مدیریت هدررفت آب، اتلاف زمان و افزایش بهره‌وری صافی‌ها، توسط ته‌نشین‌کننده‌های لوله‌ای
محورهای موضوعی : مدیریت بهره برداری از سامانه های آبی
محسن معمارزاده
1
,
مژگان احمدی ندوشن
2
,
پیام نجفی
3
,
مهران هودجی
4
1 - دانشجوی دکتری تخصصی آلودگی محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اصفهان (خوراسگان)، اصفهان، ایران
2 - گروه محیط‌زیست، مرکز تحقیقات پسماند و پساب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اصفهان (خوراسگان)، اصفهان، ایران
3 - گروه مهندسی آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اصفهان (خوراسگان)، اصفهان، ایران
4 - گروه خاکشناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اصفهان (خوراسگان)، اصفهان، ایران
کلید واژه: اتلاف زمان, تجهیزات الکترو مکانیکال, ته‌نشین کننده‌های لوله‌ای, شستشوی معکوس, هدررفت آب,
چکیده مقاله :
تصفیه‌خانه آب اصفهان با ظرفیت نهایی 5/12 متر مکعب در ثانیه، یکی از بزرگترین تصفیه‌خانه‌های آب خاور میانه است؛ که دارای 10 حوض ته‌نشيني با زمان ماند 91/1 تا 75/2 ساعت که حجم هر كدام 9172 متر مكعب و بار سطحي 14/2 تا 85/2 متر مكعب بر متر مربع در ساعت هستند. این تحقیق با هدف بررسی میدانی کارائی استفاده ترکیبی از حوض‌های ته‌نشینی اکسیلاتور مجهز به ته‌نشین کننده‌های لوله‌ای در مقیاس کامل و میدانی با هدف دست‌یابی به کارائی بیشتر در افزایش کیفیت آب خروجی و مدیریت کاهش هدررفت آب، اتلاف زمان شستشوی معکوس و کاهش تعمیرات و نگهداری تجهیزات تصفیه‌خانه انجام گردید. در این مطالعه، حوض‌های ته‌نشینی اکسیلاتور مربوط به دو زلال ساز استریم 1 از فاز اول تصفیه‌خانه، به ته‌نشین کننده‌های لوله‌ای از جنس پلی‌پروپیلن با درجه خوراکی و شکل شش‌گوشه با قطر هیدرولیکی50 تا 80 میلی‌متر با زاویه 60 درجه نسبت به سطح و طول 90 سانتی‌متر نصب گردیدند. استریم 2 بدون استفاده از همزمان از ته‌نشین کننده‌های لوله‌ای در مدار بهره‌برداری بود. تعداد شستشوی معکوس صافی‌ها، تعداد دفعات در مدار قرارگرفتن هواده‌ها و پمپ‌های شستشوی معکوس و میزان هدررفت آب و زمان مورد نیاز هر شستشو در دو استریم 1 و 2 با یکدیگر مقایسه گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که تعداد دفعات شستشوی معکوس فیلترها نسبت به استریم 2، به‌طور میانگین %25 کاهش یافت. این عمل همچنین باعث کاهش مقدار آب مصرفی شستشوی معکوس فیلترها و همچنین کاهش در تعداد ساعت کاری تجهیزات الکتریکی و مکانیکی تصفیه‌خانه آب گردید.
The Isfahan water treatment plant, with a final capacity of 12.5 cubic meters per second, is one of the largest water treatment plants in the Middle East. It has 10 sedimentation basins with a retention time ranging from 1.91 to 2.75 hours; each basin has a volume of 9172 cubic meters and a surface load of 14.2 to 2.85 cubic meters per square meter per hour. This research was conducted to investigate the efficiency of the combined use of accelerator sedimentation basins equipped with tube settlers on a full and field scale. The goal was to achieve greater efficiency in improving the quality of output water and managing the reduction of water wastage, backwashing time wastage, as well as reducing the need for repairs and maintenance of treatment plant equipment. In this study, the accelerator sedimentation ponds related to two stream 1 clarifiers from the first phase of the treatment plant were equipped with rapid tubular settlers made of food-grade polypropylene. These settlers are hexagonal in shape with a hydraulic diameter of 50 to 80 mm; placed at a 60-degree angle to the surface, and have a length of 90 cm. Stream 2 was operated without the simultaneous use of rapid tube settlers in the circuit. The amount of backwashing’s of filters, the number of times the aerators and backwashing pumps are engaged in the circuit, the amount of water wastage, and the time required for each wash in streams 1 and 2 were compared with each other. The results of this study showed that the number of times of reverse washing of filters was reduced by an average of 25% compared to stream 2. This action also reduced the amount of water used for backwashing the filters and consequently reduced the number of working hours of the electrical and mechanical equipment of the water treatment plant.
