أهمية متابعة العلاج بالطين
في جميع أنواع الإنشاءات الهندسية، والتعدين، وعمليات الحفر، وغيرها من المجالات، يُعدّ تكوّن الطين أمرًا حتميًا. وإذا لم يُعالَج الطين بشكل صحيح، فسيُؤدي ذلك إلى العديد من المشاكل الخطيرة. أولًا، يُسبّب تصريف كميات كبيرة من الطين غير المُعالَج ضررًا بالغًا بالبيئة، ويُلوّث التربة ومصادر المياه، ويُؤثّر على التوازن البيئي. ثانيًا، سيُؤدّي تراكم الطين إلى استهلاك مساحات كبيرة من الأراضي، مما يُؤثّر على كفاءة استخدام مواقع الهندسة. إضافةً إلى ذلك، في بعض المناطق التي تُطبّق فيها متطلبات صارمة لحماية البيئة، قد يُؤدّي عدم التخلص من الطين إلى غرامات لإيقاف المشاريع، مما يُؤثّر على تقدّمها وفوائدها الاقتصادية. لذلك، من الضروري حلّ مشكلة معالجة الطين المُتابعة.
خصائص الطين وصعوبات العلاج
خصائص الطين: مكوناته معقدة ومتنوعة. يتكون الطين عادةً من الماء والطين والرمل والحصى، بالإضافة إلى إضافات كيميائية، وغيرها. يختلف تركيب الطين من مصادر مختلفة اختلافًا كبيرًا. على سبيل المثال، قد يحتوي طين الحفر على مجموعة متنوعة من إضافات سوائل الحفر، وقد يحتوي طين البناء على الأسمنت ومكونات أخرى. يتميز الطين بدرجة معينة من السيولة والثبات. تُصعّب سيولة الطين ترسيبه وفصله بشكل طبيعي، بينما يُصعّب ثباته من تكسير الغراء والتكتل أثناء عملية المعالجة. يحتوي الطين على نسبة عالية من الجسيمات الصلبة، مما يزيد من صعوبة المعالجة وتكلفتها.
صعوبات المعالجة: صعوبات فصل المواد الصلبة عن السائلة. نظرًا لتعقيد تركيبة الملاط وسيولته واستقراره، يُصبح فصل المواد الصلبة عن السائلة مشكلةً رئيسية. غالبًا ما تكون طريقة الترسيب الطبيعي التقليدية غير فعالة، وتتطلب معدات معالجة ملاط متطورة. متطلبات بيئية صارمة. قد يحتوي الملاط على مواد ضارة، مثل المعادن الثقيلة والمواد الكيميائية، وما إلى ذلك، ويجب أن تلبي عملية المعالجة المتطلبات البيئية الصارمة، ولا يمكن أن تُسبب تلوثًا ثانويًا للبيئة. سعة معالجة كبيرة وتكلفة عالية. في المشاريع الكبيرة، تكون كمية الطين المُنتجة كبيرة جدًا، مما يتطلب معدات معالجة طينية فعالة وكبيرة السعة، مما يؤدي أيضًا إلى زيادة تكاليف المعالجة.
طرق العلاج المتابعة الشائعة للطين
طريقة الترسيب الطبيعي: يُوضع الطين في خزان ترسيب، معتمدًا على الجاذبية الأرضية لترسيب الجسيمات الصلبة بشكل طبيعي. تتميز هذه الطريقة بالبساطة وسهولة التنفيذ، وانخفاض تكلفتها، إلا أن وقت المعالجة طويل، وتغطي مساحة واسعة، كما أن فصل الجسيمات الدقيقة ليس جيدًا. متطلبات المعالجة المستخدمة ليست عالية، ويتم إنتاج الملاط بكميات قليلة في بعض الحالات.
