دستگاه آبگیر لجن

آلاینده‌ها و خطرات فاضلاب‌ رنج وسیعی دارند و مرتبط با نوع صنعت آن است. آلاینده‌های موجود در فاضلاب انواع مختلفی دارد و شامل فلزات سنگین، میکروپلاستیک‌ها، تری هالو متان‌‌ها، هالو آستون‌‌ها و هالو آمین‌ها (DBPs)، هالو آلکان‌ها، کلر امین‌ها و … می‌شود که پتانسیل آلودگی محیط‌زیست و خطرات سلامتی برای اکوسیستم ایجاد می‌کند. بطور کلی خطرات احتمالی ناشی از فاضلاب شامل آلودگی آب‌های سطحی و آب‌های زیرزمینی، آلودگی خاک، کاهش تنوع زیستی و … می‌شود. بنابراین لازم است پساب خروجی و لجن مازاد پس از تصفیه بطور صحیح مدیریت شوند تا اثرات مخرب ناشی از آن‌ها کنترل شود.در بسیاری از موارد، استفاده از پکیج تصفیه فاضلاب در کنار تجهیزات آبگیری، راهکار مناسبی برای مدیریت کامل پساب صنعتی محسوب می‌شود.

لجن فاضلاب از ته‌نشین شدن ذرات جامد و مواد معدنی معلق موجود در فاضلاب، مواد آلی و همچنین آلاینده‌هایی نظیر فلزات سنگین تشکیل می‌شود. انواع لجن فاضلاب شامل لجن اولیه، لجن شیمیایی و لجن بیولوژیکی می‌شود که از حیث مواد موجود در آن‌ و نوع ته‌نشین شدن از یکدیگر متمایز هستند. مواد تشکیل دهنده‌ی لجن اولیه عمدتا مواد جامد و معلق می‌باشند و سرعت آبگیری از این نوع لجن بالا است. لجن شیمیایی در نتیجه‌ی استفاده از روش‌های شیمیایی تصفیه مانند استفاده از مواد منعقدکننده تولید می‌شوند. این نوع از لجن حاوی مقدار زیادی فلز است و تخلیه نامناسب آن آثار نامطلوبی بر محیط‌زیست دارد. در تصفیه بیولوژیکی لایه‌هایی از لجن تشکیل می‌شود که در واقع مواد آلی تجزیه شده توسط باکتری‌ها هستند و احتمال وجود عوامل بیماری‌زا در آن زیاد است. آبگیری از لجن بیولوژیکی نسبت به سایر انواع لجن سخت‌تر است.

کاربرد دستگاه آبگیر لجن جداسازی آب از لجن می‌باشد که جزو مراحل آخر در تصفیه فاضلاب به شمار می‌رود. آبگیری از لجن روش‌های مختلف فیزیکی و شیمیایی دارد. بلت فیلتر پرس، فیلتر پرس، اسکرو پرس، سانتریفیوژ، بستر لجن خشک کن، لاگون، فیلتر خلا و آبگیری الکتریکی از جمله روش‌های مکانیکی متداول هستند که خصوصیات لجن اولیه و نحوه دفع یا مورد مصرف، انتخاب روش آبگیری از لجن را تعیین می‌کند.

شکل 1- کیک لجن جدا شده بعد از آبگیری لجن

مراحل تصفیه لجن فاضلاب

• تعیین ویژگی‌های لجن: مشخصات فیزیکی و شیمیایی لجن مانند مقدار کل جامدات و وزن حجمی لجن لازم است تعیین شود تا مناسب‌ترین روش آبگیری اتخاذ شود.
• تغلیظ و آبگیری: این عملیات بمنظور کاهش حجم لجن صورت می‌گیرد و به میزان قابل توجهی سرعت فساد لجن را کاهش می‌دهد.
• تثبیت لجن: تثبیت لجن به روش‌های مختلف بیولوژیکی توسط باکتری‌ها، شیمیایی به کمک مواد اکسید کننده و حرارتی
• دفع نهایی: لجن تصفیه شده قابل استفاده بعنوان کود در بخش کشاورزی است زیرا حاوی مقدار زیادی مواد مغذی (نیتروژن، فسفر، پتاسیم و غیره) است.

دستگاه آبگیر لجن در صنایع مختلفی از جمله موارد زیر کاربرد دارد:

• صنعت نساجی
• صنعت کاغذ و مقواسازی
• صنایع غذایی
• صنایع شیمیایی
• صنایع فلزی
• پالایشگاه و پتروشیمی
• صنایع آبکاری
• صنایع آرایشی و بهداشتی
• صنایع داروسازی

مزایای استفاده از دستگاه آبگیر لجن عبارتند از:

• کمک به بهبود کیفیت محیط‌زیست: دستگاه آبگیر لجن با جداسازی آب و لجن در بهبود کیفیت آب موثر است و در نتیجه در کاهش آلودگی منابع آبی نقش ایفا می‌کند.
• رعایت حدود استاندارد: استفاده از دستگاه آبگیر لجن به حصول استانداردهای زیست‌محیطی کمک می‌کند.
• قابلیت استفاده برای لجن با کیفیت‌های مختلف
• فضای اشغالی محدود
• مصرف پایین پلی الکترولیت
• کاهش هزینه‌های حمل و نقل و دفع
• کاهش خطرات مرتبط با نشت مایعات از لجن به خاک
• استفاده مجدد از آب جدا شده از لجن
• کاهش حجم زائدات

