فرایند آبگیری از لجن در اکثر تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، آخرین مرحله از تصفیه لجن است و پس از آن لجن به واحدهای دفع منتقل میشود. در فرایندهای آبگیری از لجن همانند فرایندهای تغلیظ لجن، آب موجود در لجن را کاهش می‌دهند با این تفاوت که میزان حذف آب و تراکم لجن در واحدهای آبگیری از لجن بسیار بیشتر از واحدهای تغلیظ می‌باشد؛ به طوری که لجن پس از خروج از واحدهای آبگیری دیگر حالت مایع ندارد و به صورت جامد (کیک لجن و یا پودر) رفتار می‌کند. بدیهی است که حذف آب موجود در لجن، کاهش حجم لجن را نیز در پی دارد. باید اشاره داشت که خصوصیات لجن و همچنین روش‌های دفع نهایی لجن تاثیر عمده‌ای بر انتخاب روش مناسب برای آبگیری از لجن دارد.
مزایای آبگیری از لجن
از محاسن آبگیری از لجن می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
• کاهش حجم زائدات: هدف اصلی آبگیری از لجن، کاهش حجم و وزن لجن پیش از فرایند دفع است تا هزینه‌های دفع را کاهش دهد.
• کاهش هزینه‌های حمل و نقل: مدیریت لجن آبکی هزینه بر است، در حالی که هزینه‌های جابجایی و حمل و نقل لجن خشک و آبگیری شده به علت حجم کمتر بسیار پایین‌تر می‌باشد.
• کاهش ریسک نشت از لجن: خشک کردن یکنواخت و کامل لجن، خطر نشت مایعات از لجن به جاده‌ها را کاهش می‌دهد و این مسئله در حمل و نقل لجن خصوصا در مناطق مسکونی از اهمیت بالایی برخوردار است.
• بازیافت فاضلاب: آب به دست آمده از فرایند آبگیری از لجن را می‌توان بازیافت کرد و در فرایندهای دیگر مورد استفاده قرار داد.
• اتوماتیک بودن تجهیزات آبگیری: تجهیزات آبگیری از لجن مانند فیلتر پرس را می‌توان به سیستم کنترل اصلی تصفیه خانه متصل کرد تا به صورت اتوماتیک فعالیت کنند. از این رو آبگیری از لجن بسیار ساده میشود.
• سازگار با محیط زیست: فرایندهای آبگیری از لجن به دلیل کاهش حجم زائدات تصفیه خانه و امکان استفاده مجدد از آب جدا شده از لجن بسیار دوستدار محیط زیست هستند.
انواع دستگاه‌های آبگیری از لجن
برای آبگیری از لجن دستگاه‌های متنوعی وجود دارد که باید با توجه به خصوصیات لجن، حجم لجن، روش دفع نهایی لجن، هزینه‌های سرمایه گذاری و نگهداری، مصرف انرژی و ... مناسبترین دستگاه آبگیری از لجن را برای هر تصفیه خانه انتخاب نمود. در ادامه دستگاه‌های مختلف آبگیری از لجن معرفی خواهند شد.
فیلتر پرس نواری یا بلت فیلتر پرس (Belt Filter Press= BFP)
دستگاه فیلتر پرس نواری برای آبگیری از لجن از ترکیب سیستم‌های زهکشی (به کمک نیروی گرانش) و فشرده سازی استفاده می‌کند. این دستگاه برای اولین بار در اروپا برای آبگیری از خمیر کاغذ به کار برده شد و بعدا مورد اصلاح قرار گرفت تا بتواند لجن فاضلاب را نیز آبگیری کند. در اواسط دهه 70 میلادی، فیلتر پرس نواری در آمریکا برای آبگیری از لجن به دلیل قابلیت آبگیری اقتصادی لجن ثانویه و کاهش مصرف انرژی مورد استفاده قرار گرفت. امروزه دستگاه‌های بلت فیلتر پرس پرکاربردترین روش آبگیری از لجن فاضلاب در سراسر جهان می‌باشند و باید اشاره داشت که بسیاری از انواع لجن‌های فاضلاب را می‌توان به کمک آن‌ها آبگیری کرد. این دستگاه‌ها عموما تا 85 درصد و بعضا تا 95 درصد از مواد جامد را از لجن جدا می‌کنند و همچنین عمدتا دارای محفظه می‌باشند تا از بخش بو جلوگیری گردد. تصویر زیر لجن آبگیری شده خروجی از دستگاه فیلتر پرس نواری را نشان می‌دهد.