طريقة التخثر الكيميائي: إضافة المواد المخثرة إلى الملاط، بحيث تتجمع الجسيمات الصلبة في الملاط في مجموعة، مما يُسرّع فصل الترسيب. المواد المُركّبة المُستخدمة بشكل شائع هي بولي أكريلاميد وما شابه. تتميز هذه الطريقة بتأثير معالجة أفضل، ولكن يجب تعديل اختيار واستخدام المواد المُركّبة وفقًا لطبيعة الطين، وإلا فقد يتأثر تأثير المعالجة. في الوقت نفسه، سيزيد استخدام المواد المُركّبة من تكلفة المعالجة وقد يكون له تأثير مُعيّن على البيئة.
طريقة الفصل الميكانيكي: يُعدّ استخدام معدات متنوعة لفصل الملاط ميكانيكيًا من أكثر طرق المعالجة شيوعًا. تتميز طريقة الفصل الميكانيكي بفصل المواد الصلبة والسائلة بسرعة وفعالية، مع كفاءة معالجة عالية، ويمكن اختيار المعدات والعمليات المناسبة بناءً على خصائص الطين المختلفة.
معدات الملاط لحل المعالجة اللاحقة للطين
مكبس ترشيح اللوحة والإطار
تتكون مكبس الترشيح بالألواح والإطارات من صفائح وإطارات ترشيح مرتبة بالتناوب لتكوين مجموعة من حجرات الترشيح. تحت ضغط مضخة التغذية، تُغذى المادة الصلبة في حجرة الترشيح، وتُحتجز الجسيمات الصلبة بواسطة قماش الترشيح، ويُصرف السائل عبره. مع استمرار الترشيح، تزداد كثافة كعكة الترشيح تدريجيًا، وعندما تصل إلى سمك معين، تُوقف التغذية وتُجرى عملية تجفيف الماء بالضغط، مما يُقلل من محتوى الرطوبة في كعكة الترشيح بشكل أكبر.
(1) تأثير تجفيف جيد. يمكنه إزالة كمية كبيرة من الماء في الملاط، مما يقلل من محتوى الماء في كعكة الطين إلى مستوى منخفض.
(2) قدرة عالية على التكيف. يمكنها التعامل مع الطين بخصائص مختلفة، بما في ذلك التركيز العالي واللزوجة العالية.
(3) سهولة التشغيل. هيكل الجهاز بسيط نسبيًا، وسهل التشغيل والصيانة.
3 عيوب
(1) التشغيل المتقطع. لا يمكن أن يكون التشغيل مستمرًا، وكفاءة المعالجة منخفضة نسبيًا.
(2) مساحة أرضية كبيرة. نظرًا للحجم الكبير من المعدات، هناك حاجة إلى مساحة تثبيت أكبرالمحرر
مكبس فلتر الحزام
يتم ضغط مرشح الحزام من خلال حزامي الترشيح المشدودين العلوي والسفلي لحركة الملاط إلى الأمام، وفي عملية الحركة، يتم تحريك الملاط بواسطة الجاذبية وضغط منطقة الإسفين وضغط منطقة الضغط وقوة القص وما إلى ذلك لتحقيق فصل المواد الصلبة والسائلة.
(1) قدرة معالجة كبيرة. قادرة على التشغيل المستمر وكفاءة معالجة عالية، وهي مناسبة لمعالجة كميات كبيرة من الطين.
(2) درجة عالية من الأتمتة. يمكن تحقيق التحكم التلقائي أثناء تشغيل المعدات، مما يقلل من التشغيل اليدوي.
(3) مساحة صغيرة. مقارنةً بمرشحات الصفائح والإطارات، فهي تشغل مساحة أصغر.
3 عيوب
(1) حزام الفلتر سهل التآكل. ونظرًا للاحتكاك المستمر أثناء التشغيل، فإنه يتآكل بسهولة ويحتاج إلى استبدال دوري.
(2) حساس للتغيرات في خصائص الطين. في حال حدوث تغير كبير في طبيعة الطين، فقد يؤثر ذلك على فعالية المعالجة.
