آب گیری از لجن فرآیندی است که برای کاهش رطوبت و حجم لجن در تصفیه خانه های فاضلاب و صنایع انجام می شود. این فرآیند باعث کاهش هزینه های حمل و نقل و دفع لجن می شود. روش های متداول آب گیری از لجن شامل موارد زیر است:
- آبگیری ثقلی: در مخازن ته نشینی انجام شده و آب اضافی به طور طبیعی جدا می شود.
- خشک کردن طبیعی: استفاده از بسترهای شنی که در آن آب با تبخیر و نفوذ به زمین حذف می شود.
- سانتریفیوژ: جداسازی آب با نیروی گریز از مرکز، مناسب برای لجن های با رطوبت بالا.
- فیلتراسیون صفحه ای: استفاده از صفحات فیلتر برای اعمال فشار و حذف آب، با راندمان بالا.
- بلت فیلتر پرس: فشرده سازی لجن بین نوارهای متحرک، مناسب برای حجم زیاد.
- فیلتراسیون پیچشی: آبگیری از لجن با استفاده از مارپیچ فشرده ساز، دارای مصرف انرژی کم و عملکرد پیوسته.
- خشک کن های حرارتی: استفاده از گرما برای تبخیر آب، موثر اما پرهزینه.
فیلتراسیون صفحه ای و مارپیچی، دو روش پر کاربرد فیلتراسیون لجن و آبگیری از پساب هستند که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند و در صورت آگاهی از آنها قطعا در انتخاب بهترین روش و نتیجه نهایی تصمیم بهتری خواهید گرفت. در ادامه از جهات مختلف این دو روش را با هم مقایسه نموده ایم و در انتها با ارائه یک جدول، تصمیم گیری را برایتان راحت نموده ایم؛ با ما همراه باشید.
از نظر نحوه عملکرد
در فناوری فیلتراسیون صفحه ای، دوغاب یا ترکیب حاوی جامد و مایع به داخل محفظه‌هایی که بین صفحات متخلخل قرار دارند، پمپ می شود. با اعمال فشار، مایع از میان پارچه‌های مخصوص عبور کرده و ذرات جامد به صورت کیک فشرده باقی می مانند. این فرآیند مرحله ای و ناپیوسته است، یعنی پس از پر شدن محفظه‌ها، عملیات متوقف شده و تخلیه کیک انجام می شود.
در روش مارپیچی، دوغاب به یک محفظه استوانه ای که شامل یک مارپیچ دوار است وارد می شود. با چرخش این مارپیچ و کاهش تدریجی فاصله بین تیغه‌ها، آب گیری به طور پیوسته صورت می گیرد و مواد جامد به سمت خروجی حرکت می کنند. این فرآیند مداوم بوده و بدون توقف قابل انجام است.
از نظر کاربردها
سیستم فشرده سازی صفحات معمولاً برای صنایعی که نیاز به فیلتراسیون دقیق و حذف کامل ذرات معلق دارند، مانند تصفیه خانه‌های صنعتی، صنایع شیمیایی، داروسازی و تولید روغن‌های گیاهی مناسب است.
سیستم مارپیچی در صنایعی که حجم بالای لجن یا پسماند آبی وجود دارد، مانند تصفیه فاضلاب شهری، صنایع غذایی و کاغذسازی، کاربرد بیشتری دارد، زیرا می تواند فرآیند را به صورت پیوسته انجام دهد.
از نظر رطوبت نهایی و آبگیری
سیستم صفحه ای با استفاده از صفحات فیلتر و فشار هیدرولیکی، ذرات ریز را جدا کرده و کیک جامدی با رطوبت کم تولید می کند، که آن را برای تصفیه‌های دقیق مانند صنایع دارویی و شیمیایی ایده آل می سازد.
سیستم مارپیچ با مکانیزم ساده تری برای فشرده سازی مواد و تخلیه آب استفاده می کند و در موادی با چسبندگی بالا یا ذرات درشت، مانند لجن صنعتی، عملکرد بهتری دارد.
- در نتیجه سیستم صفحه ای برای جداسازی دقیق و سیستم مارپیچ با عملکرد پیوسته و مصرف انرژی کمتر برای مواد چسبناک و فیبری کارایی بهتری دارد.
از نظر سرعت عملکرد
سیستم صفحه ای به صورت ناپیوسته عمل می کند، یعنی پس از هر چرخه ی فیلتراسیون، نیاز به تخلیه و آماده سازی مجدد دارد که باعث کاهش سرعت کلی فرآیند می شود. بسته به نوع دوغاب و شرایط کاری، هر چرخه می تواند از 30 دقیقه تا چند ساعت طول بکشد.
