تطوير محطة تجريبية لتقيم محطة معالجة مياه كربلاء، العراق .

رسالة ماجستير

اسم الباحث : ابراهيم محمد حنتوش

اسم المشرف : الدكتور صفاء خضير هاشم البرقعاوي + الدكتور حسام هادي علوان

الكلمات المفتاحية :

الكلية : كلية الهندسة

الاختصاص : الهندسة المدنية

سنة نشر البحث : 2022

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

تهدف هذه الدراسة الى تطوير وتحسين كفاءة محطة تنقية المياه في كربلاء وتتضمن خطة البحث تحسين المحطة من الناحيتين الكمية والنوعية بما يضمن تلبية المتطلبات المعيارية والتي سيتم تطويرها ضمن البدائل المحلية المقبولة.
بالاضافة الى التحليل النظري تناولت الدراسة سلسلة من نتائج الاختبارات واالدراسات في ضوء البيانات المتوفرة في المحطة للفترة 2014-2019 . تم بناء نموذج فيزياوي لمحاكاة محطة معالجة المياه التقليدية باستخدام اربعة قيم لمعدل التدفق وهي (0.475 ، 0.712 ، 0.95 و 1.18 م3 / ساعة) باستخدام مستويات مختلفة من العكارة.
يتكون هذا النموذج من وحدات التخثير ،التلبيد والترسيب الاساسية واستخدم تطبيق التشابه الديناميكي بين المحطة كنموذج والمحطة الاصلية بما يحقق الحصول على نفس رقم فرود بينهما.
تم استخدام تربة البنتونايت وتربة النهر لتحضير تراكيز العكارة المطلوبة .جرى اعتماد وحدة ترسيب عالية السرعة في المحطة التجريبية باستخدام صفائح الترسيب ومقارنتها مع المحطة الاصلية .اضيف مرشح وسائط مزدوج مع الانثراسايت بالاضافة الى وحدة ترشيح مفردة موجودة في المحطة بنفس الابعاد الاصلية حيث عمق الطبقة 0.7 متر مقسمة الى 0.35 متر رمل و 0.35 متر انثراسايت.
تم وضع احد مرشحات الكاربون النشط بعد الوسط الخاص بالمرشح المنفرد وتم وضع الاخر بعد الوسط الخاص بالمرشح المزدوج . لقد وجد ان افضل تدرج سرعة في خزان الخلط السريع هو (G_rapid ) ≥750 s̄1 وفي حوض التلبيد 15 s ̄ ¹ < G_flocc < 60 s̄¹ أما قيم (〖Gt〗_flocc) = [(104) -(15*104)].. لقد وجد ايضا بأن أفضل كفاءة ازالة في حوض الترسيب باستخدام الصفائح يتراوح بين 94.07% الى 72.07% باستخدام البنتونايت و تربة النهر على التوالي اي ان كفاءة الازالة قد تحسنت بمقدار 23% عند استخدام البنتونايت. كانت افضل كفاءة ازالة باستخدام البنتونايت وتربة النهر في حوض الترسيب 74.02% و 66.28% وبدون استخدام الصفائح المائلة على التوالي
لقد تحسنت كفاءة الازالة حوالي 11% عند استخدام الصفائح وكانت كفاءة الازالة باستخدام الصفائح المائلة هي الافضل خاصة عند مضاعفة معدل التدفق بمقدار 1.5 – 2.5 مرة كما وجد ان افضل الحالات عندما يكون معدل التدفق 2100 م3 بالساعة والعكارة عند 50 NTU باستخدام تربة النهر واللوح المائل ووسط ترشيح مزدوج مع مرشح كاربون نشط حيث كانت كفاءة الازالة
98.23% بينما كانت كفاءة الازالة 99.27% عند استخدام البنتونايت بدون الواح مائلة وباستخدام مرشح الكاربون النشط ووسط الترشيح المزدوج عند عكارة مقدارها 200NTU ومعدل تدفق 1050 م3 بالساعة .
نشير هنا الى ان استخدام البنتونايت في زيادة عكارة الماء له تأثير ايجابي في زيادة كفاءة الازالة . اخيرا فان هناك زيادة معنوية تتراوح بين 150% الى 250% في انتاج المحطة وكفاءتها اضافة الى الحصول على تكلفة اقتصادية معتدلة.

DEVELOPMENT OF A PILOT STATION FOR EVALUATING KERBALA WATER TREATMENT PLANT,IRAQ.

The development and a improve efficiency of water purification plant in Kerbala was investigated.
Research mechanisms were established to improve the efficiency of the station production in terms of quality and quantity to meet the standard requirements to be developed within locally and accepted alternatives.
The study has addressed theoretical analysis and a series of previous tests results through data available at the station from 2014-2019. The model was built and integrated matching the conventional water treatment plant using four values of flow rate (0.475,0.712,0.95,1.18 m3 /hr) using different turbidities.
This model consists of basic units coagulation, flocculation and sedimentation . By using a dynamic similarity application between the model and prototype , the Froude number must be the same for both model and prototype .
The bentonite soil as well as river soil were used for preparing the required turbidity. A high-rate sedimentation unit was considered in a pilot plant using plates settler and compared with the conventional. Dual media filter with anthracite was added as well as a single filtration unit that existing in plant, with same dimensions, where the layer deep was (0.7 m) divided to (0.35m) sand and (0.35m) anthracite.
The activated carbon filters were linked after the single filter media and the other one after the dual filter media. Best velocity gradient in rapid mixing tank is (G_rapid ) ≥750 s̄1 and in flocculation basin is 15 s ̄ ¹ < G_flocc < 60 s̄¹ and values of (〖Gt〗_flocc) = [(104) -(15*104)]. The best efficiencies of removal in sedimentation basin with plate settler were 94.07% and 72.07 % using bentonite and river soil respectively. The enhancement in removal efficiency is about 23% when using bentonite. When using river soil, The best removal efficiencies in sedimentation basin were 74.02% and 66.28% with and without using inclined plate settler respectively.
The enhancement in removal efficiency was about 11% when using plate settler. The efficiency of removal using inclined plates was best especially when doubling the flow rate (1.5-2.5) times. The best conditions when flow rate = 2100 m³/hr, turbidity at 50 NTU, using river soil, with inclined plate settler, dual filter media and activated carbon filter where the efficiency of removal was 98.23%, while the efficiency of removal using bentonite ,without using inclined plates ,using activated carbon filter and dual filter media at turbidity 200 NTU ,flow rate1050m3/hr, it was 99.27%.
This indicate ,when using bentonite for Increasing water turbidity has a positive impact in removal efficiency.
In conclusion, a significant increase of (150% -250%) in the production of station, efficiency and moderate economic cost. Key Words: Plate Settler, Activated Carbon, Bentonite, Turbidity, Removal Efficiency and Water Quality Index.