أجهزة الطرد المركزي
تستخدم أجهزة الطرد المركزي قوة الطرد المركزي لفصل الطور الصلب عن السائل في الطين. داخل الأسطوانة الدوارة عالية السرعة، تُقذف الجسيمات الصلبة نحو الجدار الداخلي للأسطوانة بفعل قوة الطرد المركزي، مُشكّلةً طبقة ترسيب، بينما يُفرّغ السائل من مركز الأسطوانة تحت تأثير قوة الطرد المركزي.
(1) كفاءة فصل عالية، مما يُمكّن من فصل المواد الصلبة والسائلة بسرعة وفعالية.
(2) قدرة معالجة كبيرة. يمكن تشغيلها بشكل مستمر ومناسبة لمعالجة الطين على نطاق واسع.
(3) حجم صغير. هيكل الجهاز مدمج ويشغل مساحة صغيرة.
3 عيوب
(١) استهلاك طاقة أعلى. نظرًا لضرورة الدوران بسرعة عالية، يكون استهلاك الطاقة كبيرًا نسبيًا.
(2) ارتفاع أسعار المعدات. تكاليف تصنيع وصيانة أجهزة الطرد المركزي مرتفعة.
إعصار
جهاز الفصل بالطرد المركزي هو نوع من المعدات التي تستخدم مبدأ الترسيب بالطرد المركزي للفصل. يدخل الملاط إلى جهاز الفصل بالطرد المركزي بشكل عرضي. ضغط وسرعة معينة، وتحت تأثير القوة الطاردة المركزية، يتم إلقاء الجسيمات الصلبة الأثقل على الحائط وتتحرك إلى الأسفل تحت تأثير الجاذبية، ويتم تفريغها من منفذ التدفق السفلي؛ ويشكل السائل الأخف إعصارًا داخليًا ويتم تفريغه من منفذ الفائض.
(1) هيكل بسيط. المعدات صغيرة الحجم وخفيفة الوزن وسهلة التركيب.
(2) كفاءة معالجة عالية. يمكن فصل الجسيمات الصلبة والسائلة في الملاط بسرعة.
(3) التكلفة المنخفضة: أسعار المعدات منخفضة نسبيًا، وتكاليف التشغيل ليست مرتفعة.
3 عيوب
(1) دقة فصل محدودة. كفاءة فصل الجسيمات الدقيقة ليست بجودة الأجهزة الأخرى.
(2) سهولة الانسداد. عندما تحتوي المادة الملاطية على جزيئات أو حطام كبير، فمن السهل انسداد الإعصار.
جهاز الطرد المركزي
جهاز الطرد المركزي للديكانتر هو جهاز طرد مركزي للترسيب بتفريغ حلزوني أفقي. بفضل قوة الطرد المركزي، يتم دفع المواد الصلبة من المدخل إلى الأسطوانة، مما يؤدي إلى تشكل طبقة ترسيب، بينما يتم تفريغ السائل من مركز الأسطوانة بفعل قوة الطرد المركزي. تتحرك المواد الصلبة المستقرة في الجدار الداخلي للأسطوانة تدريجيًا نحو الطرف الصغير منها، تحت ضغط الحلزون، ويتم تفريغها من منفذ تفريغ الخبث.
(1) قدرة معالجة كبيرة. يمكن تشغيلها بشكل مستمر بكفاءة معالجة عالية.
(2) تأثير فصل جيد. يمكن فصل الجسيمات الصلبة والسائلة في الملاط بفعالية، مع دقة فصل عالية.
(3) درجة عالية من الأتمتة. يمكن تحقيق التحكم التلقائي أثناء تشغيل المعدات، مما يقلل من التشغيل اليدوي.
3 عيوب
(١) ارتفاع أسعار المعدات. تكاليف تصنيع وصيانة أجهزة الطرد المركزي عالية.
(2) أكثر حساسية لتغيرات خصائص الطين. عند حدوث تغير كبير في طبيعة الطين، قد يؤثر ذلك على فعالية العلاج.
