مقدمة:
لا يُعد اختيار المعدات العامل الوحيد المؤثر على أداء الترشيح في مرشحات الرمل الكبيرة لأحواض السمك . فكفاءة الترشيح في أحواض السمك تتأثر بشكل أكبر بالتشغيل اليومي للنظام من طرازه نفسه. إذ يمكن أن تؤدي معايير التشغيل غير المُعدّلة بشكل صحيح إلى استهلاك غير ضروري للطاقة، وعدم استقرار جودة المياه، وارتفاع تكاليف الصيانة. في المقابل، يُمكن لتحسين مرشحات الرمل الكبيرة أن يُقلل من تكاليف التشغيل ويُحسّن نتائج الترشيح بشكل ملحوظ. تستكشف هذه المقالة استراتيجيات التحسين المفيدة لمرشحات الرمل الكبيرة، والمستمدة من الخبرة التشغيلية الفعلية. وتشرح كيفية تحقيق ترشيح مياه مستقر وفعال واقتصادي من خلال ضبط معايير التشغيل الرئيسية، واستراتيجيات التعديل في ظل ظروف جودة المياه المختلفة، ودمج مرشحات الرمل الكبيرة مع أنظمة تدوير المياه.
لماذا يُعد تحسين عمليات الترشيح في أحواض السمك أمرًا مهمًا؟
نظراً لثباتها ومتانتها وقدرتها على التعامل مع معدلات تدفق عالية، تُستخدم مرشحات الرمل الكبيرة على نطاق واسع في أحواض السمك. مع ذلك، تُشغَّل العديد من هذه الأنظمة بإعدادات تشغيل ثابتة تُحدَّد أثناء التشغيل الأولي، ونادراً ما تُعدَّل لاحقاً. تصبح هذه الإعدادات الأصلية غير فعّالة بمرور الوقت نتيجةً لتغيرات الحمل البيولوجي، وتدفق الكائنات الحية، وتواتر التغذية، والتغيرات الموسمية. بدون تحسين أنظمة الترشيح الرملي الكبيرة، غالباً ما تواجه أحواض السمك ارتفاعاً في استهلاك الطاقة، وعدم استقرار جودة المياه، وقصر عمر المعدات. من خلال تحسين العمليات اليومية، يمكن الاستفادة الكاملة من بنية الترشيح الحالية لتحسين جودة المياه دون الحاجة إلى استثمارات رأسمالية ضخمة.
نظام ترشيح كبير لحوض السمك
تحسين معايير التشغيل الأساسية لمرشحات الرمل الكبيرة:
التحكم في سرعة الترشيح:
تتأثر كفاءة التقاط الجسيمات واستقرار الضغط بشكل مباشر بسرعة الترشيح. فالسرعات العالية جدًا تسمح بمرور المواد الصلبة العالقة الدقيقة لأنها تقلل من مدة تلامس الماء مع مادة الترشيح. في المقابل، قد تؤدي السرعات المنخفضة جدًا إلى الإخلال بتوازن الدوران والحد من إنتاجية النظام.
يُمكن تحقيق التوازن الأمثل بين الكفاءة والاستقرار في معظم أنظمة أحواض السمك الكبيرة من خلال الحفاظ على سرعة الترشيح بين 30 و50 مترًا مكعبًا في الساعة لكل متر مربع من مساحة المرشح. ويمكن تعديل هذا النطاق لأنظمة محددة مع المراقبة المنتظمة لفرق الضغط ونقاء المياه الخارجة.
تحسين دورة الغسيل العكسي:
يتطلب استعادة كفاءة مرشحات الرمل الكبيرة عملية غسيل عكسي، لكن الإفراط في الغسيل العكسي يُهدر الطاقة والماء. أما عدم كفاية الغسيل العكسي فيؤدي إلى انسداد وسائط الترشيح وانخفاض كفاءته.
تبدأ الأنظمة المُحسّنة عملية الغسيل العكسي بناءً على زيادة فرق الضغط، عادةً عندما يرتفع ضغط المدخل بمقدار 0.8-1.0 بار عن المستوى الأساسي، بدلاً من الاعتماد على جداول زمنية محددة. ومن خلال ضمان حدوث الغسيل العكسي عند الحاجة فقط، تُطيل هذه الطريقة دورات الترشيح الفعّالة مع الحفاظ على جودة مياه ثابتة.
ضبط شدة الغسيل العكسي:
لتحرير الجزيئات العالقة وتسييل طبقة الرمل دون فقدان وسائط الترشيح، يجب أن تكون شدة الغسيل العكسي عالية بما يكفي. فالتعرض المفرط للغسيل العكسي قد يُقلل من عمر وسائط الترشيح ويُلحق الضرر بالمكونات الداخلية.
ينبغي أن تزيد معدلات تدفق الغسيل العكسي من سمك طبقة الرمل بنسبة تتراوح بين 20 و30 بالمئة في معظم مرشحات الرمل لأحواض السمك . ويمكن الحفاظ على مستويات الكثافة المناسبة من خلال الفحص البصري أثناء الغسيل العكسي وقياسات عمق الوسائط بشكل دوري.
