طراحی و ساخت سیستم‌های آبگیری لجن فیلترپرس در حجم‌ها و طرح‌های مختلف
طراحی و ساخت سیستم‌های آبگیری لجن فیلترپرس در حجم‌ها و طرح‌های مختلف
در میان تجهیزات آبگیری لجن یکی از متداول‌ترین و پربازده‌ترین تجهیزاتی که از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است دستگاه فیلترپرس است. در روش آبگیری از با استفاده از فیلترپرس میزان آبگیری نسبت به سایر روش‌ها بیشتر است و لجن آبگیری شده به صورت کیک تشکیل شده و متراکم‌تر و خشک‌تر است.
این سیستم به صورت پیوسته قابلیت کار ندارد و مکانیسم عملکرد آن به صورت ناپیوسته و یا بچ می‌باشد.
اساس کار بر فیلتراسیون تحت فشار می باشد. این دستگاه از یک سری قاب‌های توخالی عمودی که از دو طرف با غشاهای مخصوص (بسته به نوع لجن) پوشیده شده است تشکیل می‌شود. این قاب‌ها در یک خط افقی قابلیت حرکت رو به جلو و عقب را دارند و در هنگام کار توسط یک جک هیدرولیک تحت فشار قرار می‌گیرند.
محفظه فیلتراسیون در فضای ایجادشده هنگام پرس شدن صفحات کنار هم به وجود می‌آید. در این هنگام پمپ پرفشار، لجن فراوری شده را در فضای بین دو صفحه پمپاژ می‌کند و بعد از مرحله تراکم‌پذیری آبگیری آغاز می‌گردد. در این لحظه آب حاصل از بین غشاها عبور می‌کند، این در حالی است که فشار ایجاد شده توسط پمپ هر لحظه افزایش می‌یابد. این فشار در برخی موارد به 15 بار هم می‌رسد. طی پمپاژ پرفشار، عملیات آبگیری تکمیل شده و کیک تشکیل می‌گردد. سپس جک هیدرولیک باز شده و صفحات از یکدیگر فاصله می‌گیرند و کیک تشکیل شده به پایین ریخته می‌شود.
اغلب از دو نوع پمپ در این سیستم استفاده می‌شود، در ابتدا هنگام پرشدن از پمپ جریان بالا و فشار کم و هنگام شروع عملیات آبگیری از پمپ فشار بالا و جریان کم جهت تراکم بیشتر لجن استفاده می‌گردد. در برخی موارد نیز از پمپ‌های دو مرحله‌ای برای این منظور استفاده می‌گردد.
سیستم‌های فیلترپرس شامل چهار مرحله کلی می‌باشد (مطابق شکل):
1- پرشدن و شروع بارگیری پساب
2- فیلتراشیون و تشکیل کیک
3- شکل‌گیری کیک و پایان فیلتراسیون
4- بازشدن صفحات و تخلیه کیک
تعریف لجن و منشاء و انواع آن
در حین فرایند تصفیه و جداسازی ذرات آلاینده از آب یا پساب، ترکیباتی از سیال جداسازی می‌شود که لجن نامیده می‌شود منشاء این لجن می‌تواند:
- ذراتی باشد که حین عملیات فیزیکوشیمیایی به صورت عملیات انعقاد و لخته‌سازی ته‌نشین می‌گردند.
- مواد معدنی باشد که از نظر زیستی قابل تجزیه نیستند.
- میکروارگانیسم‌های اضافی باشند که مواد آلی موجود در فاضلاب را تجزیه می‌کنند.
تمامی این موارد می‌تواند در غلظت‌های کم یا زیاد به صورت غوطه‌ور در سیال وجود داشته باشد و در صورت ایجاد شرایط مناسب از نظر بار الکتریکی و وزن مناسب جهت ته‌نشینی قابل رسوب‌گذاری و تشکیل لجن باشد. لجن‌ها به انواع مختلفی از جمله لجن اولیه یا مقدماتی، بیولوژیکی، مخلوط، هضم‌شده، فیزیکوشیمیایی و معدنی تقسیم می‌شوند.
هر یک از انواع لجن‌های فوق ویژگی‌ها و خواص مربوط به خود را دارند و همین عامل باعث می‌شود فرایندهای آبگیری و کاهش حجم لجن‌ها بسیار متنوع و گسترده باشد. این فرایندها شامل انتخاب روش و تجهیزات مربوطه است. در این راستا عوامل زیر می‌تواند طراح را جهت تعیین روش کار مناسب و نصب و راه‌اندازی واحد آبگیری لجن هدایت و راهنمایی نماید:
- فرآیندهای شیمیایی که منجر به جداسازی لجن پساب می‌شود با استفاده از لخته‌سازهای معدنی مانند کلرور فریک و یا آهک انجام می‌پذیرد یا با استفاده از پلیمرهای آلی و ترکیبات شیمیایی سنتزی
- تجهیزات مورد نیاز آبگیری لجن شامل انواع فیلترها، سانتریفیوژها و سایر روش‌های متداول و هزینه تمام شده دستگاه
- هدف نهایی از آبگیری لجن و مصارف احتمالی پس از آبگیری و کاهش حجم
- مواد معدنی باشد که از نظر زیستی قابل تجزیه نیستند.