اختيار واستخدام معدات الطين
اختيار المعدات وفقًا لطبيعة الطين: تختلف طبيعة الطين من مصادر مختلفة اختلافًا كبيرًا، لذا عند اختيار معدات الطين، يجب مراعاة تركيبه وتركيزه ولزوجته وخصائصه الأخرى. على سبيل المثال، للحصول على ملاط عالي التركيز واللزوجة، يمكن اختيار مكبس الترشيح اللوحي أو الإطاري أو مكبس الترشيح الحزامي؛ أما للحصول على جزيئات ملاط أدق، فيمكن اختيار جهاز الطرد المركزي أو الإعصار.
اختر المعدات وفقًا لمتطلبات المعالجة: تتطلب المشاريع المختلفة متطلبات مختلفة لمعالجة الملاط، على سبيل المثال، تتطلب بعض المشاريع محتوى مائيًا أقل من كعكة الطين، في هذا الوقت يمكنك اختيار مكبس الترشيح باللوحة والإطار أو مكبس الترشيح بالحزام مع تأثير تجفيف جيد؛ تتطلب بعض المشاريع كفاءة معالجة عالية، يمكنك اختيار أجهزة الطرد المركزي أو أجهزة الطرد المركزي للديكانتر.
دراسة شاملة لعوامل التكلفة: عند اختيار معدات الملاط، يجب مراعاة تكلفة شراء المعدات، وتكاليف التشغيل، وتكاليف الصيانة، وعوامل أخرى. بشكل عام، تتميز معدات الطرد المركزي وأجهزة الطرد المركزي ذات الدورق بكفاءة معالجة عالية، إلا أن تكلفة التشغيل مرتفعة نسبيًا؛ بينما تتميز معدات الطرد المركزي ذات الفلترة الإعصارية والصفائحية والإطارية بكفاءة معالجة منخفضة نسبيًا، إلا أن تكلفة التشغيل منخفضة أيضًا.
اتجاه التنمية المستقبلية
التطوير الذكي
مع التقدم المستمر في العلوم والتكنولوجيا، ستتطور معدات الطين بشكل ذكي. ستتمتع معدات الطين المستقبلية بوظائف التحكم الآلي والمراقبة عن بُعد وتشخيص الأعطال وغيرها، مما يسمح بالتشغيل دون مراقبة، وتحسين كفاءة المعالجة، وخفض تكاليف التشغيل.
توفير الطاقة وحماية البيئة
في ظل المتطلبات البيئية المتزايدة الصرامة، ستولي معدات الطين اهتمامًا أكبر لتوفير الطاقة وحماية البيئة. ستستخدم معدات الطين المستقبلية تقنيات توفير طاقة أكثر تطورًا لتقليل استهلاكها، كما ستستخدم تقنيات معالجة أكثر مراعاةً للبيئة للحد من تلوث البيئة.
التكامل متعدد الوظائف
لتحسين كفاءة المعدات وخفض التكاليف، يتجه مستقبل معدات الطين نحو التكامل متعدد الوظائف. على سبيل المثال، يتم دمج وظائف فصل المواد الصلبة والسائلة، وتجفيف المياه، والتجفيف، وغيرها في جهاز واحد لتحقيق معالجة شاملة.
معالجة الطين المتابعة عملية بالغة الأهمية ومعقدة، تتطلب اختيار أساليب المعالجة المناسبة ومعدات الطين. لكل معدات الطين مزاياها وعيوبها، لذا يجب اختيارها بعناية. بناءً على طبيعة الطين ومتطلبات المعالجة مع التقدم المستمر في العلوم والتكنولوجيا، ستتجه معدات معالجة الطين نحو التكامل الذكي متعدد الوظائف، الموفر للطاقة والصديق للبيئة، لتوفير حلول أكثر كفاءة وموثوقية لمعالجة الطين لاحقًا.