تعد معدات النقل القابلة للتخصيص والمتينة عنصراً أساسياً في أنظمة معالجة الحمأة الحالية. وهناك مجموعة متنوعة من المعدات التي يمكن أن تساعد في تحقيق هذا الهدف، لكن الناقلات اللولبية الخالية من الأعمدة تتصدر قائمة الكفاءة، حيث يبلغ العمر المتوقع للنظام ما بين 20 إلى 25 عاماً.
نقل الحمأة
تعد المساحة محدودة في العديد من المنشآت، ولهذا السبب صُمم الناقل الحلزوني بدون عمود بحيث يتكامل مع العديد من التكوينات، سواء في المشاريع الجديدة أو في عمليات التحديث. وتقل الصيانة بشكل كبير مقارنةً بأساليب النقل التقليدية. وعلى المدى الطويل، يعني انخفاض الحاجة إلى الصيانة أن المصانع يمكنها التركيز بدلاً من ذلك على تحسين مجالات التشغيل الأخرى بدلاً من إجراء إصلاحات متكررة.
يتيح التخلص من العمود المركزي تحقيق معدل تعبئة أعلى بكثير، مما يؤدي إلى كفاءة أكبر، وقطر لولبي أصغر، وبالتالي تقليل التآكل واستهلاك الطاقة.
يمكن أن تشكل عمليات مناولة المواد ضغطًا كبيرًا على المعدات، لا سيما في العديد من التطبيقات التي تتطلب مناولة مواد ضارة أو قد تكون مسببة للتآكل. يمكن أن تختلف حمأة الصرف الصحي بشكل كبير من موقع لآخر، على الرغم من أنه يمكن عادةً تحديد الحمأة شديدة الكشط بسبب تأثيرها على المعدات الأخرى. على سبيل المثال، ستؤدي الحمأة الكاشطة إلى تقليل العمر التشغيلي للملف الحلزوني في جهاز الطرد المركزي، وكذلك الدوار/الجزء الثابت في المضخة ذات التجويف التقدمي. ويُعد تركيب بطانة مناسبة لحوض الناقل أمرًا بالغ الأهمية للحد من التآكل. تُعد بطانات DURAFLO SPX® مثالية لمجموعة متنوعة من أنواع الحمأة. تُصنع البطانة من مادة متينة ثنائية اللون، مما يتيح رصد التآكل ويوفر مؤشراً محدداً (تغير اللون) على ضرورة استبدال البطانة.
غالبًا ما تنبع الموثوقية من البساطة، وتعمل أنظمة النقل الحلزونية الخالية من الأعمدة بسرعة دوران منخفضة جدًّا، مما يعني أن عمر المكونات المتوقع طويل. كما يؤدي انخفاض سرعة الدوران هذه إلى انخفاض استهلاك الطاقة — وهو عامل أساسي لتحقيق وفورات أكبر في الطاقة.
يمكن تحقيق النقل الأفقي والمائل بكفاءة باستخدام أغلفة لولبية من نوع الحوض على شكل حرف U، والتي يمكن استخدامها في المنحدرات التي تصل زاويتها إلى 30 درجة (الشكل 1). يمكن استخدام القنوات الثماني الأضلاع للمنحدرات التي تتراوح زواياها بين 30 و90 درجة (الشكل 2). وكلا النوعين من القنوات مغلقان تمامًا، مما يمنع انبعاث الروائح وتسرب المواد. يمكن أن يتجاوز طول المسار الأفقي الفردي 150 قدمًا باستخدام صندوق تروس واحد. يمكن للناقلات الرأسية رفع الحمأة بمقدار 40 قدمًا في كل مرحلة، وذلك حتى 3 مراحل.
