإزاحة الزمنية للعكس. توفر هذه التقنية قراءات دقيقة للغاية دون الحاجة إلى إجراء قياسات معايرة إضافية.
صُممت هذه التقنية للعمل داخل الأنابيب، مما يتيح تشغيلها بكفاءة عالية حتى في أكثر التطبيقات تطلبًا وتلويثًا للبيئة. وتُؤخذ في الحسبان عوامل مؤثرة مثل شكل الحوض، وخصائص التدفق، وخشونة الجدار عند حساب معدل التدفق.
فيما يلي منتجاتنا الهيدرولوجية، نرحب باستشارتكم.
تاريخ النشر: 29 نوفمبر 2024