تغلیظ لجن از مراحل اولیه در تصفیه لجن است و هدف آن کاهش رطوبت موجود در لجن می‌باشد. در طی فرایند تغلیظ لجن، غلظت جامدات موجود در لجن افزایش و به همان نسبت حجم کل لجن کاهش می‌یابد. برای نمونه، در صورتی که لجن با غلظت 1 درصد جامد تغلیظ شود و به لجن با غلظت 5 درصد تبدیل گردد، حجم کلی لجن 80 درصد کاهش می‌یابد (شکل زیر). البته باید توجه داشت که پس از تغلیظ لجن، لجن همچنان به صورت مایع باقی می‌ماند و جامد نمی‌شود زیرا در طی فرایند تغلیظ لجن، غلظت جامدات موجود در لجن تا حدود 3 تا 5 درصد افزایش می‌یابد ولی لجن در صورتی خواص جامد را از خود نشان می‌دهد که غلظت جامدات آن بین 15 تا 20 درصد باشد. برای این که لجن به جامد تبدیل شود، به فرایند آبگیری از لجن نیاز می‌باشد. با توجه به این که پس از تغلیظ لجن، حجم آن کاهش می‌یابد، جابجایی آن ساده تر می‌شود. برای تغلیظ لجن از تیکنرها (دستگاه‌های تغلیظ کننده لجن) استفاده می‌شود. لازم به ذکر است که فروش تیکنر با مناسب‌ترین قیمت یکی از خدمات آبکالا به مشتریان محترم خود می‌باشد.
محاسن تغلیظ لجن
تغلیظ لجن یکی از مراحل ابتدایی و ضروری در تصفیه لجن است. از مزیت‌های تغلیظ لجن می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
• کاهش هزینه‌های تصفیه خانه
• افزایش راندمان کلی تصفیه خانه
• بهبود عملکرد واحدهای پایین دست خصوصا واحد آبگیری از لجن
• حفاظت از محیط زیست
انواع روش‌های تغلیظ لجن
روش‌های متنوعی برای تغلیظ لجن وجود دارد که هر کدام ویژگی‌ها و مزایای منحصر به فردی دارند. در هر تصفیه خانه فاضلاب باید با توجه به پارامترهای مختلف مانند ابعاد تصفیه خانه، محدودیت‌های فیزیکی، فرایندهای پایین دست واحد تغلیظ لجن و ... یکی از روش‌های تغلیظ لجن را انتخاب نمود. در ادامه نیز توضیحات بیشتری در رابطه با روش‌های مختلف تغلیظ لجن ارائه می‌شود.
تغلیظ کننده ثقلی (Gravity Thickener)
استفاده از تغلیظ کننده‌های ثقلی یکی از ساده‌ترین و ارزان‌ترین روش‌ها برای تغلیظ لجن می‌باشد. این تغلیظ کننده‌ها شبیه به تانک ته نشینی عمل میکنند و با استفاده از تمایل ذاتی ذرات برای ته نشینی، لجن را تغلیظ و متراکم می‌نمایند. تغلیظ کننده‌های ثقلی عمدتا برای تغلیظ لجن‌های اولیه به کار برده می‌شوند و آن‌ها قادرند بدون استفاده از هیچگونه ماده شیمیایی لجن را متراکم کنند. تغلیظ کننده‌های ثقلی از مخازن عمدتا دایره‌ای و گاها مستطیلی همراه با کف شیبدار تشکیل شده‌اند و طراحی این مخازن تغلیظ کننده تقریبا مشابه طراحی تانک‌های ته نشینی است، با این تفاوت که تغلیظ کننده‌ها عموما دارای شیب کف تندتری می‌باشند. شیب کف در این مخازن بسته به نوع لجن، زمان لازم برای تغلیظ و حجم ذخیره سازی بین 1:4 تا 1:6 متغیر است.