دستگاه‌های بلت فیلتر پرس امروزی در طی سه مرحله، لجن را آبگیری می‌کنند. مرحله اول آبگیری از لجن در بلت فیلتر پرس‌ها مشابه تغلیظ کننده‌های ثقلی نواری است و لجن پس از آماده سازی به کمک پلیمرها بر روی یک نوار متخلخل افقی حرکت می‌کند و به کمک نیروی جاذبه زهکشی میشود. سپس لجن به مرحله دوم که مرحله فشرده سازی لجن است و ناحیه فشرده سازی (Compression Zone) نامید میشود، وارد میگردد. در این مرحله لجن بین دو نوار (تسمه) چرخشی تحت فشار قرار می‌گیرد و بدین ترتیب آب موجود در آن خارج میگردد. در مرحله آخر نیز لجن به ناحیه برشی (Shear Zone) منتقل میگردد. در این ناحیه، لجنی که روی نوارها (تسمه‌ها) قرار دارد، از بین چندین غلتک به صورت مارپیچی عبور می‌کند و بدین ترتیب به لجن نیروی برشی وارد میگردد که فشرده سازی لجن و خروج آب از آن را در پی دارد. در نهایت لجن آبگیری شده از دستگاه خارج میگردد و تسمه‌ها نیز همانند تغلیظ کننده‌های ثقلی نواری با اسپری آب تمیز می‌شوند تا از مسدود شدن حفرات آن‌ها جلوگیری گردد.
فیلتر پرس (Filter Press= FP)
فیلتر پرس‌ها یکی از روش‌های پرکاربرد برای آبگیری از لجن تصفیه خانه‌های فاضلاب هستند که با اعمال فشار به لجن، آن را خشک و آبگیری می‌نمایند. مزیت اصلی فیلتر پرس‌ها این است که می‌توانند انواع لجن‌های فاضلاب را با راندمان‌های بالایی آبگیری کنند. البته باید اشاره داشت که استفاده از فرایندهای پیش آماده سازی لجن به کارایی بهتر فیلتر پرس‌ها کمک می‌کند. از معایب آن‌ها نیز باید به غیر پیوسته (Batch) بودن فرایند آبگیری و همچنین نیاز به حذف دستی لجن خشک شده اشاره داشت. دستگاه‌های فیلتر پرس از یک سری صفحات عمودی دارای فرورفتگی که در کنار هم قرار گرفته‌اند، تشکیل شده‌اند. یک پارچه فیلتر (Filter Cloth) با سوراخ‌هایی با ابعاد 0.1 میلی‌متر نیز روی صفحات نصب شده تا به فیلتراسیون بهتر دستگاه کمک کند.