در مقابل، سیستم مارپیچ یک سیستم پیوسته است که مواد را به طور مداوم پردازش کرده و آب گیری را بدون توقف انجام می دهد. به دلیل عدم نیاز به توقف‌های مکرر، سرعت عملکرد کلی سیستم مارپیچ نسبت به سیستم صفحه ای بالاتر است، مخصوصاً در حجم‌های زیاد و مواد با رطوبت بالا.
از نظر محدودیت‌ها
سیستم صفحه ای به دلیل عملکرد ناپیوسته، برای فرآیندهایی که نیاز به تولید مداوم دارند، مناسب نیست و عملیات تخلیه کیک، نیاز به اپراتور یا تجهیزات تخلیه دارد.
سیستم مارپیچی اگرچه پیوسته عمل می کند، اما ممکن است برای مواد با ذرات بسیار ریز که نیاز به جداسازی دقیق دارند، چندان مؤثر نباشد.
از نظر هزینه سرمایه گذاری اولیه
در سیستم صفحه ای فناوری شامل صفحات فیلتراسیون، پمپ‌های فشار قوی، سیستمهای هیدرولیکی و مکانیزم تخلیه کیک است. به همین دلیل، هزینه اولیه آن نسبتاً بالاست و برای واحدهای صنعتی که نیاز به دقت بالا در فیلتراسیون دارند، سرمایه گذاری قابل توجهی نیاز دارد.
در مقابل سیستم مارپیچی به دلیل طراحی ساده تر، هزینه ی سرمایه گذاری اولیه کمتری دارد. به ویژه در پروژه‌هایی که نیاز به پردازش پیوسته دارند، هزینه اولیه پایین تر آن یک مزیت محسوب می شود.
- در نتیجه از نظر هزینه اولیه، دستگاه‌های مارپیچی به صرفه تر هستند.
از نظر تعداد نیروی انسانی مورد نیاز
سیستم صفحه ای به دلیل فرآیند ناپیوسته، نیاز به نیروی انسانی برای تخلیه کیک، نظارت بر عملکرد صفحات و شست وشوی منظم پارچه‌های فیلتر دارد. معمولاً 2 تا 3 نفر برای کار با این دستگاه کافی است، اما در واحدهای بزرگ تر این تعداد افزایش می یابد.
در سیستم مارپیچی از آنجایی که این سیستم پیوسته کار می کند، نیاز به نیروی انسانی کمتری دارد. اغلب یک اپراتور برای نظارت بر عملکرد کافی است.
- درکل سیستمهای مارپیچی نیروی انسانی کمتری نیاز دارند که موجب کاهش هزینه‌های عملیاتی می شود.
از نظر میزان فضای نصب
سیستم صفحه ای به دلیل طراحی شامل صفحات متعدد، سیستم هیدرولیکی و تجهیزات جانبی، فضای بیشتری نسبت به روش مارپیچی نیاز دارد. در پروژه‌های بزرگ، این دستگاه‌ها به فضای اختصاصی نیاز دارند.
اما سیستم مارپیچی طراحی فشرده تری دارند و به دلیل ساختار استوانه ای، فضای کمتری اشغال می کند. این ویژگی باعث می شود برای محیط‌هایی با محدودیت فضایی گزینه مناسب تری باشد.
- در نتیجه روش مارپیچی برای فضاهای کوچک تر کارایی بهتری دارد.
از نظر هزینه‌های نگهداری و تعمیرات
در سیستم صفحه ای هزینه‌های نگهداری شامل تعویض پارچه‌های فیلتراسیون، بررسی دوره ای پمپ‌ها و سیستم هیدرولیکی است. پارچه‌های فیلتر بسته به نوع مواد پردازشی، هر چند ماه یک بار نیاز به تعویض دارند. همچنین، شست وشوی منظم صفحات برای جلوگیری از کاهش راندمان ضروری است.
اما سیستم مارپیچی به دلیل وجود قطعات متحرک، نیاز به روغن کاری و تعویض قطعات مارپیچی در دوره‌های زمانی مشخص دارد. هرچند استهلاک قطعات کمتر از روش صفحه ای است، اما هزینه‌های تعمیرات مکانیکی ممکن است در بلندمدت بیشتر شود.
- در نتیجه هزینه‌های نگهداری در روش صفحه ای بیشتر است، اما در روش مارپیچی استهلاک قطعات متحرک نیازمند توجه ویژه ای است.
