استكشاف أعطال المروّق DAF: 7 إصلاحات حرجة ونصائح صيانة

تشمل المشكلات الشائعة في المروّق DAF (التعويم بالهواء المذاب) انخفاض إزالة الشحوم نتيجة فشل أنظمة الهواء المذاب، وعدم استقرار طبقات الرغوة بسبب اختلال توازن البوليمر، وانعدام المياه المُشبَّعة بالهواء رغم عمل المضخات. عندما تُظهر مقاييس الضغط قراءة >3.5 kg دون أي تدفق، تحقّقوا من انسداد بوابات تحرير المياه المُشبَّعة بالهواء. كما أن فرق الضغط الذي يقل عن 0.3 kg يدل عادةً على الانسداد، وعندها يجب التنظيف فوراً لاستعادة تكوّن الفقاعات الدقيقة وتحقيق نسبة إزالة دهون وشحوم تتراوح بين 90–95%.

انخفاض إزالة الشحوم والدهون: تشخيص فشل نظام الهواء المذاب

تنجم معدلات إزالة الشحوم المنخفضة، وتحديداً تلك التي تهبط دون عتبة الكفاءة 85%، في أغلب الأحيان عن أعطال ميكانيكية في نظام الهواء المذاب، وليس عن تقلبات جرعات المُخثر (وفقاً لقاعدة المعرفة KHN). وبينما يميل المشغّلون غريزياً إلى زيادة التغذية الكيميائية عند تراجع جودة المياه المعالجة الخارجة، فإن السبب الجذري يكمن غالباً في نقص المساحة السطحية للفقاعات الدقيقة اللازمة لعملية التعويم. لتشخيص ذلك، يجب على الفنيين أولاً التحقق من أن تشغيل مضخة إعادة تدوير المياه ومعدل تدفق المياه الداخل يتطابقان تطابقاً صارماً مع مواصفات تصميم نظام DAF من سلسلة ZSQ الخاص بـ Zhongsheng لمياه الصرف الصناعي، والتي تتراوح عادةً بين 4 و300 m³/h بحسب حجم الطراز.

تتضمن خطوة التشخيص الحرجة مراقبة دورة عمل ضاغط الهواء. فإذا ظل الضاغط يعمل بشكل متواصل دون أن يتوقف، فهذا يشير إلى نقص تغذية الهواء المضغوط أو وجود تسرب كبير في حلقة التشبع. ينبغي على الفنيين فحص حلقات الكباس وصمامات الهواء بحثاً عن مؤشرات التآكل أو التسريب، إذ تُعدّ هذه المكوّنات نقاط فشل رئيسية في أنظمة ضواغط الهواء عالية الضغط. ومن الإصلاحات الميدانية الشائعة استبدال فلتر سحب الهواء الخاص بالضاغط، إذ يمكن أن يؤدي انسداده بالغبار الصناعي أو الرطوبة إلى تراجع كفاءة نسبة الهواء إلى المياه.

لتحقيق التشتت الأمثل للفقاعات الدقيقة، يجب الحفاظ على نسبة الهواء إلى المياه عند القيمة المستهدفة البالغة 0.01–0.03 m³ air/kg solids. فأي انحراف عن هذا النطاق سيُسفر عن ظهور "فقاعات كبيرة" تعمل على تفتيت الكتل المترسبة، أو عن قوة تعويم غير كافية لرفع جسيمات الدهون والزيوت والشحوم إلى السطح. إذا كانت الإصلاحات السريعة لأعطال التنخيل الميكانيكي في المراحل الأولية قد نُفذت بالفعل لتقليل حمل المواد الصلبة، وظلت إزالة الشحوم منخفضة، فإن المشكلة تكاد تكون على وجه اليقين اختلالاً في نسبة الضغط إلى التدفق داخل خزان التشبع.