همانگونه که ذکر شد فرایند آبگیری از لجن در فیلتر پرس‌ها به صورت متناوب است و دارای چندین مرحله می‌باشد. در مرحله اول لجن به داخل دستگاه وارد میشود و در فضای خالی میان صفحات قرار می‌گیرد و کل محفظه را پر می‌کند. پس از پر شدن محفظه با لجن، ورود پیوسته لجن به داخل دستگاه ادامه پیدا می‌کند؛ در نتیجه فشار در داخل محفظه افزایش می‌یابد و این باعث میشود که لایه ضخیمی از کیک لجن بر روی پارچه فیلترهای موجود بر صفحات ایجاد شود. بدین‌ترتیب لجن آبگیری میگردد. افزایش فشار در فیلتر پرس‌ها عموما در حدود 7 تا 20 بار و به مدت 1 الی 2 ساعت می‌باشد و پس از آن ورود لجن به دستگاه متوقف میشود. پس از آبگیری از لجن، سر متحرک دستگاه به عقب حرکت می‌کند و در نتیجه کیکهای لجن ایجاد شده در اثر نیروی گرانش به پایین سقوط می‌کنند. البته می‌توان کیک‌ها را به کمک یک سیستم مکانیکی به صورت تک تک نیز از سیستم خارج کرد. مرحله نهایی در فیلتر پرس‌ها نیز شستشوی پارچه‌های فیلترها است تا برای آبگیری لجن در سیکل‌های بعدی آماده شوند. در فیلتر پرس‌های متوسط و بزرگ از اسپری آب با فشار بالا (80 تا 100 بار) برای شستسو فیلترها استفاده میشود. لازم به ذکر است که یک سیکل کامل در فیلتر پرس‌ها عمدتا بین 4 تا 5 ساعت طول می‌کشد.
از راه‌های مختلفی می‌توان برای اصلاح فیلتر پرس‌ها و افزایش کارایی آن‌ها استفاده نمود. یکی از این راه‌ها قرار دادن یک دیافراگم قابل انعطاف بین پارچه فیلتر و صفحات است. دیافراگم‌ها با افزایش فشار موجود در محفظه به بهبود فرایند آبگیری از لجن کمک می‌کنند. عملکرد این فیلتر پرس‌های اصلاح شده با دیافراگم بدین گونه است که در پایان مرحله افزایش فشار در فیلتر پرس‌ها، دیافراگم‌ها منبسط می‌شوند و فشار بیشتری (تا 20 بار) را به لجن محبوس شده در بین صفحات وارد می‌کنند و باعث آبگیری بیشتر لجن می‌شوند. یکی دیگر از راه‌های بهبود راندمان فیلتر پرس‌ها، گرم کردن صفحات فیلتر با استفاده از سیستم آب گرم است که این کار خشک شدن سریع‌تر لجن‌ها را در پی دارد.
اسکرو پرس (Screw Press= SP)
اسکروپرس‌ها تکنولوژی نسبتا جدیدی در زمینه آبگیری از لجن می‌باشند که ابتدا در صنعت کاغذسازی مورد استفاده قرار می‌گرفتند. دستگاه‌های اسکرو پرس در مقایسه با سایر فناوری‌های مکانیکی آبگیری ساده و کم تعمیر هستند و به دلیل سرعت چرخش آهسته، سر و صدا و هزینه‌های نگهداری کمتری نیز دارند. اسکروپرس‌ها از یک سیلندر نفوذپذیر که دارای یک پیچ ارشمیدسی است، تشکیل شده‌اند. نحوه آبگیری لجن در آن‌ها بدین گونه است که پیچ موجود در سیلندر استوانه‌ای (درام فیلتر یا سبد) با سرعت آهسته (5 دور بر دقیقه) می‌چرخد و لجن را با خود به سمت جلو حمل می‌کند؛ بدین ترتیب آب موجود در لجن در اثر نیروی گرانشی زهکشی و لجن آبگیری میشود. سیلندر استوانه‌ای عموما با زاویه 20 درجه نسبت به افق متمایل میگردد تا به فرایند آبگیری از لجن کمک کند. اسکرو پرس‌ها در مقایسه با سایر فرایندهای تغلیظ و یا آبگیری لجن کمتر دچار گرفتگی می‌شوند؛ درنتیجه اسپری کردن آب به صورت متناوب و به مدت 2 تا 4 درصد از زمان عملیات، برای تمیزسازی آن‌ها کافی می‌باشد. مقدار جامدات موجود در لجن آبگیری شده توسط اسکرو پرس‌ها همانند سایر روش‌ها به کیفیت لجن ورودی بستگی دارد.
