تصميم حوض الترسيب

من أجل القيام بترسيب المواد الصلبة العالقة في الماء يمكن اتخاذ أحد الحلين التاليين:

تخفيض سرعة جريان التيار المائي

انطلاقاً من العلاقة النظرية التي تعطي مسار الجسم الصلب العالق أثناء سقوطه في تيار مائي، نلاحظ أنه كلما صغرت سرعة الجريان كلما صغرت المسافة الأفقية التي يقطعها الجسم الصلب للوصول إلى القاع، ومن أجل تخفيض هذه السرعة يعطى الحوض عرضاً أكبر من عرض القناة الأساسية مما يخفض سرعة الاضطراب وبالتالي سهولة الترسيب.

ويوجد طريقتان لحساب وتصميم أحواض الترسيب في حالة تخفيض سرعة الجريان وهما:

الطريقة الأولى

تعتمد على المسار الذي تتبعه الأجسام الصلبة أثناء سقوطها وتشكل هذه الطريقة المبدأ العام في حساب أحواض الترسيب ويمكن تطبيقها من أجل مختلف أنواع أحواض الترسيب، الخطوة الأولى يتم تحديد القطر الأصغري للحبات الصلبة المطلوب ترسيبها ضمن معرفة الغاية من حوض الترسيب وتحقيق الناحية الاقتصادية.

إذا فرضنا أنه تم تحديد القطر الأصغري المطلوب ترسيبه وباستخدام العلاقات الصحيحة نحدد قيمة سرعة سقوط هذه الحبة، كما نفترض أن توزع المواد العالقة بدلالة القطر متجانس عند مدخل حوض الترسيب.

العلاقة التي تعطي الطول النظري لحوض الترسيب، نلاحظ أن هذا الطول لا يتعلق بارتفاع الماء في حوض الترسيب وقد يكون لزيادة الارتفاع تأثير عكسي على مردود حوض الترسيب لأن الحبة الصلبة ستأخذ وقتاً أطول للوصول إلى قاع الحوض.

من جهة أخرى ومن أجل نجاح عملية ترسيب الحبات الصلبة يجب أن تكون سرعة السقوط أكبر من سرعة الاضطراب. ومن العلاقة التي تعطي سرعة الاضطراب، تكون أعظمية عند القاع. إذاً لكي تتم حادثة الترسيب للقطر المعتبر من الضروري أن يتحقق الشرط: سرعة سقوط الحبة أكبر من السرعة الناتجة عن الاحتكاك، حيث يمكن تحديد السرعة الأعظمية المسموحة للجريان ضمن حوض الترسيب.

ومن البديهي أنه من أجل قيم للسرعات أصغر من السرعة الأعظمية سيكون نظام الجريان في حوض الترسيب من النوع الذي يسمح بترسيب الحبات ذات القطر الصغير، أما من أجل قيم السرع أكبر من السرعة الأعظمية ستظل الحبات معلقة في الماء بسبب أنه في هذه الحالة سيكون سرعة سقوط الحبة أصغر من السرعة الناتجة عن الاحتكاك.

    يراعى عند تنفيذ أحواض الترسيب أن تكون جوانبها ناعمة وملساء لتخفيض سرعة الاضطراب إلى أصغر قيمة، ويعطى للأرضية ميلاً بسيطاً لا يتجاوز 5% بشكل يساعد على حركة المواد الصلبة المترسبة في القاع نحو فتحة طرد المواد المترسبة.

الطريقة الثانية

تعيين أبعاد حوض الترسيب بالاعتماد على تحديد سرعة الجريان داخل الحوض ضمن المبدأ التالي: لكي تترسب حبات الرمل العالقة بالماء يجب تخفيض سرعة الجريان إلى القيمة 0.16م/ثا خلال 6 دقائق.

تخفيض سرعة الاضطراب

كما نعلم أن السبب الرئيسي في حدوث الاضطراب هو خشونة جوانب وقاع المجرى المائي أثناء الجريان، لذلك كلما زادت الخشونة كلما ازدادت سرعة الاضطراب، ومن أجل تخفيضها وتأمين ترسيب الحبات الصلبة العالقة لا بد من جعل الجوانب أكثر نعومة (ملساء).

مبدأ التصميم يعتمد على اقتراح مونتانييه وهو المحافظة على سرعة الجريان في منطقة الترسيب من (1-1.5)م/ثا وإعطاء عرض للحوض يساوي عرض قناة جر المياه أو أكبر قليلاً أما الطول فيعطى طولاً كبيراً نسبياً وهذا الحل أكثر اقتصادية من الحلول السابقة.

أسس التصميم

نعتمد على الفرضيات التالي في التصميم:

    1.     مدة مكوث المياه في الحوض حوالي دقيقة واحدة.

    2.     نختار السرعة الأفقية في الحوض من (0.25-0.35) م/ثا.

    3.     يكون طول الحوض حوالي (18-20)م.

    4.     معدل التحميل السطحي يتغير تبعاً لتغير حجم ذرات الرمل التي نريد ترسيبها.

تنظف الأحواض إما بالطرق اليدوية أو الميكانيكية أو الهيدروليكية حيث يتم تفريغ الحوض على عدة فترات ثم تتم إزالة الرمال المترسبة بالآلات اليدوية أو بتسليط المياه عليها أو باستعمال كاسحات.