نحوه عملکرد تغلیظ کننده‌های ثقلی مدور بدین صورت است که لجن آبکی از لوله تخلیه که در مرکز مخزن قرار دارد، با سرعت کم وارد تغلیظ کننده می‌شود. جامدات موجود در لجن در اثر نیروی گرانش، در کف مخزن ته نشین میگردند و به آرامی به صورت لجن تغلیظ شده از کف خارج می‌شوند. آب موجود در لجن نیز که در سطح مخزن قرار دارد، از سرریزها خارج و به کلریفایر منتقل می‌گردد. برخی از تغلیظ کننده‌های ثقلی دارای کف گیر (Skimmer) نیز می‌باشند که برای جمع آوری و حذف هرگونه مواد شناور و چربی جمع شده در سطح مخزن به کار گرفته می‌شوند.
برخی از پارامترهای مهم در طراحی تغلیظ کننده‌های ثقلی در جدول زیر نمایش داده شده است.
|
پارامتر
|
اندازه
|
|
ابعاد مخزن
|
قطر مخزن (m)
|
21 تا 24
|
|
عمق آب جانبی در مخزن (m)
|
3 تا 3.7
|
|
شیب کف
|
1:4 تا 1:6
|
|
بارگذاری جامدات
|
لجن اولیه (kg/(m2·d))
|
96 تا 120
|
|
لجن مازاد لجن فعال (kg/(m2·d))
|
12 تا 36
|
|
نرخ سرریز (L/(m2·min)) جهت جلوگیری از سپتیک شدن
|
0.19 تا 0.38
|
تغلیظ کننده ثقلی نواری (Gravity Belt Thickener= GBT)
تغلیظ کننده‌های ثقلی نواری از سری تغلیظ کننده‌های مکانیکی هستند که از یک تسمه پارچه‌ای (Fabric Belt) که به آرامی حرکت می‌کند، برای جداسازی ذرات جامد موجود در لجن و تغلیظ آن استفاده میکنند. نکته مهم در به کارگیری تغلیظ کننده‌های ثقلی نواری این است که لجن پیش از ورود به این دستگاه‌ها باید به کمک پلیمرها آماده شود. این دستگاه‌ها دارای چندین چنگگ هستند که در حال چرخش می‌باشند. نحوه عملکرد آن‌ها نیز بدین گونه است که پس از ورود لجن آماده شده به این تغلیظ کننده‌ها، لجن آبکی بر روی چنگک‌ها می‌چرخد و بدین ترتیب آب موجود در آن از طریق تسمه پارچه‌ای زهکشی می‌شود و لجن متراکم می‌گردد. تغلیظ کننده‌های GBT در مقایسه با سایر فرایندهای تغلیظ لجن، ردپای کمتری دارند و مقرون به صرفه می‌باشند. همچنین این تغلیظ کننده‌ها نسبت به سایر تغلیظ کننده‌های مکانیکی مانند DAF و یا تغلیظ کننده سانتریفیوژی، مصرف انرژی کمتری نیز دارند. از معایب آن‌ها نیز می‌توان به حساسیت به کیفیت لجن و نیاز به آماده سازی لجن با مواد شیمیایی اشاره داشت.