سانتریفیوژها (Centrifuge)
سانتریفیوژها دستگاه‌هایی هستند که از سال 1930 در صنعت فاضلاب برای آبگیری از لجن به کار برده می‌شوند. این دستگاه‌ها در مقایسه با سایر روش‌های آبگیری از لجن، سرعت بالاتری دارند و میزان آبگیری از لجن را در آن‌ها می‌توان به حد دلخواه تنظیم نمود. از معایب سانتریفیوژها نیز می‌توان به مصرف انرژی بالا و پیچیدگی عملکرد آن‌ها اشاره داشت. سانتریفیوژها در سه نوع کاسه جامد (Solid Bowl)، سبد (Basket) و دیسک (Disc) موجود می‌باشند. دیسک‌ها در عین حال که می‌توانند به درصدهای آبگیری بالا دست یابند، به دلیل محدودیت‌هایشان عمدتا در واحد تغلیظ لجن استفاده می‌شوند و در آبگیری از لجن کاربرد زیادی ندارند. متداول‌ترین نوع سانتریفیوژ برای آبگیری از لجن، دستگاه سانتریفیوژ کاسه جامد است که با نام دکانتر نیز شناخته میشود.به طور کلی آبگیری لجن در سانتریفیوژها از طریق نیروی گریز از مرکز ایجاد شده توسط چرخش یک محفظه با سرعت بالا صورت می‌گیرد. نحوه عملکرد آبگیرهای لجن سانتریفیوژی مشابه تغلیظ کننده‌های سانتریفیوژی است که در بخش تغلیظ کننده‌های سانتریفیوژی به صورت کامل توضیح داده شده‌اند.
بسترهای لجن خشک کن (Drying Beds)
بسترهای لجن خشک جزو ساده‌ترین روش‌ها برای آبگیری لجن محسوب می‌شوند. این بسترها از تکنولوژی خاصی برای خشک سازی لجن استفاده نمی‌کنند و جداسازی آب از لجن در آن‌ها بر پایه زهکشی به کمک نیروی گرانش و یا تبخیر آب می‌باشد. طراحی و عملکرد بسترهای لجن خشک‌کن ساده و غیرپیچیده است. این بسترها از یک لایه متخلخل شامل شن و ماسه تشکیل شده‌اند که وظیفه زهکشی لجن را به عهده دارند. مساحت این بسترها نیز باید به گونه‌ای طراحی شود که لایه نازکی از لجن (تا ارتفاع 300 میلی‌متر) در سطح بستر پخش شود. پس از ورود لجن به بستر لجن خشک‌کن باید زمان کافی به لجن داده شود تا از طریق زهکشی و تبخیر آب، خشک و متراکم گردد. میزان آبگیری لجن در واحدهای لجن خشک کن به مدت زمان خشک سازی و آب و هوای منطقه بستگی دارد. عموما پس از 10 تا 15 روز لجن تا حد مطلوبی خشک میشود؛ به طوری که سطح لجن به رنگ قهوه‌ای تیره درمی‌آید و ترک میخورد. سپس نیاز است که لجن آبگیری شده را با لودر و یا دیگر تجهیزات مکانیکی از بستر خارج نمود. بسترهای خشک سازی لجن برای مناطقی که محدودیت فضایی ندارند و دارای آب و هوای گرم و خشک هستند، مناسب می‌باشند زیرا انرژی مورد نیاز و هزینه‌های عملیاتی آن‌ها بسیار کم است؛ اما باید توجه داشت که راندمان آن‌ها نیز در مقایسه با سایر روش‌ها پایین‌تر می‌باشد. لازم به ذکر است که با راهکارهایی مانند آماده سازی لجن با افزودن مواد شیمیایی به آن یا کمک از سیستم‌های وکیوم و ... می‌توان زمان ماند لجن برای خشک‌سازی در این بسترها را کاهش داد.
