استكشاف أنواع مختلفة من مرشحات الرمل: مرشحات الجاذبية، ومرشحات الضغط، ومرشحات الرمل البطيئة

تشكل مرشحات الرمل جزءًا لا يتجزأ من صناعة معالجة المياه. إنها تعمل بطريقة غامضة، فتقوم بإزالة الملوثات والجسيمات الصلبة المفلترة، وبالتالي توفير مياه شرب آمنة. وفي عالم مرشحات الرمل هذا، تأتي مجموعة غنية من الأنواع المختلفة، ولكل منها نقاط قوتها وملاءمتها لظروف محددة. تتناول المقالة التالية الأنواع الثلاثة الرئيسية لمرشحات الجاذبية والضغط والرمل البطيء، بالإضافة إلى ميزاتها ومزاياها وقيودها بالإضافة إلى خيارات اختيار مرشح الرمل.

1 مرشحات الرمل الجاذبية

وتستفيد مرشحات الرمل بالجاذبية، على وجه الخصوص، من الجاذبية. تتدفق المياه، بفعل كثافتها، عبر مخطط تصريف مفصل للغاية تم تنفيذه على وسائط رملية تم تصنيفها بعناية. ومن خلال هذه الرحلة، يتم حبس الملوثات (مثل الرواسب، والعكارة، وحتى بعض الكائنات الحية الدقيقة) داخل المساحة المنسوجة بين جزيئات الرمل. يقدم هذا التصميم البسيط والفعال العديد من المزايا:

·  إنها ذات تصميم بسيط، مما يجعلها سهلة الاستخدام والصيانة. ويرجع ذلك إلى أن بساطة تصميمها تقلل من تكاليف الاستثمار الأولية بسبب تعقيد الآلات.

·  تعمل مرشحات الجاذبية على إزالة العكارة والمواد الصلبة العالقة وإعادة المياه إلى حالتها الطبيعية، والتي تكون صافية ونظيفة. وهي مناسبة أيضًا للأنظمة ذات مصدر مياه ثابت ومستويات معتدلة من تلوث المياه.

·  تعتبر مرشحات الجاذبية أنظمة مكتفية ذاتيا لأنها تتطلب الحد الأدنى من مدخلات الطاقة الخارجية. إنها تعتمد على الجاذبية الأرضية لتدفق المياه باستمرار، مما يوفر استدامة مفيدة وفعالية من حيث التكلفة للأماكن التي يكون فيها إمدادات الكهرباء موردًا مقيدًا.

ومع ذلك، فإن مرشحات الجاذبية تأتي أيضًا مع قيود:

·  ينبغي أن يكون لديهم خزان تخزين مرتفع في محاولة لإنشاء رؤوس هيدروليكية كافية لتدفق المياه. وقد يشكل هذا تحديًا في الأماكن التي تكون فيها المساحة المتاحة لمثل هذه الأغراض محدودة للغاية.

·  تعتبر مرشحات الجاذبية أبطأ من الأنواع الأخرى لأنها تعمل عادةً بمعدلات تدفق بطيئة. وهذا يعني أنه يجب أخذ هذا العامل في الاعتبار عند تقييم ضرورة الدعم.

·  من المعروف أن مرشحات الجاذبية تتأثر بشدة بالمياه ذات العكارة العالية أو التي تحتوي على الكثير من الميكروبات. هذا هو السبب الرئيسي لعدم فعالية مرشحات الجاذبية.

2 مرشح الرمل بالضغط

تستخدم مرشحات الرمل المضغوطة مضخة خارجية تعمل كقوة دافعة، وتضغط على المياه الخام وتدفعها عبر وسائط الرمل. على غرار مرشحات الجاذبية، تعمل مرشحات الضغط على التقاط الملوثات داخل طبقة الرمال. تقدم هذه الطريقة المزايا التالية:

·  تُعد مرشحات الضغط بديلاً عن خزانات التخزين المرتفعة، مما يجعلها الخيار الأفضل للمواقع ذات المساحة غير الكافية. قد يسمح موقعها الصغير بمزيد من المرونة من حيث الموقع.

·  يمكن لمرشحات الضغط التعامل مع معدلات تدفق أعلى مقارنة بمرشحات الجاذبية. كما أنها تتميز بقدرتها على معالجة المياه ذات مستويات العكارة العالية، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات مختلفة.

·  توفر مرشحات الضغط مزيدًا من المرونة فيما يتعلق بجودة المياه الداخلة، مما يدل على تحمل أفضل لمستويات العكارة المتقلبة.

ومع ذلك، فإن مرشحات الضغط لها عيوب أيضًا:

·  إن التشغيل الدائم للمضخات يؤدي إلى زيادة النفقات التشغيلية بسبب الاستهلاك المستمر للطاقة.

·  تعتبر مرشحات الضغط أكثر تعقيدًا في تصميمها من مرشحات الجاذبية. قد يتطلب هذا أشخاصًا ذوي خبرة للقيام بمهام الصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.