- میکروارگانیسم‌های اضافی باشند که مواد آلی موجود در فاضلاب را تجزیه می‌کنند.
تمامی این موارد می‌تواند در غلظت‌های کم یا زیاد به صورت غوطه‌ور در سیال وجود داشته باشد و در صورت ایجاد شرایط مناسب از نظر بار الکتریکی و وزن مناسب جهت ته‌نشینی قابل رسوب‌گذاری و تشکیل لجن باشد. لجن‌ها به انواع مختلفی از جمله لجن اولیه یا مقدماتی، بیولوژیکی، مخلوط، هضم‌شده، فیزیکوشیمیایی و معدنی تقسیم می‌شوند.
هر یک از انواع لجن‌های فوق ویژگی‌ها و خواص مربوط به خود را دارند و همین عامل باعث می‌شود فرایندهای آبگیری و کاهش حجم لجن‌ها بسیار متنوع و گسترده باشد. این فرایندها شامل انتخاب روش و تجهیزات مربوطه است. در این راستا عوامل زیر می‌تواند طراح را جهت تعیین روش کار مناسب و نصب و راه‌اندازی واحد آبگیری لجن هدایت و راهنمایی نماید:
- فرآیندهای شیمیایی که منجر به جداسازی لجن پساب می‌شود با استفاده از لخته‌سازهای معدنی مانند کلرور فریک و یا آهک انجام می‌پذیرد یا با استفاده از پلیمرهای آلی و ترکیبات شیمیایی سنتزی
- تجهیزات مورد نیاز آبگیری لجن شامل انواع فیلترها، سانتریفیوژها و سایر روش‌های متداول و هزینه تمام شده دستگاه
- هدف نهایی از آبگیری لجن و مصارف احتمالی پس از آبگیری و کاهش حجم
در میان تجهیزات آبگیری لجن یکی از متداول‌ترین و پربازده‌ترین تجهیزاتی که از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است دستگاه فیلترپرس است. در روش آبگیری از با استفاده از فیلترپرس میزان آبگیری نسبت به سایر روش‌ها بیشتر است و لجن آبگیری شده به صورت کیک تشکیل شده و متراکم‌تر و خشک‌تر است.
این سیستم به صورت پیوسته قابلیت کار ندارد و مکانیسم عملکرد آن به صورت ناپیوسته و یا بچ می‌باشد.
اساس کار بر فیلتراسیون تحت فشار می باشد. این دستگاه از یک سری قاب‌های توخالی عمودی که از دو طرف با غشاهای مخصوص (بسته به نوع لجن) پوشیده شده است تشکیل می‌شود. این قاب‌ها در یک خط افقی قابلیت حرکت رو به جلو و عقب را دارند و در هنگام کار توسط یک جک هیدرولیک تحت فشار قرار می‌گیرند.
محفظه فیلتراسیون در فضای ایجادشده هنگام پرس شدن صفحات کنار هم به وجود می‌آید. در این هنگام پمپ پرفشار، لجن فراوری شده را در فضای بین دو صفحه پمپاژ می‌کند و بعد از مرحله تراکم‌پذیری آبگیری آغاز می‌گردد. در این لحظه آب حاصل از بین غشاها عبور می‌کند، این در حالی است که فشار ایجاد شده توسط پمپ هر لحظه افزایش می‌یابد. این فشار در برخی موارد به 15 بار هم می‌رسد. طی پمپاژ پرفشار، عملیات آبگیری تکمیل شده و کیک تشکیل می‌گردد. سپس جک هیدرولیک باز شده و صفحات از یکدیگر فاصله می‌گیرند و کیک تشکیل شده به پایین ریخته می‌شود.
اغلب از دو نوع پمپ در این سیستم استفاده می‌شود، در ابتدا هنگام پرشدن از پمپ جریان بالا و فشار کم و هنگام شروع عملیات آبگیری از پمپ فشار بالا و جریان کم جهت تراکم بیشتر لجن استفاده می‌گردد. در برخی موارد نیز از پمپ‌های دو مرحله‌ای برای این منظور استفاده می‌گردد.
سیستم‌های فیلترپرس شامل چهار مرحله کلی می‌باشد (مطابق شکل):
1- پرشدن و شروع بارگیری پساب
2- فیلتراشیون و تشکیل کیک
3- شکل‌گیری کیک و پایان فیلتراسیون
4- بازشدن صفحات و تخلیه کیک