از نظر هزینه‌های عملیاتی و مصرف انرژی
سیستم صفحه ای مصرف انرژی بیشتری به دلیل استفاده از پمپ‌های فشار بالا را دارد. همچنین، فرآیند ناپیوسته و نیاز به نیروی انسانی بیشتر، هزینه‌های عملیاتی را افزایش می دهد.
اما سیستم مارپیچی مصرف انرژی پایین تری دارد و با حرکت مداوم مارپیچ، بدون نیاز به فشارهای بالا، آب گیری انجام می شود. این امر موجب کاهش هزینه‌های عملیاتی در درازمدت می شود.
- در نتیجه سیستم مارپیچی از نظر مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی بهینه تر است.
جدول مقایسه دو روش فیلتراسیون لجن
فیلترپرس دستگاهی است که از صفحات فیلتر برای جداسازی ذرات جامد از مایعات استفاده می کند. این روش معمولاً در صنایعی مانند تصفیه آب، مواد شیمیایی و غذایی کاربرد دارد و به دلیل راندمان بالای جداسازی، محبوبیت زیادی دارد. در مقابل، اسکروپرس از یک ماردون (مارپیچ) برای فشرده سازی و آبگیری مواد استفاده می کند. این سیستم بیشتر در تصفیه فاضلاب و پردازش لجن‌های صنعتی به کار می رود و مصرف انرژی کمتری نسبت به سیستم صفحه ای دارد. در ادامه جدول مقایسه کلی این دو سیستم آورده شده است:
| جنبه‌های مقایسه | سیستم صفحه ای | سیستم مارپیچی |
| نحوه عملکرد | فرآیند ناپیوسته با استفاده از فشار هیدرولیکی برای فشرده سازی و جدا کردن ذرات جامد. | فرآیند پیوسته با استفاده از مارپیچ دوار برای حرکت مواد و آب گیری. |
| کاربردها | تصفیه خانه‌های صنعتی، صنایع شیمیایی، داروسازی، تولید روغن‌های گیاهی. | تصفیه فاضلاب، صنایع غذایی، کاغذسازی، فرآیندهای با حجم زیاد. |
| رطوبت نهایی و آب گیری | تولید کیک جامدی با رطوبت کم، مناسب برای جداسازی دقیق. | آب گیری پیوسته و عملکرد بهتر برای مواد چسبناک و درشت. |
| سرعت عملکرد | ناپیوسته، نیاز به آماده سازی مجدد بین هر چرخه. | پیوسته و سریع، با سرعت بالاتر در فرآیندهای مداوم. |
| هزینه‌های عملیاتی و مصرف انرژی | مصرف انرژی بالا به دلیل پمپ‌های فشار قوی و تجهیزات هیدرولیکی. | مصرف انرژی پایین تر به دلیل استفاده از موتور دوار با سرعت پایین. |
| نیاز به نگهداری و تعمیرات | نیاز به تعویض پارچه‌های فیلتر و بررسی دوره ای تجهیزات هیدرولیکی. | نیاز به روغن کاری و بررسی قطعات متحرک با استهلاک کمتر. |
| محدودیت‌ها و معایب | عملکرد ناپیوسته، نیاز به اپراتور برای تخلیه کیک. | ممکن است برای مواد با ذرات ریز کارایی کمتری داشته باشد. |
| هزینه سرمایه گذاری اولیه | هزینه بالاتر به دلیل تجهیزات پیچیده تر (پمپ‌های فشار، سیستمهای هیدرولیکی). | هزینه کمتر به دلیل طراحی ساده تر و نیاز به تجهیزات کمتر. |
| نیروی انسانی مورد نیاز | نیاز به ۲ تا ۳ نفر برای فرآیند ناپیوسته و نظارت بر دستگاه. | نیاز به یک اپراتور برای نظارت بر عملکرد پیوسته. |
| فضای نصب مورد نیاز | فضای بیشتری برای سیستمهای پیچیده و تجهیزات جانبی. | طراحی فشرده تر و اشغال فضای کمتر. |
| هزینه‌های نگهداری و تعمیرات | هزینه‌های بالاتر به دلیل تعویض پارچه‌های فیلتر و سیستمهای هیدرولیکی. | هزینه‌های کمتر ولی نیاز به توجه به استهلاک قطعات متحرک. |
| هزینه‌های عملیاتی و مصرف انرژی | مصرف انرژی بالا به دلیل استفاده از پمپ‌های فشار. | مصرف انرژی بهینه و کاهش هزینه‌های عملیاتی به دلیل فرآیند پیوسته. |
در انتها پیشنهاد می نمائیم سری هم به صفحه پارچه فیلتر پرس بزنید.
