پالایش کامل فاضلابها، مستلزم استفاده از انواع شیوه‌ها و ادوات در خطوط گندزدایی می‌باشد. پکیج تصفیه فاضلاب به روش هوادهی گسترده، یکی از مهمترین سیستمهاست که معمولاَ در انتهای خطوط پالایش قرار داده میشوند. در ابتدا معمولاَ جریانات فاضلابی توسط سپتیک تانک و انواع چربی گیر DAF از منازل ویلایی، آپارتمانها، واحدهای تجاری، رستورانها و… دریافت میشوند. سپس با گرفته‌شدن بخش عمده‌ای از لجنها، گریس، روغن و ذرات جامد، پسابی با حدود 40% آلودگی باقیمانده به پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی به روش هوادهی گسترده منتقل میشود.
بخاطر داشته باشید که این پکیجها برای گندزدایی از فاضلابهای انسانی، عملکرد مطلوب تری دارند. درادامه به روش کار و اجزای تشکیل دهنده این سیستمها اشاره خواهیم نمود.
مکانیزم عملکرد
پیش از پرداختن به اجزای تشکیل دهنده انواع پکیج تصفیه فاضلاب، بهترست با نحوه کار این سیستمها آشنا شوید. بایستی بدانید که سیستمهای هوادهی گسترده تصفیه فاضلاب، از قدرتمندترین ادوات مربوط به گندزدایی پسابها محسوب میشوند. بنابراین در ادامه به بررسی گام به گام نحوه عملکرد یک سیستم هوادهی گسترده خواهیم پرداخت:
- یک سیستم هوادهی گسترده معمولاً به صورت عمودی کار می‌کند. بطوریکه انبوهی از حباب‌ها را از نزدیکی کف تالاب یا مخزن تاسیسات فاضلاب ارسال خواهد کرد.
- به طور معمول، این سیستم شامل دمنده، لوله و دیفیوزر است. هوای فشرده شده از طریق لوله‌ها و فیلترها بوسیله دیفیوزر پمپاژ میشود و حباب‌های ریز ایجاد می‌کند.
- در گام بعدی، حباب‌ها آب را جابجا کرده و مخلوط می کنند.
- سپس این اختلاط انجام شده، الگوی جریان مارپیچی ایجاد می کنند. با این جریان ایجادشده، اکسیژن را درون آب منتقل می کنند تا در نتیجه به باکتریها در کار خود (تصفیه بیولوژیک آلاینده ها) کمک نمایند.
- معمولاً دیفیوزرها تا آنجا که ممکن است کف را پوشانده و در ضمن جایی برای بازدید تکنسین‌ها به منظور تعمیر و نگهداری تعبیه می کنند. این پوشش کامل، امکان توزیع یکنواخت اکسیژن را فراهم خواهند کرد. طراحان می توانند با در نظر گرفتن حجم و نوع فاضلاب و ابعاد مخزن تصفیه، تعداد دیفیوزرها و دمنده‌های لازم را تعیین کنند.
اجزا
انواع پکیج تصفیه فاضلاب به روش هوادهی گسترده از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند. مهمترین بخشهای این تجهیزات به شرح زیر خواهند بود:
آشغالگیر
هدف از بکارگیری آشغالگیر پکیج تصفیه فاضلاب جلوگیری از ورود سنگ، پارچه و سایر اشیاء می باشد که ممکن است به پمپها صدمه وارد کنند. معمولا از یک آشغالگیر دستی دانه درشت، بدین منظور استفاده میشود. البته فارغ از پمپها، آشغالگیرها به سالم ماندن بخشهای دیگر تجهیزات نیز کمک میکنند.
مخزن متعادل ساز
فرآیند تصفیه فاضلاب در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب کوچک و متوسط، بصورت پیوسته می باشد. تولید فاضلاب انسانی معمولا بصورت ناپیوسته صورت می گیرد. در ساعات پیک که معمولاً اواسط روز بوقوع می پیوندد، حجم زیادی از فاضلاب تولید میشود. ولی در ساعت آخر شب تولید فاضلاب به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد.از نکته مهم اینجاست که کیفیت فاضلابهای تولیدی از واحدهای مختلف متفاوت می باشد. حتی در ساعتهای مختلف شبانه روز، جریانات فاضلابی از کیفیت یکنواختی برخوردار نیستند.