تغلیظ کننده درام دوار (Rotary Drum Thickener= RDT)
مکانیسم عملکرد تغلیظ کننده درام دوار مشابه تغلیظ کننده ثقلی نواری می‌باشد و مطابق آن آب موجود در لجن با عبور از یک دیواره متخلخل، از لجن جدا می‌شود و بدین ترتیب لجن تغلیظ می‌گردد. لجن ورودی به تغلیظ کننده‌های RDT نیز نیاز به آماده سازی دارد، از این رو قبل از ورود لجن به تغلیظ کننده، پلی الکترولیت به آن تزریق میکنند تا به لخته‌هایی با ابعاد بزرگتر تبدیل شود و راحتتر از آب جدا گردد. نحوه عملکرد این تغلیظ کننده‌ها بدین صورت است که لجن آبدار و آماده سازی شده وارد یک درام در حال چرخش می‌شود. با توجه به این که دیواره‌های درام از صفحات نیمه متخلخل تشکیل شده است، با چرخش لجن در درون درام، جامدات موجود در آن، از آب جدا می‌شوند. چرخش درام، جامدات جدا شده را به سمت جلو حرکت می‌دهد و لجن تغلیظ شده از سمت دیگر درام و از طریق لوله‌ای که در زیر تعبیه شده و به کمک نیروی گرانش تخلیه می‌شود. همچنین لازم به ذکر است که آب تمیز از لوله واقع در بالای درام بر روی آن اسپری می‌شود تا مواد جامد چسبیده به درام از آن جدا شوند. تغلیظ کننده‌های درام دوار قادرند که به صورت پیوسته در تمامی شبانه روز فعالیت کنند و سرعت متوسط چرخش آن‌ها در حدود 5 تا 20 دور بر دقیقه است.
تغلیظ لجن به کمک شناور سازی هوای محلول (Dissolved Air Flotation= DAF)
فرایند DAF یا شناورسازی هوای محلول همانگونه که از نامش پیدا است، با معلق سازی جامدات به کمک حباب‌های هوا منجر به جداسازی جامدات و تغلیظ لجن می‌گردد. به عبارت دیگر در طی این فرایند حباب‌های ریز ایجاد می‌شود و این حباب‌ها با چسبیدن به ذرات معلق باعث کاهش وزن مخصوص جامدات و حرکت رو به بالای آن‌ها می‌شوند؛ در نهایت نیز جامدات به صورت لجن تغلیظ شده در سطح مخزن شناور میگردند که آن‌ها را با یک لایه بردار جمع آوری میکنند. لازم به ذکر است که استفاده از روش DAF برای لجن‌هایی که دارای جامدات با چگالی بالا هستند مانند لجن‌های اولیه مناسب نمی‌باشد.
عملکرد فرایند شناورسازی با هوای محلول به تشکیل حباب‌های ریز وابسته است. برای تشکیل حباب نیز ابتدا جریان اصلی لجن و یا بخشی از جریان زلال شده در حضور هوای کافی، تحت فشاری معادل 40 تا 60 psi قرار می‌گیرد. با توجه به این که حلالیت هوا در محلول با افزایش فشار، افزایش می‌یابد، مقادیر زیادی هوا در این فشار در محلول حل می‌گردد. سپس با ورود محلول به مخزنی با فشاری نزدیک به فشار اتمسفر، فشار از روی محلول برداشته می‌شود و در نتیجه حباب‌های ریز در مخزن ایجاد می‌شوند که رو به بالا حرکت میکنند. این حباب‌ها در حین حرکت رو به بالا، به جامدات معلق می‌چسبند و آن‌ها را نیز شناور میکنند و بدین ترتیب لجن تغلیظ می‌گردد.