روش‌های مکانیکی مورد استفاده در آبگیری از لجن:

روش‌های مختلفی برای آبگیری از لجن وجود دارد که خصوصیات فیزیکی لجن نظیر حجم لجن، کیفیت لجن، روش دفع و هزینه در انتخاب روش مناسب نقش دارند. موارد زیر تعدادی از روش‌های متداول در آبگیری لجن هستند.

• فیلتر پرس: دستگاه فیلتر پرس، آبگیری از لجن را با اعمال فشار انجام می‌دهد که در مقایسه با دیگر روش‌ها قادر است جامدات بیشتری را جدا کند. فیلتر پرس از تعدادی صفحه پلی آمید یا پروپیلن تشکیل شده است که بین یک صفحه فلزی ثابت و یک صفحه متحرک که به جک هیدرولیک متصل است، قرار دارند. پس از اعمال فشار، این صفحات فشرده می‌شوند و کیک لجن روی پارچه صافی تشکیل می‌شود و آب جدا شده از لجن از پارچه صافی عبور می‌کند.

شکل 2 – دستگاه فیلتر پرس

• فیلتر پرس نواری (بلت فیلتر پرس): اساس کار این روش مشابه فیلتر پرس است به عبارت دیگر از طریق فشار آوردن بر لجن، آب موجود در لجن خارج می‌شود. لجنی که نیاز به آبگیری دارد بین دو تسمه متخلخل قرار می‌گیرد و با گذر از غلطک‌هایی با اقطار مختلف آبگیری می‌شود. هر چه تسمه جلوتر می رود، اندازه غلطک‌ها کوچک‌تر شده و فشار وارده بر تسمه‌های حاوی لجن بیشتر می‌شود.
• فیلتر پیچشی (اسکرو پرس): در دستگاه اسکرو پرس، لجن با پیچش محور مارپیچی به آرامی یه سمت جلو حرکت داده می‌شود و آب از لجن خارج می‌شود. از محاسن این روش، تولید صدای بسیار کم آن می باشد. از آنجا که سرعت پیچش کم است تولید صدای کمی دارد و مصرف برق پایینی دارد. دستگاه اسکرو پرس طوری طراحی شده است که با حرکت به سمت جلو فشار داخلی افزایش می‌یابد و تغلیظ و آبگیری لجن بیشتر می‌شود.

شکل 3- دستگاه اسکرو پرس

• سانتریفیوژ: در این روش از نیروی گریز از مرکز جهت آبگیری لجن استفاده می‌شود. صدای زیاد ناشی از حرکت بسیار سریع بخش‌های دوار آن از معایب این سیستم است.

شکل 4- دستگاه سانتریفیوژ مورد استفاده در آبگیری لجن

• بستر لجن خشک‌کن: بسترهای لجن خشک‌کن حوضچه‌های شنی هستند که از چند لایه شن هر یک به ارتفاع 10-15 سانتی‌متر با دانه بندی‌های مختلف تشکیل شده اند. لجن ریخته شده در این بستر زیر نور خورشید رطوبت خود را از دست می‌دهد. از مزایای این روش صرفه‌ی اقتصادی آن است بشرطیکه زمین کافی در دسترس باشد. متصاعد شدن بو و گازهای گلخانه‌‌ای و همچنین وابستگی به دما و رطوبت هوا از مشکلات این روش است.

جدول 1- مقایسه روش‌های مکانیکی در آبگیری لجن

روش‌های شیمیایی مورد استفاده در آبگیری از لجن

استفاده از مواد شیمیایی در آبگیری لجن از قدیم کاربرد داشته است. در گذشته مواد معدنی نظیر کلروفریک (FeCl₃) و آهک (CaO) مورد استفاده قرار میگرفت. امروزه به کمک مواد شیمیایی آلی مانند پلیمرهای کاتیونی و آنیونی می‌توان به راندمان بالاتری در آبگیری لجن دست یافت. افزودن مواد شیمیایی در روش‌های مکانیکی به آبگیری بهتر لجن کمک کننده است. میزان تزریق پلیمرها تقریبا 7 – 2 گرم به ازای هر کیلوگرم لجن جامد خشک است.

نتیجه گیری

از بین روش‌های مختلف آبگیری از لجن، روش‌های بستر لجن خشک کن، فیلتر پرس، فیلتر فشاری نواری، سانتریفیوژ کاربرد وسیعی دارند. در انتخاب روش مناسب تعیین کیفیت و کمیت لجن ورودی و خروجی اهمیت زیادی دارد. با افزودن مواد شیمیایی مانند تنواع پلیمرها (آنیونی / کاتیونی) و مواد شیمیایی معدنی، راندمان آبگیری لجن تقویت می‌شود.