بمنظور یکسان سازی کیفیت فاضلاب و تامین یکنواخت دبی جریان ورودی به پکیج تصفیه فاضلاب، نیاز به احداث یک واحد متعادل ساز می باشد. حجم مخزن متعادل ساز متناسب با دبی فاضلاب تولیدی است. معمولاً در دبی‌های کم که ضریب پیک بالاتر می باشد، نیاز به مخزن متعادل ساز بزرگتری می باشد. در هر صورت مخزن متعادل ساز باید زمان ماند بین 6 تا 24 ساعت را برای فاضلاب ورودی تامین کند. مخزن هوادهی عموماً از جنس:
- بتنی،
- پلی اتیلن
- و یا فایبرگلاس
ساخته میشود. در صورت وجود سپتیک تانک می توان از آن بعنوان مخزن متعادل ساز پکیج تصفیه فاضلاب استفاده کرد. فاضلاب ورودی به مخزن متعادل ساز توسط پمپ‌های لجن کش به پکیج هدایت میشود.
محصول پیشنهادی: اسکرو پرس
واحد هوادهی
اولین مخزن هر پکیج تصفیه فاضلاب فلزی و یا پلی اتیلنی، واحد هوادهی می باشد. باتوجه به دبی فاضلاب ورودی و شاخص آلایندگی فاضلاب (BOD5) ابعاد مخزن هوادهی طراحی میشود. فرآیند بخش هوادهی شامل پدیده‌های ذیل می باشد:
- حذف مواد آلی محلول در فاضلاب توسط میکروارگانیسم‌ها
- حذف مواد آلی کلوئیدی و محلول در فاضلاب پس از انحلال آنها
- جذب مواد معلق و کلوئیدی فاضلاب در توده‌های کلنی یا لخته‌های بیولوژیکی.
هوادهی صورت گرفته در این بخش به صورت عمقی بوده و هوا از طریق دیفیوزرهای تعبیه شده در انتهای حوض‌های هوادهی، به سمت بالا پخش و انتشار خواهد یافت.
بلوئرها
بلوئرها اغلب از نوع سه لوب روتس می‌باشند که دارای مزایای ذیل است:
- هوا بصورت یکنواخت تامین می‌گردد و تغییرات فشار ناچیز است.
- هوای تامین شده تمیز، فاقد چربی و گرد و غبار می باشد.
- ساختمان بسیار ساده‌ای داشته و تعمیرات و نگهداری آن آسان است.
- روغنکاری چرخ و دنده‌ها توسط مخزن روغنی که در قسمت انتهایی بلوئر تعبیه شده صورت می گیرد.
ضمناَ توزیع هوا در فاضلاب توسط دیفیوزرهای حباب ریز از جنس EPDM صورت انجام میشود.
دیفیوزرها
طراح در طول فرآیند تصفیه فاضلاب باید نیازها و اهداف مختلفی را مورد نظر قرار دهد. انتخاب سیستم هوادهی مناسب برای پکیج تصفیه فاضلاب شما به چند عامل مختلف بستگی دارد:
- حجم فاضلاب
- ترکیب فاضلابها و اکسیژن مورد نیاز
- الزامات بهره وری
- اندازه مخزن یا تالاب
- محل تصفیه خونه و آب و هوا
- هزینه‌های تعمیر و نگهداری
- اهداف مربوط به هزینه سرمایه
- اهداف مربوط به هزینه انرژی.
پکیج تصفیه فاضلاب میتواند بسیاری از این نیازها را همزمان با انتخاب یک سیستم هوادهی باکیفیت برآورده سازد. هوادهی بخش مهمی از فرآیند تصفیه فاضلاب، به ویژه مرحله تصفیه ثانویه را تشکیل می دهد. این سیستم، فاضلابها را با اکسیژن مخلوط می‌کند تا باکتریهای هوازی بتوانند ذرات زیست پایدار را در آب هضم کنند. بطور کلی هوادهی نقش مهمی در مرحله هضم لجن فعال دارد که طی آن باکتریها از مواد آلی تغذیه میکنند. (تا زمانی که باکتریها از بین بروند و لجن را تشکیل دهند)
لجن به همراه باکتریهای آن برای کمک به تجزیه بیشتر مواد آلی موجود در فاضلاب، دوباره چرخش می‌کند. سیستمهای هوادهی فاضلاب پراکنده یک ابزار مهم برای این فرایند است. اینگونه سیستمها مقادیر اندک و با غلظت کم هوا را درون مایعات پمپ می‌نمایند؛ تا شرایط را برای فرایند هوادهی بسیار كارآمد فراهم كنند.