عدم استقرار طبقة الرغوة: فحوصات توازن البوليمر والمواد الكيميائية

تنشأ طبقة الرغوة غير المستقرة أو الرقيقة في مروّق DAF عادةً عن الجرعات غير الصحيحة من البوليمر، أو دفعات المُلوِّن (البوليمر المُرسب) المتدهورة، أو تغيّرات حادة في التركيز الكلي للمواد الصلبة العالقة (TSS) في المياه الداخلة. فحتى انحراف بنسبة 10% في تركيز البوليمر يمكن أن يُخلّ بقوة التكتل، مما يؤدي إلى تفكك الرغوة أو غرقها قبل أن تُجرَف من السطح. إذا تم تغيير تركيز البوليمر مؤخراً—ربما أثناء تغيير وردية العمل أو تسلّم شحنة كيميائية جديدة—فيجب على المشغّلين التحقق فوراً من التركيز مقارنةً بمواصفات الشركة المصنّعة. فالجرعة الزائدة ضارة تماماً كالجرعة الناقصة؛ فالزيادة المفرطة في البوليمر قد تُسبّب انعكاس الشحنة، إذ تبدأ الجسيمات بالتنافس والتنافر من جديد، مما يؤدي إلى عكارة المياه المعالجة الخارجة وهشاشة طبقة الرغوة.

يُعدّ تذبذب تركيز TSS في المياه الداخلة سبباً رئيسياً لعدم استقرار الرغوة. فإذا انخفض التركيز عن المعدّل الطبيعي، فإن جرعة المعالجة الحالية ستُحمّل المياه فوق طاقتها. ينبغي على المشغّلين إعادة معايرة خرج مضخة الجرع باستخدام نظام التحكم PLC في الجرعات الكيميائية لتحسين أداء DAF لضمان التعديلات الفورية استناداً إلى تدفق المياه الداخلة وعكارتها. كما يجب الحفاظ على الرقم الهيدروجيني (pH) لمياه الصرف ضمن النطاق 6.5–8.0. فعندما يخرج pH عن هذا الإطار، تفقد البوليمرات الكاتيونية فعاليتها، مما يُقلّل من معدل التصاق الفقاعات الدقيقة بالجسيمات. ويُعدّ استخدام مستشعر pH إلكتروني للتحقق من هذه المستويات أمراً جوهرياً للحفاظ على الاتساق.

بالنسبة للمنشآت التي تتعامل مع مخلّفات متغيرة من تصنيع الأغذية، فإن التحول إلى نظام بوليمر مزدوج—يتكون من بوليمر أساسي كاتيوني ومعزز أنيوني—يمكن أن يوفر القوة اللازمة لاستقرار التكتل لتحمل اضطراب منطقة التعويم. إذا ظلت طبقة الرغوة غير مستقرة بعد التعديلات الكيميائية، ينبغي على الفنيين مراجعة بروتوكول إصلاح مشكلات أداء مروق لاميلا في حال كان نظام DAF مدمجاً مع مروق لوحات مائلة، إذ يمكن لانتقال المواد الصلبة من مرحلة الترسيب أن يُرهق مرحلة التعويم.

انعدام خرج المياه المُشبَّعة بالهواء رغم تشغيل المضخة

إذا ظلت مضخة إعادة تدوير المياه تعمل دون أن تخرج المياه المُشبَّعة بالهواء إلى خزان التعويم، يجب على الفني أولاً التأكد من أن الصمامات على بوابات تحرير المياه المُشبَّعة بالهواء مفتوحة بالكامل. ففي كثير من الحالات، تُغلَق هذه الصمامات يدوياً أثناء الصيانة ويُنسى أمرها، أو تكون قد اهتزّت وأغلقت مع مرور الوقت. إذا كانت الصمامات مفتوحة، ينتقل التركيز إلى بوابات تحرير المياه المُشبَّعة بالهواء ذاتها. إذ تمنع انسدادات القشور أو الأغشية الحيوية داخل فوهات البوابات حدوث عملية التنوي اللازمة. فبدون التنوي، يبقى الهواء المذاب في المحلول أو يُشكّل فقاعات كبيرة غير فعّالة لا تُسهم في التعويم.