لاگونها (Lagoons)
لاگونها از روش‌های ساده و کم هزینه برای خشک‌سازی لجن می‌باشند. عملکرد لاگونها بسیار مشابه بسترهای لجن خشک کن است، با این تفاوت که لاگونها نیاز به ساخت بستری برای زهکشی ندارند و خشک شدن لجن تنها از طریق تبخیر آب صورت می‌گیرد. استفاده از لاگونها برای مناطقی مناسب می‌باشد که محدودیتی از نظر زمین در دسترس نیست، اثرات بالقوه زیست محیطی برای سلامت انسان محدود می‌باشد و راهکاری ارزان قیمت برای آبگیری از لجن مورد نیاز است. همانگونه که ذکر شد، لاگونها نیازی به زهکشی ندارند اما باید کف آن‌ها را عایق کرد تا آلودگی به آب‌های زیرزمینی منتقل نگردد. مکانیسم آبگیری لاگونها بدین گونه است که لاگون با لجن پر میگردد و سپس با گذشت زمان، جامدات موجود در لجن ته نشین می‌شوند و آب نیز تبخیر میگردد. در نتیجه لایه‌ای ضخیم از جامدات که توسط فرایندهای بی هوازی تثبیت شده‌اند در کف لاگون ایجاد میشود. در نهایت نیز هنگامی که غلظت جامدات به حد مطلوب برسد، لجن را از کف لاگون حذف می‌کنند.
فیلتر خلا یا وکیوم فیلتر (Vacuum Filters)
وکیوم فیلترها که فیلتر خلا چرخشی (Rotary Vacuum Filters) نیز نامیده می‌شوند، از یک درام تشکیل شده‌اند که محیط آن با یک فیلتر (یک پوشش متخلخل) پوشیده شده است. بخشی از درام (حدود یک چهارم) درون یک جریان لجن متسغرق میشود و با سرعت آهسته حول محور افقی خود می‌چرخد. این سیستم به گونه‌ای طراحی شده است که در هنگام چرخش درام، یک خلا در قسمت داخلی درام ایجاد میشود که باعث جداسازی آب از لجن میگردد. لجن آبگیری شده نیز در سطح خارجی درام باقی می‌ماند. پیش از ورود مجدد لجن آبگیری شده به ناحیه مستغرق، این کیک لجن از روی درام برداشته میشود. بدین ترتیب دستگاه به صورت پیوسته لجن را آبگیری و خشک می‌کند. لازم به ذکر است که لجن پیش از ورود به وکیوم فیلترها باید به کمک مواد شیمیایی آماده سازی شود تا راندمان خشک سازی خوبی حاصل گردد. از پارامترهای تاثیرگذار بر کارایی فیلترهای خلا می‌توان به فشار خلا ایجاد شده، میزان غوطه وری درام در لجن، سرعت چرخش درام، نوع و جنس فیلتر روی درام، نوع لجن، عمر لجن، نحوه آماده سازی لجن و دما اشاره داشت.