مزایای دیفیوزرها
مزایای دیفیوزرهای مورد استفاده به اختصار به شرح ذیل می باشد:
- ضریب حلالیت اکسیژن بسیار بالاست.
- از قابلیت نصب و تعویض آسانی برخوردارند.
- مصرف انرژی نسبتاً پایینی دارند.
- مشکل گرفتگی بدلیل استفاده از جنس EPDM که نوع پلی آمید می باشد، وجود ندارد.
- در مقابل خوردگی بسیار مقاومند.
انواع دیفیوزرها
سیستمهای هوادهی در دو نوع اصلی وجود دارد:
- حباب ریز
- و حباب درشت.
دمنده‌های حباب ریز باعث افزایش هوادهی و راندمان بالا میشوند. درحالی که دمنده‌های حباب درشت در اختلاط و افزایش سطح اکسیژن محلول برتری دارند. هر نوع هواساز یا دمنده حباب الزامات خاصی برای جریان هوا دارد. بنابراین اپراتورهای کارخانه باید بر این اساس حباب و لوله را انتخاب کنند.
دیفیوزرهای با حباب ریز
دیفیوزرهای حباب ریز از غشاها یا ممبران‌های انعطاف پذیر ساخته شده‌اند. چنین دیفیوزرهایی حاوی هزاران سوراخ کوچک بوده و حباب‌هایی به قطر 1 تا 3 میلی متر تولید میکنند. این دیفیوزرها در سه نوع اصلی عرضه میشوند:
- دیفیوزرهای لوله ای:
این نوع دیفیوزرها مساحت بیشتری دارند تا امکان انتشار حباب‌های بیشتر در هر دیفیوزر فراهم شود. تجهیزات مذکور دارای طول زیادی هستند و بیشترین هوا را از طریق کمترین میزان لوله از جنس استنلس استیل تأمین می کنند.
- مدلهای دیسکی:
مدل دیفیوزرهای دیسکی همه منظوره، محبوب ترین سیستمهای هوادهی ثابت هستند که به کف مخزن متصل هستند. هزینه‌های نگهداری و ماندگاری آنها تا حدودی پایین است و آنها را به گزینه‌های عالی برای این حوزه تبدیل می‌کند.
- پنل‌های سوراخ شده:
برخلاف غشاهای دیفیوزر لوله ای و دیسکی، غشاهای پانلهای سوراخ‌شده معمولاً خم نمی‌شوند. آنها حاوی حفره‌های ثابت هستند که اندازه حباب آن با جریان هوای متنوع، ثابت می ماند. مدلهای فوق همچنین با مخازن عمیق تر بسیار کارآمدتر میشوند و با فشار زیاد عمل می کنند.
دیفیوزرهای با حباب درشت
برعکس مدلهای حباب ریز، دیفیوزرهای حباب درشت آب بیشتری را با حباب‌های بزرگتر خود در پکیج تصفیه فاضلاب هوادهی گسترده، جابجا می کنند و موجب تقویت فرآیند مخلوط شدن خواهند شد. این دیفیوزرها همچنین نسبت به گونه‌های حباب ریز، نسبت به رسوب کمتر حساس هستند. زیرا منافذ بزرگتر آنها به سرعت مسدود نمی‌شوند. دو ویژگی مهم در محیط‌های فاضلاب با محتوای جامد معلق زیاد:
- مخلوط کردن و
- حساسیت به رسوب گذاری
هستند. بنابراین دیفیوزرهای حباب درشت در این شرایط نسبت به دیفیوزرهای حباب ریز برتر هستند.
واحد ته نشینی
بمنظور زلال سازی پساب خروجی از واحد هوادهی، از زلال ساز ثانویه استفاده میشود. نبود زلال ساز اولیه در دستگاه تصفیه فاضلاب به روش هوادهی گسترده، باعث ورود جامدات بیشتر به واحد ته نشینی می‌گردد. درنتیجه بارگذاری حجمی در این فرآیندها کمتر و حجم مخزن بزرگتر خواهد بود.