الشكل 1: حرف U من خلال (SPIROLINE®)
الشكل 2: حوض OK (SPIROLIFT®)
لولبي (برغي) بدون عمود تُعد هذه التكنولوجيا عملية وفعالة بشكل لا يُصدق عندما يتطلب الأمر ربط الناقلات متعددة الاتجاهات لنقل الحمأة أفقيًّا ومنحدرًا وعموديًّا. (الشكل 3)
الشكل 3
تخزين الحمأة وتفريغها
يتزايد استخدام صوامع تخزين الحمأة وأنظمة تفريغها وشعبيتها، ويمكن تصميمها على شكل صوامع على مستوى الأرض أو مرتفعة، سواء كانت مستطيلة أو أسطوانية الشكل. (الشكل 4)
الشكل 4: صومعة مستطيلة ذات قاع متحرك
الشكل 4: صومعة أسطوانية ذات قاع متحرك
يمكن تفريغ المحتويات من الصوامع عن طريق القيعان المتحركة (الشكل 5) أو أنظمة الإطارات المنزلقة (الشكل 6). يتم التحكم في معدلات التفريغ من خلال سرعة الناقل بالإضافة إلى البوابات المنزلقة الآلية (الشكل 7)
تتألف القيعان المتحركة من عدة ناقلات لولبية تشكل قاعدة مستطيلة من البراغي المتحركة، وذلك لمنع تكوّن الجسور أو انسداد الحمأة الأكثر لزوجة. تم تصميم الحلزونات بحيث تحتوي على قسم عكسي لمنع تراكم المواد في نهاية الحلزون. يتم التحكم في السرعة لضمان معدلات تفريغ مناسبة لعملية التفريغ المطلوبة، سواء كان ذلك لملء الشاحنات بسرعة أو للتغذية بالمضخة. ورغم أن الصوامع تتبع معايير تصميم موحدة، إلا أنه يمكن تخصيص أحجامها واتجاهاتها لتلائم معظم المتطلبات. يتم تحميل هذه الصوامع من الأعلى، عادةً عن طريق ناقلات لولبية مائلة بدون عمود أو ناقلات رأسية/أفقية، ويتم تفريغها بواسطة براغي لولبية ذات قاع متحرك وبدون عمود ذات قطر كبير وخطوة كبيرة. تضمن أنظمة القاع المتحرك هذه القضاء على تكوّن الأقواس أو الثقوب أو أي خسائر من نوع «عنق الزجاجة» في قابلية التدفق، حتى بالنسبة لأكثر الحمأة لزوجةً أو جفافًا.
يضمن انخفاض عدد الدورات في الدقيقة (RPM) إلى حد كبير أن بطانات الأحواض لن تحتاج إلى الاستبدال إلا نادرًا (ربما مرة واحدة كل عقد). تضمن سهولة التشغيل، والتشغيل المباشر، وقلة الأجزاء المتحركة أن تكون الصيانة شبه معدومة. لا يلزم فحص الأجزاء الداخلية لهذه الصوامع، إلا ربما كل 5 إلى 10 سنوات.
الشكل 5: صومعة ذات قاع متحرك
تتميز قيعان الإطارات المنزلقة بإطار فولاذي يعمل بنظام هيدروليكي ويتحرك بحركة ترددية بطيئة، يقوم بدفع أو سحب الحمأة نحو برغي استخراج مركزي. يعمل الإطار المنزلق الذي يتم تشغيله هيدروليكيًا على كسر أي تكتلات قد تتشكل فوق المسمار الاستخراجي، كما يقوم بدفع/سحب المادة نحو مركز الصومعة لتفريغها. ويتم التحكم في السرعة مرة أخرى لضمان معدلات تفريغ مناسبة لملء الشاحنات بسرعة أو للتغذية بالمضخة.
بالنسبة للصوامع الدائرية، يتم تصنيع الإطار المنزلق على شكل إطار بيضاوي، مصنوع من قضبان فولاذية صلبة مشكّلة على شكل إسفين. ويقوم هذا الإطار البيضاوي، بفضل شكله الإسفيني، بدفع الحمأة في اتجاه واحد وسحبها نحو فتحة التفريغ في الاتجاه الآخر، مما يتيح تفريغ الصومعة ذات القاع المسطح بشكل شبه كامل.
تُصمم صوامع الإطار المنزلق المستطيلة على شكل «سلم» مستطيل، حيث تنقل المواد من «درجة» على شكل إسفين في «السلم» إلى «الدرجة» التالية أثناء تأرجحها ذهابًا وإيابًا. ويُعد هذا التصميم مناسبًا للصوامع أو المستودعات المصنوعة من الفولاذ أو الخرسانة.
الشكل 6: نظام الإطار المنزلق
الشكل 7: بوابات منزلقة آلية
تطبيقات أخرى للناقلات الحلزونية بدون عمود من SPIRAC
كما أن هذه التقنية مناسبة للغاية للعديد من التطبيقات الأخرى في أنظمة المياه ومياه الصرف الصحي، فضلاً عن التطبيقات الصناعية. وتشمل هذه العمليات المعالجة والنقل الفعالين للمخلفات التي يتم ترشيحها من محطات الضخ ومنشآت المعالجة الأولية، ونقل الرمل، بما في ذلك التطبيقات المغمورة.
عند تصميم نظام ناقل، يجب أخذ مجموعة من العوامل في الاعتبار عند تحديد أبعاد القناة والناقل الحلزوني ومحرك الدفع/صندوق التروس. ويبدأ تصميم نظام نقل حلزوني موثوق به وخالٍ من الأعمدة لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي باختيار الناقل ذي الحجم المناسب.