Baruth, E. E. (2004). Water treatment plant design. ASCE.
BRENTWOOD industries www.brentwood.com (August 2011) comparison between the tube settler and conventional settling
Bukhary, S., Batista, J., & Ahmad, S. (2020). Design aspects, energy consumption evaluation, and offset for drinking water treatment operation. Water, 12(6), 1772.
Bukhary, S., Batista, J., & Ahmad, S. (2019). An analysis of energy consumption and the use of renewables for a small drinking water treatment plant. Water, 12(1), 28.
Cornwell, D. A., & Roth, D. K. (2011). Water treatment plant residuals management. Water Quality & Treatment. A Handbook on Drinking Water.
Gurjar, A., Bhorkar, M., Bhole, A. G., & Baitule, P. (2017). Performance study of tube settler’s module. International Journal of Engineering Research and Application, 7(3), 52-55.
Juraev, S., Akramov, A., Abdurazzokov, A., & Pathidinova, U. (2022, August). Increasing the efficiency of sedimentation tanks for drinking water treatment. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 1076, No. 1, p. 012049). IOP Publishing.
Kang, C. H., Ryu, J. O., & Lee, H. D. (2001). The improvement of flocculation basin in water treatment process. Journal of Korea Water Resources Association, 34.
Kim, Y. H., Eom, J. Y., Kim, K. Y., Lee, Y. S., Kim, H. S., & Hwang, S. J. (2010). Applicability study of backwash water treatment using tubular membrane system with dead-end filtration operation mode. Desalination, 261(1-2), 104-110.
Lekhak, B., & Amatya, I. M. (2021). Suspended Solids Removal Mechanism Comparison in Tube Settler.
Letterman, R. D. (1999). Water quality and treatment: a handbook of community water supplies, (AWWA).
Molinos-Senante, M., & Guzmán, C. (2018). Benchmarking energy efficiency in drinking water treatment plants: Quantification of potential savings. Journal of cleaner production, 176, 417-425.
Pizzi, N. G. (2011). Water Treatment Plant Residuals Pocket Field Guide. American Water Works Association.
Price, J. I., & Heberling, M. T. (2018). The effects of source water quality on drinking water treatment costs: A review and synthesis of empirical literature. Ecological Economics, 151, 195-209.
Reißmann, F. G., Schulze, E., & Albrecht, V. (2005). Application of a combined UF/RO system for the reuse of filter backwash water from treated swimming pool water. Desalination, 178(1-3), 41-49.
Reyes, C., Apaz, F., Niño, Y., Barraza, B., Arratia, C., & Ihle, C. F. (2022). A review on steeply inclined settlers for water clarification. Minerals Engineering, 184, 107639.
Syed, R. Q., Edward, M. M. G. Z., & Zhu, G. (2000). Water works engineering planning, design and operation. PHI edition, New Delhi.
Tam, L. S., Tang, T. W., Lau, G. N., Sharma, K. R., & Chen, G. H. (2007). A pilot study for wastewater reclamation and reuse with MBR/RO and MF/RO systems. Desalination, 202(1-3), 106-113.
Walsh, M. E., Gagnon, G. A., Alam, Z., & Andrews, R. C. (2008). Biostability and disinfectant by-product formation in drinking water blended with UF-treated filter backwash water. Water research, 42(8-9), 2135-2145.
Wolska, M., & Urbańska-Kozłowska, H. (2023). Assessing the Possibilities of Backwash Water Reuse Filters in the Water Treatment System—Case Analysis. Water, 15(13), 2452.
Zielina, M., & Dabrowski, W. (2021). Energy and Water Savings during Backwashing of Rapid Filter Plants. Energies 2021, 14, 3782.