مخزن ته نشینی به شکل قیفی شکل ساخته میشود که باعث بهبود فرآیند ته نشینی می‌گردد. فاضلاب خروجی از واحد هوادهی، از طریق یک استوانه هادی، وارد زلال ساز میشود. استفاده از استوانه‌های منجر به کاهش سرعت خطی، تعویض جهت جریان از افقی به عمودی و سرعت بخشیدن به فرآیند ته نشینی لجن خواهد شد.
پمپ ایرلفت و سرریزها
برگشت لجن از طریق پمپ ایرلیفت صورت می گیرد. استفاده از ایرلیفت جهت انتقال لجن به مخزن هوادهی باعث ممانعت از تخریب لخته‌های لجن میشود. همچنین به منظور افزایش سرعت زلال سازی پساب از سرریز کنگره ای V-notch استفاده میشود. بایستی اشاره داشت که:
زاویه کنگره‌های سرریز در پکیج تصفیه فاضلاب به روش هوادهی گسترده، با افق 45 درجه و زاویه بین دو یال سرریز 90 درجه می باشد.
طول سر ریز طوری طراحی شده که حدود 85% محیط مخزن ته نشینی باشد. پساب زلال شده از طریق کانال سرریز به واحد گندزدایی انتقال می یابد.
واحد گند زدایی
پساب تصفیه شده حاوی انواع میکروارگانیسم‌های بیماری زا و غیر بیماری زا می باشد. بنابراین جهت جلوگیری از انتقال بیماری، نیاز به گندزدایی و ضدعفونی دارد. غالباً از کلر تحت قالب دستگاه کلرزن یا با استفاده از پکیج تزریق مواد شیمیایی به شکل مایع یا جامد، جهت گندزدایی استفاده میشود.
به منظور افزایش سرعت خطی در واحد گندزدایی پکیج تصفیه فاضلاب از چند بافل به منظور کانالیزه کردن جریان استفاده میشود. پساب به محض خروج از واحد ته نشینی، مورد کلرزنی واقع خواهد شد. مدت زمان تماس پساب با کلر حدود 30 دقیقه در نظر گرفته میشود. ذکر این نکته مهم است که کلر آزاد پساب خروجی از واحد گندزدایی باید کمتر از 0.3ppm باشد.
انباره لجن
قسمت اعظم لجن ته نشین شده به واحد هوادهی، برگشت داده میشود. زمان ماند لجن در روش هوادهی گسترده 30 روز است. مازاد لجن به انباره لجن که در انتهای پکیج صفیه فاضلاب تعبیه شده است، منتقل می‌گردد. باتوجه به زمان ماند لجن:
- لجن دفعی تثبیت شده می باشد؛ و
- نیازی به تجهیزات اضافی جهت هضم لجن وجود ندارد.
در کف انباره لجن، تعدادی دیفیوزر هوادهی نصب می‌گردد تا از سفت شدن لجن ممانعت بعمل آید. اینگونه دیفیوزرها صرفاً جهت هم زدن لجن نصب میشوند و کارایی دیگری ندارند.
تجهیزات مرتبط: فیلتر پرس
ملاحظات کابل کشی
كلیه كابلهای داخلی سیستم از نوع پروتودورNYY و متناسب با آمپر مصرفی هر مصرف كننده با سطح مقطع مناسب از تابلوی كنترل اصلی به كلیه مصرف كننده‌ها مطابق با استاندارد كشیده خواهد بود. حفاظت كابلهای محوطه باز بوسیله لوله‌های فولادی انجام می پذیرد. ضمناَ در مكانهائی كه امكان شكستگی كابل وجود داشته باشد، از لوله‌های خرطومی فلزی استفاده خواهد شد.
محاسبه كابلهای مورد نیاز بر اساس عوامل زیر انجام می پذیرد:
- حداكثر جریان نامی مصرفی
- حداكثر درجه حرارت محوطه 45 درجه سانتیگراد.
- حداقل سطح مقطع 1.5 میلیمتر مربع.
نکته: گاهاَ علاوه در بحث جمع آوری و انتقال فاضلابها، از لوله کاروگیت نیز در ساختار تصفیه خانه فاضلاب استفاده میشود. (بسته به نظر طراح)