يتمثّل أحد المؤشرات التشخيصية الرئيسية لحالة انعدام التدفق في فرق الضغط بين خط المياه المُعاد تدويرها وخط الهواء المضغوط. ففرق الضغط الأكبر من 0.6 kg يدل عادةً على تجويع الهواء أو وجود تسرب داخلي ضخم في خزان التشبع. وعلى العكس، إذا توقف ضاغط الهواء عند الضغط المضبوط دون أن يُدخَل أي هواء في المياه، فمن المرجح أن المشكلة تكمن في صمام الفحص بين الضاغط وخزان التشبع. كما يمكن أن يُسبّب ترسّب الرواسب أو انثناءات في أنابيب الهواء المضغوط قبل خزان التشبع هذه العملية "الوهمية" التي تكون فيها المضخة قيد التشغيل لكن العملية متوقفة.

انخفاض تدفق المياه المُشبَّعة بالهواء: تشخيص فرق الضغط

عندما تقرأ مقاييس الضغط في نظام التشبع >3.5 kg مع بقاء تدفق الفقاعات الدقيقة إلى خزان DAF منخفضاً بشكل واضح، ينبغي على الفني قياس فرق الضغط عبر حلقة التشبع. ففرق الضغط الأقل من 0.3 kg يشير بقوة إلى انسداد جزئي في بوابات تحرير المياه المُشبَّعة بالهواء (وفقاً لبيانات الدعم الفني في cnwwtp.com). ويُعيق هذا الانسداد تدفق السائل المُشبَع فائق التشبع، مما يمنع ظهور "الماء الحليبي" الذي يُعدّ سمة مميزة لنظام DAF سليم. وهذه ظاهرة شائعة في المحطات التي تحتوي مياه العمليات فيها على نسبة عالية من الكالسيوم أو المعادن، مما يؤدي إلى تكوّن سريع للقشور عند نقطة تحرّر الضغط.

يتمثّل إجراء الإصلاح القياسي لهذه المشكلة في إجراء غسيل عكسي للبوابات بمياه نظيفة عند ضغط 5 bar لمدة لا تقل عن 5 دقائق. ويجب تكرار هذه العملية حتى يستعيد التدفق مستوياته الأساسية المسجّلة أثناء التشغيل الأولي. إذا فشل الغسيل العكسي، يجب فك البوابات ونقعها في محلول إزالة الترسبات أو حمام حمضي مخفف لإذابة التراكمات المعدنية. وللوقاية من تكرار المشكلة، ينبغي على المشغّلين تركيب نظارات بصرية على خطوط التفريغ، إذ تتيح التحقق البصري من توليد الفقاعات الدقيقة فوراً بعد الإصلاح، مما يوفر إنذاراً مبكراً في حال بدأ التدفق بالانخفاض مجدداً.

يُعدّ تسجيل معدلات التدفق وقراءات الضغط أسبوعياً أمراً جوهرياً لإنشاء خط أساس مرجعي. فالانسداد التدريجي أصعب بكثير في الكشف من الفشل المفاجئ، لكنه لا يقل ضرراً على الامتثال لمعايير المياه المعالجة الخارجة. إذا كان النظام يستخدم أيضاً مفاعلاً حيوياً غشائياً (MBR) للتلميع، يُرجى الرجوع إلى دليل استكشاف أعطال أنظمة MBR، إذ سيؤدي ضعف أداء DAF إلى انسداد الأغشية بشكل مبكر نتيجة انتقال الشحوم.

جدول الصيانة الوقائية لأداء موثوق لنظام DAF

يجب تفريغ خزانات DAF وتنظيفها كل 3 إلى 6 أشهر بحسب حمل الدهون والشحوم؛ غير أنه في البيئات عالية الكثافة مثل مصانع تجهيز اللحوم أو الألبان، يُوصى بالتنظيف شهرياً لمنع تراكم الحمأة اللاهوائية في قاع الخزان. خلال عمليات التنظيف هذه، يجب فحص سلسلة الكاشطة وكراسي المحور بحثاً عن مؤشرات التآكل وتزييتها كل ربع سنة لمنع التقييد الميكانيكي الذي قد يتسبب في فصل المحرك.