تعديل العمليات في ظل ظروف جودة المياه المختلفة
ظروف العكارة العالية :
غالباً ما تتبع فترات ارتفاع أعداد الزوار، أو التغذية المكثفة، أو تنظيف الأحواض، أو ازدهار الطحالب، ارتفاعاً في العكارة. ولتحسين احتجاز الجسيمات في هذه الظروف، ينبغي تشغيل مرشحات الرمل بسرعات ترشيح أبطأ نوعاً ما. ولتجنب تراكم الضغط الزائد، يمكن زيادة وتيرة الغسيل العكسي مؤقتاً.
يؤدي التشغيل المستمر لمرشح الرمل مع تحسين دوران الماء إلى زيادة فعالية تنقية حوض السمك بشكل عام أثناء حالات التعكر الشديدة دون إرهاق الأنظمة البيولوجية.
فترات انخفاض التلوث أو فترات خارج أوقات الذروة :
ينخفض الحمل العضوي بشكل كبير ليلاً أو خلال فترات انخفاض عدد الزوار. وخلال هذه الأوقات، يؤدي الحفاظ على نظام الترشيح بكامل طاقته إلى استهلاك غير ضروري للطاقة.
خلال فترات انخفاض التلوث، يقلل التشغيل الأمثل من متطلبات الدوران مع خفض إنتاجية المضخة وتدفق الترشيح. وبحسب حجم النظام، يمكن لهذا النهج توفير استهلاك الكهرباء بنسبة تتراوح بين 10 و25% مع الحفاظ على استقرار جودة المياه.
التشغيل المنسق بين مرشحات الرمل وأنظمة الدوران:
لا تعمل مرشحات الرمل الكبيرة بمفردها. فكفاءتها التشغيلية مرتبطة ارتباطاً مباشراً بمعدات المعالجة الموجودة في اتجاه المصب، وتصميم الأنابيب، ومضخات الدوران في النظام. مطابقة التدفق :
ينتج عدم استقرار الضغط وعدم انتظام الترشيح عن اختلالات التدفق بين مضخات الدوران ومرشحات الرمل. وبفضل الأنظمة المُحسّنة، يتوافق خرج المضخة تمامًا مع معدلات التدفق التصميمية للمرشح. وتُعدّ محركات التردد المتغير (VFDs) فعّالة بشكل خاص في الحفاظ على تدفق ثابت في ظل ظروف تحميل متغيرة.
تنسيق التسلسل العملياتي:
ينبغي وضع مرشحات الرمل الكبيرة كمرشح ميكانيكي أولي قبل وحدات المعالجة البيولوجية والتطهير. وقبل تشغيل مرشحات الرمل بالكامل، يجب أن تحافظ مضخات الدوران على تدفق ثابت أثناء بدء التشغيل أو بعد الإصلاح. يقلل هذا التكوين من صدمات الضغط ويحمي مكونات المرشح الداخلية.
يؤدي التنسيق السليم إلى تحسين كفاءة ترشيح حوض السمك وموثوقية النظام بشكل عام.
التحقق من نتائج التحسين:
تحسين جودة المياه:
لوحظت تحسينات كبيرة في غضون ستة أسابيع بعد تطبيق تحسين تشغيل مرشح الرمل الكبير في حوض أسماك عام متوسط الحجم بسعة تقارب 600000 لتر. النتائج المرصودة مذكورة في الجدول التالي:
| مؤشر | قبل التحسين | بعد التحسين |
| العكارة (NTU) | 10-14 | 3-5 |
| نقاء الماء | غير متسق | مستقر |
| المواد الصلبة العالقة | عالي | قليل |
أدى تحسين صفاء المياه إلى تحسين تجربة الزوار وتقليل مؤشرات الإجهاد لدى الكائنات المائية.
خفض استهلاك الطاقة:
بفضل تنظيم التدفق التكيفي خلال فترات انخفاض التلوث وتقليل عمليات الغسيل العكسي غير الضرورية، انخفض متوسط استهلاك الطاقة اليومي للمضخة بنسبة 18% نتيجةً للتشغيل الأمثل. بالإضافة إلى ذلك، انخفضت وتيرة الصيانة، مما قلل من تكاليف العمالة وأطال عمر وسائط الترشيح.
خاتمة:
يُعد اختيار المعدات وتحسين التشغيل عنصرين متساويين في الأهمية لضمان ترشيح فعال لأحواض السمك. إذ يُمكن لأحواض السمك خفض تكاليف التشغيل، والحفاظ على جودة مياه مستقرة، وزيادة كفاءة التنقية بشكل كبير من خلال تحسين تشغيل مرشحات الرمل الكبيرة . يمكن لمشغل حوض الأسماك تحقيق نتائج أداء مستدامة باستخدام البنية التحتية الحالية للترشيح من خلال إدارة سرعات الترشيح بدقة، وتحسين شدة الغسيل العكسي، وتعديل الاستراتيجيات وفقًا لمتطلبات جودة المياه المختلفة، وتنسيق مرشحات الرمل مع أنظمة الدوران.
يُعد التحسين التشغيلي المنهجي أمراً بالغ الأهمية لأحواض السمك التي تسعى إلى تحقيق الاستقرار والكفاءة على المدى الطويل.
حول Poolking:
توفر Poolking حلول ترشيح رملية احترافية مصممة خصيصًا لبيئات أحواض السمك الصعبة. تدعم أنظمة Poolking التشغيل الأمثل المتقدم لمرشحات الرمل الكبيرة، مما يساعد أحواض السمك على تحقيق كفاءة تنقية عالية مع أداء موثوق وموفر للطاقة. مرشح رملي كبير من Poolking لأحواض السمك