عوامل موثر بر راندمان تغلیظ کننده‌هایی که از روش شناورسازی با هوای محلول کار میکنند عبارتند از:
• فشار (Pressure)
• نسبت بازیافت (Recycle Ratio)
• غلظت جامدات موجود در جریان تغذیه (Feed Solid Concentration)
• زمان ماند (Detention Period)
• نسبت هوا به جامدات (Air-to-solids Ratio)
• نوع و کیفیت لجن (Type and Quality of Sludge)
• نرخ بارگذاری جامدات و هیدرولیک (Solids and Hydraulic Loading Rates)
• استفاده از کمک کننده‌های شیمیایی (Use of Chemical Aids)
• ضخامت پوشش لجن (Sludge Blanket Thickness)
تغلیظ کننده سانتریفیوژی (Centrifugal Thickener)
تغلیظ کننده‌های سانتریفیوژی همانگونه از نامشان مشخص است، با استفاده از نیروی گریز از مرکز (نیروی سانتریفیوژ) باعث جداسازی ذرات و تغلیظ لجن می‌شوند. با توجه به این که نیروی سانتریفیوژی بسیار بیشتر از نیروی جاذبه است، این دستگاه‌ها در تغلیظ انواع لجن کاربرد دارند. تغلیظ کننده‌های سانتریفیوژی فضای کمی نیز اشغال میکنند، از این رو برای تصفیه‌خانه‌هایی که محدودیت فضا دارند، بسیار مناسب هستند. یکی دیگر از مزیت‌های این تغلیظ کننده‌ها، پتانسیل کمتر برای بوی نامطلوب است. از معایب تغلیظ کننده‌های سانتریفیوژی نیز می‌توان به هزینه‌های بالای سرمایه گذاری، عملیاتی و نگهداری اشاره داشت. در برخی موارد قبل از ورود لجن به این نوع تغلیظ کننده‌ها، به آن پلیمر یا مواد شیمایی اضافه میکنند تا به عملکرد بهتر دستگاه و جداسازی راحتتر ذرات جامد کمک کند. نحوه عملکرد تغلیظ کننده‌های سانتریفیوژی نیز بدین گونه است که یک استوانه با سرعت بالا می‌چرخد و این چرخش با ایجاد نیروی گریز از مرکز منجر به جداسازی ذرات جامد و عبور آن‌ها از دیواره‌های استوانه می‌شود. تغلیظ کننده‌های سانتریفیوژی در سه ساختار زیر موجود می‌باشند:
تغلیظ کننده سانتریفیوژی کاسه جامد (Solid Bowl Centrifuge)
این مدل مرسوم‌ترین تغلیظ کننده‌های سانتریفیوژی هستند و از یک کاسه استوانه‌ای-مخروطی که با سرعت 1000 تا 3500 دور بر دقیقه می‌چرخد، تشکیل شده‌اند. در درون کاسه نیز یک پیچ انتقال دهنده ارشمیدسی که به صورت مستقل و با سرعت کمتری نسبت به کاسه می‌چرخد، تعبیه شده است. اختلاف سرعت چرخشی بین کاسه و این پیچ انتقال دهنده، دیفرانسیل سرعت نامیده می‌شود و هرچه که دیفرانسیل سرعت کمتر باشد، لجن بیشتر تغلیظ می‌گردد. عموما دیفرانسیل سرعت بین 1 تا 30 دور بر دقیقه می‌باشد. نحوه عملکرد این دستگاه‌ها نیز بدین صورت است که لجن پیش آماده شده به بخش توزیع کننده دوار وارد می‌شود و آن قسمت لجن را به قسمت خالی میان پیچ انتقال دهنده و دیواره استوانه هدایت می‌کند. چرخش استوانه نیز باعث می‌شود که ذرات تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز به سمت دیواره‌های استوانه حرکت کنند. ذرات تجمع یافته در دیواره‌ها توسط پیچ انتقال دهنده از دیواره‌ها کنده شده و به قسمت مخروطی شکل انتهای استوانه انتقال داده می‌شوند و به صورت لجن متراکم شده جمع آوری می‌شوند. جریان آب نیز از مرکز استوانه خارج می‌گردد.
تغلیظ کننده سانتریفیوژی سبدی (Basket Centrifuge)
این نوع از تغلیظ کننده‌های سانتریفیوژی از یک محفظه (سبد) چرخان عمودی تشکیل شده‌اند که این محفظه می‌تواند سوراخ دار و یا بدون سوراخ باشد. برای تغلیظ لجن عمدتا از مدل بدون سوراخ استفاده می‌شود. نحوه تغلیظ لجن در این دستگاه‌ها بدین گونه است که لجن آبکی از پایین وارد سبدی (محفظه‌ای) می‌شود که در حول محور عمودی‌اش درحال در چرخش می‌باشد. در اثر چرخش و نیروی گریز از مرکز ایجاد شده توسط آن، جامدات موجود در لجن به دیواره‌های سبد پرتاب می‌شوند و یک رسوب کیکی را بر روی دیواره‌ها تشکیل می‌دهند. آب موجود در لجن نیز به سمت بالا حرکت می‌کند و از سرریزها خارج می‌گردد. هنگامی که سبد به اندازه کافی با مواد جامد پر شود، ورود جریان لجن آبکی به سبد را متوقف میکنند و به کمک مجموعه‌ای از چاقوها، لجن تغلیظ شده را از سبد جدا میکنند.