يجب أن تتم معايرة أجهزة إرسال الضغط وعدادات التدفق كل 90 يوماً. فقراءات القياس غير الدقيقة قد تدفع المشغّل إلى تعديلات كيميائية خاطئة، مما يزيد من اختلال النظام. كما ينبغي اختبار كفاءة الهواء المذاب سنوياً من خلال عد الفقاعات الدقيقة. يجب أن يستهدف نظام DAF السليم نطاق 20–30 مليون فقاعة لكل لتر بمتوسط حجم فقاعة يتراوح بين 20–50 ميكرومتر. فإذا كان العدد أقل، فهذا يدل على أن المكوّنات الداخلية لخزان التشبع أو البوابات قد بلغت نهاية عمرها التشغيلي.

وأخيراً، فإن الاحتفاظ بمجموعة من بوابات تحرير المياه المُشبَّعة بالهواء الاحتياطية في الموقع يُعدّ من أفضل الممارسات التي يمكن أن تُقلّل زمن التعطل من أيام إلى أقل من ساعة. ولأن هذه المكوّنات هي الأكثر عرضة للانسداد، فإن وجود وحدات جاهزة ومنظّفة مسبقاً للتبديل السريع يضمن بقاء المحطة ممتثلة للمعايير حتى خلال أحداث التحميل المرتفع.

الأسئلة الشائعة

ما الذي يُسبّب قصر المسار في المروّق؟
يُسبّب قصر المسار عادةً اضطراب المياه عند المدخل أو التوزيع غير المتساوي للتدفق، مما يسمح للمياه بتجاوز منطقة المعالجة. وفي نظام DAF، يُعطّل هذا عملية التعويم. ويمكن أن يساعد تركيب أدوات تقويم التدفق أو الحواجز في توزيع المياه الداخلة بشكل أكثر تجانساً على عرض الخزان.

ما الذي يُسبّب الحمأة الطافية في المروّق؟
غالباً ما تنجم الحمأة الطافية (المختلفة عن طبقة الرغوة المقصودة) عن غاز إزالة النيتروجين أو تراكم الحمأة العفنية في قاع الخزان. وفي نظام DAF، يمكن حلّ ذلك بزيادة سرعة الكاشطة السفلية أو تقليل زمن الاحتجاز الهيدروليكي لمنع تحوّل الحمأة إلى لاهوائية.

كم مرة يجب تفريغ وتنظيف نظام DAF؟
يجب تفريغ وتنظيف نظام DAF القياسي كل 3–6 أشهر. غير أنه في البيئات عالية المحتوى من الدهون والشحوم مثل تجهيز اللحوم أو المخابز الصناعية، يصبح التنظيف الشهري ضرورياً لمنع تصلّب الشحوم على جدران الخزان والمكوّنات الداخلية.

ما الفرق بين المروّق ونظام DAF؟
تعتمد المروقات التقليدية على الترسيب بالجاذبية لفصل المواد الصلبة الأثقل من الماء. بينما يستخدم نظام DAF الفقاعات الدقيقة للالتصاق بالمواد الصلبة والزيوت وتطفيرها إلى السطح. وهذا يُمكّن أنظمة DAF من إزالة الجسيمات الأخف من الماء كالشحوم والدهون بسرعة تفوق بكثير سرعة مروق الجاذبية.

هل يمكن أن يؤثر الرقم الهيدروجيني (pH) على أداء DAF؟
نعم. إذا خرج الرقم الهيدروجيني عن النطاق 6.5–8.0، فإن المُخثرات مثل كلوريد الحديديك أو كبريتات الألومنيوم تفقد فعاليتها. وقد يُقلّل ذلك من كفاءة إزالة الدهون والشحوم بنسبة تصل إلى 40% نتيجة تحييد الشحنة الكيميائية اللازمة لالتصاق الفقاعات.