پرس چرخشی (Rotary Press)
پرس چرخشی یکی از سیستم‌های آبگیری از لجن می‌باشد که برای اولین بار در دهه 90 میلادی مورد استفاده قرار گرفت. در این دستگاه‌ها لجن با عبور از یک کانال نسبتا باریک که بین دو صفحه موازی در حال چرخش با دیواره‌های متخلخل ایجاد شده، آبگیری میشود. از مزیت‌های دستگاه‌های پرس چرخشی می‌توان به مصرف انرژی و سر و صدای نسبتا کم به دلیل سرعت پایین چرخش صفحات و کنترل خوب بوی لجن به دلیل سر بسته بودن دستگاه اشاره داشت. دستگاه پرس چرخشی دارای یک کانال با مسیر دایره‌ای است که از کنار هم قرار گرفتن دو صفحه متخلخل که با سرعت آهسته می‌چرخند، ایجاد شده است. این صفحات متخلخل را عموما از جنس استنلس استیل می‌سازند تا نرخ گرفتگی کمتری داشته باشند. برای آبگیری، لجن پس از آماده سازی به کمک مواد شیمیایی با فشار کم به کانال وارد میشود. چرخش آهسته صفحات متخلخل (فیلترها) حرکت آهسته و رو به جلوی لجن را در پی دارد. لجن در حین حرکت رو به جلو به دلیل اصطکاک با صفحات، نیروی برشی ایجاد شده در اثر چرخش و محدودیت‌های ایجاد شده در خروجی از کانال، آبگیری شده و به صورت کیک لجن از انتهای کانال خارج میشود. لازم به ذکر است که مساحت فیلتراسیون در روتاری پرس‌ها محدود به قطر دستگاه (عموما تا 1.2 متر) می‌باشد، از این رو این برای ظرفیت‌های بالا این دستگاه‌ها را به صورت موازی با یکدیگر نصب و بهره برداری می‌کنند. نحوه عملکرد یک پرس چرخشی در ویدیو زیر نمایش داده شده است.
آبگیری الکتریکی (Electro-dewatering= EDW)
آبگیری الکتریکی یکی از روش‌های جدید آبگیری از لجن است که بدون استفاده از هرگونه نیروی مکانیکی و تنها با استفاده از جریان الکتریسیته، لجن را متراکم یا آبگیری می‌کند. آبگیری لجن در دستگاه‌های EDW بر اساس الکترواسمز (Electro-Osmosis) می‌باشد. الکترواسمز یک پدیده الکتروفورتیک (Electrophoretic) است و بدین معنا می‌باشد که در صورت اعمال میدان الکتریکی مستقیم، یک جامد نسبت به مایع اطرافش و یا مایع موجود در یک محیط جامد متخلخل، می‌تواند حرکت کند. دستگاه‌های آبگیری الکتریکی از یک کانال باریک افقی تشکیل شده‌اند که لجن به آن وارد میشود. یک الکترود آند در بالای کانال و یک الکترود کاتد که روی آن یک پارچه فیلتر (Filter Cloth) قرار گرفته، در پایین کانال تعبیه شده است. لازم به ذکر است که کاتدی که روی آن فیلتر قرار گرفته متخلخل می‌باشد تا بتواند جریان آب را از خودش عبور دهد. از طریق کاتد و آند مذکور یک جریان الکتریکی مستقیم در سراسر کانال اعمال میشود. اعمال میدان الکتریکی باعث میشود که آب تحت تاثیر نیروی الکتروفونیک از لجن خارج شود. بدین ترتیب، لجن بدون اعمال هیچگونه نیروی مکانیکی آبگیری و خشک میگردد. نرخ جداسازی آب از لجن نیز در این روش به بار ایجاد شده در سطح ذرات و ولتاژ اعمال شده بستگی دارد. از معایب اصلی دستگاه‌های آبگیری الکتریکی باید به مصرف انرژی قابل توجه آن‌ها اشاره داشت که در حدود 300 کیلووات ساعت به ازای هر تن آب حذف شده است.
قیمت دستگاه آبگیری از لجن در بازار
با توجه به این که دستگاه‌های آبگیری از لجن تنوع بسیار بالایی دارند، بدیهی است که قیمت هر کدام از این دستگاه‌ها بسته به تکنولوژی به کار رفته در آن‌ها متفاوت باشد. فروش دستگاه آبگیری از لجن با بهترین قیمت بازار یکی از خدمات آبکالا به مشتریان محترم خود می‌باشد. برای دریافت قیمت خرید دستگاه آبگیری از لجن با کارشناسان آبکالا تماس حاصل نمایید.
خرید دستگاه آبگیری از لجن از آب کالا
فروشگاه آبکالا تامین کننده انواع دستگاه‌های آبگیری از لجن می‌باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید دستگاه آبگیری از لجن با کارشناسان آبکالا تماس حاصل فرمایید.