تغلیظ کننده سانتریفیوژی دیسک-نازل (Disk-Nozzle Centrifuge)
این نوع از تغلیظ کننده‌های سانتریفیوژی از یک سری دیسک‌های مخروطی که با فاصله کم (حدودا 2 میلی متر) از یک دیگر جدا شده اند و حول یک محور عمودی می‌چرخند، تشکیل شده اند. جریان تعذیه (لجن آبکی) از بالا به این تغلیظ کننده‌ها وارد و از مرکز دستگاه و از قسمت زیرین درگاه تغذیه از تغلیظ کننده خارج می‌شود. نیروی گریز از مرکز ایجاد شده در اثر چرخش دیسک‌ها منجر می‌شود که ذرات جامد موجود در جریان تغذیه از آن جدا گردند و از منطقه فشرده شده در پایین دستگاه خارج شوند. لازم به ذکر است که میزان رطوبت حذف شده از لجن در این نوع از تغلیظ کننده‌های سانتریفیوژی متناسب با نرخ جریان تغذیه است. از مواد شیمیایی آماده سازی نیز می‌توان برای بهبود راندمان این دستگاه‌ها استفاده نمود.
تغلیظ کننده ممبرانی (Membrane Thickeners)
تغلیظ کننده‌های ممبرانی که برای کاهش آب موجود در لجن به کار برده می‌شوند، عملکردی مشابه ماژول‌های بیوراکتور غشایی (MBR) دارند. واحدهای غشایی این تغلیظ کننده‌ها در یک جریان دارای زیست توده غوطه‌ور می‌شوند و جداسازی ذرات از آب را در پی دارند. این غشاها در انواع مختلفی مانند غشاهای لوله‌ای، فیبر تو خالی، مارپیچی، صفحه‌ای و فیلتر کارتریج‌های پلیسه‌دار موجود می‌باشند. تغلیظ کننده‌های ممبرانی تکنولوژی نسبتا جدیدی هستند و راندمان خوبی نیز دارند اما با توجه مصرف انرژی بالا، هزینه سرمایه گذاری و نگهداری بالا کاربردهای عملی آن‌ها فعلا محدود می‌باشد.
قیمت دستگاه تغلیظ کننده لجن در بازار
همانگونه که ذکر شد، دستگاه‌های تغلیظ کننده لجن یا تیکنرها انواع متفاوتی دارند. از این رو بدیهی است که هر کدام از این دستگاه‌ها با توجه به تکنولوژی به کار رفته در آن‌ها قیمت متفاوتی داشته باشند. فروش دستگاه تغلیظ کننده لجن با بهترین قیمت یکی از خدمات آبکالا برای مشتریان محترم می‌باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر جهت خرید تیکنر با کارشناسان آبکالا تماس حاصل نمایید.
خرید دستگاه تغلیظ کننده لجن از آبکالا
آبکالا با سابقه درخشان و طولانی در زمینه تامین تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب، امکان خرید دستگاه تغلیظ کننده لجن را با عالی‌ترین قیمت برای مشتریان محترم خود فراهم کرده است. برای دریافت راهنمایی رایگان جهت خرید دستگاه تغلیظ کننده لجن مطابق شرایط تصفیه خانه شما با کارشناسان آبکالا تماس حاصل نمایید.