3 مرشحات الرمل البطيئة

تعمل مرشحات الرمل البطيئة على مبدأ يعتمد بالكامل على فلسفة أخرى. تعمل هذه المرشحات بسرعات أبطأ بكثير من نظيراتها. يؤدي هذا الترتيب إلى تكوين طبقة حيوية على طبقة الرمل، والتي تقع في الجزء العلوي من السطح. يتكون الغشاء الحيوي من الكائنات الحية الدقيقة المفيدة والمواد العضوية المحاصرة، مما يساعد على الترشيح. لديهم مزايا معينة:

·  تتمتع مرشحات الرمل البطيئة بفعالية عالية في إزالة البكتيريا والفيروسات، وكلاهما يهدد الصحة العامة. توفر طبقة الأغشية الحيوية حاجزًا بيولوجيًا يتمتع بخصوصية هائلة، مما يقلل بشكل كبير من الحمل الميكروبي للمياه المعالجة.

·  تتميز هذه الأنواع من المرشحات بتصميم سهل التجميع وتتطلب طاقة قليلة من الخارج. وهذا يجعلها صديقة للبيئة ومستدامة، ولا تتطلب المزيد من الصيانة في هذه الحالات.

ومع ذلك، فإن مرشحات الرمل البطيئة لها أيضًا قيود:

·  نظرًا لأن معدلات التدفق المنخفضة للغاية تجعل مرشحات الرمل البطيئة تتطلب مساحة كبيرة، فإنها تتطلب مساحة ترشيح كبيرة للحصول على الجرعة المطلوبة. ولهذا السبب لا يتم استخدامها على نطاق واسع للأغراض واسعة النطاق في المدن.

·  تميل المياه الداخلة شديدة العكارة إلى انسداد معدلات الترشيح العالية لمرشحات الرمل البطيئة بسهولة، الأمر الذي قد يتطلب صيانة منتظمة. يجب تنفيذ عمليات المعالجة المسبقة قبل خطوات الترشيح حتى تظل جودة المياه موحدة.

·  تعمل مرشحات الرمل البطيئة بشكل صحيح إذا تمت إزالة الطبقة الرملية العلوية، والتي تحتوي الآن على المادة الحيوية القديمة، بانتظام. ينبغي اختبار كمية المعالجة المطلوبة عن كثب وفقًا لجودة المياه الواردة.

اختيار مرشح الرمل المناسب

يتطلب اختيار نوع مرشح الرمل المناسب دراسة متأنية لعدة عوامل:

·  يؤثر العدد الإجمالي للمواد الصلبة العالقة، والميكروبات، والحمل العضوي في مصدر المياه بشكل مباشر على نوع الفلتر الذي يجب استخدامه. على سبيل المثال، تعد مرشحات الضغط، بسبب أدائها المتميز في ظل العكارة العالية، الخيار الأفضل لهذا الغرض، في حين تبرز مرشحات الرمل البطيئة باعتبارها الأكثر كفاءة بين تلك المرشحات الفعالة التي تزيل مسببات الأمراض.

·  وفقًا لحجم المياه المعالجة المطلوبة لكل وحدة زمنية، يقترح المرشح حجمًا ونوعًا محددين. تتمتع مرشحات المعالجة بالضغط والجاذبية بمعدلات تدفق أسرع بكثير مقارنة بسرعات التدفق المنخفضة لمرشحات الرمل البطيئة.

·  تعتبر مرشحات الجاذبية الخيار الأكثر عملية مع انخفاض تكاليف التشغيل. ومع ذلك، فإنها تتطلب مساحة أكبر من مرشحات الضغط المدمجة، والتي تكون تكاليف تشغيلها أعلى. تعتبر مرشحات الرمل المتحركة مكلفة أيضًا وتتطلب استثمارًا أوليًا كبيرًا.

·  لا تتضمن مرشحات الجاذبية والضغط عادةً تعقيدات التشغيل والصيانة التي قد تكون مطلوبة لمرشحات الرمل البطيئة، والتي قد تتطلب تعديلات وفقًا لجودة مياه المصدر وإدارة الفيلم البيولوجي.

كل نوع من مرشحات الرمل هو حل "محدد" لمشكلة معالجة المياه وله دور "لا غنى عنه" في معالجة المياه. تعتبر مرشحات الجاذبية مناسبة للمواقف التي يتوفر فيها مصدر ثابت للمياه ومستوى مقبول من التلوث وحيث يوجد تلوث معتدل للمياه بسبب نطاقها وكفاءتها في استخدام الطاقة. تعمل مرشحات الضغط والمحركات العملاقة والمدى الحساس للرطوبة بشكل مدهش على تحقيق التوازن الصحيح بين معدل التدفق وجودة المياه. تعتبر مرشحات الرمل البطيئة، والتي تعد من عجائب الأداء البيولوجي، هي اللاعب النهائي في إزالة مسببات الأمراض وخيارًا جديدًا محتملًا للنهج الخالي من المواد الكيميائية، ولكن المساحة هي ميزة مهمة يجب التخطيط لها وإدارتها بشكل جيد. من خلال تحديد القدرات والقدرات الفريدة لجميع الأنواع، يمكن للمرء أن يختار بشكل فعال مرشح الرمل المفضل للحصول على مياه نظيفة ومحمية للحياة، والذي يتكيف مع احتياجات كل تطبيق.