معرفی راهکارهای جمع‌ آوری و تصفیه لجن‌ ها به روش های مختلف

جمع‌ آوری و تصفیه لجن‌ ها

کاهش میزان لجن تولیدی با اصلاح روش‌ های طراحی و ساخت پکیج تصفیه فاضلاب تا حدودی امکان‌ پذیر است یکی از روش های اصلاح تصفیه آب استفاده از پلیمرها تواماً کواگولان های آلومینیوم و آهن برای غلیظ شدن مواد جامد لجن است. در تصفیه آب معمولا نسبت بین کواگولان آلومینیوم به پلیمر حدود 50/1 است و این نسبت باعث خواهد شد که لجن هیدروکسید آلومینیوم به پلیمر معادل 7/1.19 باشد که نشان دهنده کاهش قابل توجه لجن تولیدی تصفیه آب است. یا به عنوان مثال با انتخاب منابع آبی با سختی‌ های کلسیم و منیزیم کمتر قطعاً مولد لجن های کمتری خواهد بود. در این محتوا از سایت نیلفام، در رابطه با جمع‌ آوری و تصفیه لجن‌ ها توضیح می‌ دهیم.

تخمین میزان تولیدی تصفیه آب و دفع آن

برای تخمین میزان تولیدی تصفیه آب و دفع آن باید آلترناتیوهای خاصی منظور نموده که مهمترین آن‌ ها می‌ تواند در موارد زیر خلاصه گردد:

5-1- به حداقل رساندن لجن تولیدی

5-2- دستکاری و حمل و نقل لجن‌ های تولیدی

5-3- روش‌ های بی آب کردن لجن‌ ها

5-4- دفع لجن

5-5- بازیافت و مصرف کواگولان ها و آهک بازیافتی

بازیافت کواگولان ها از لجن تصفیه خانه‌ فاضلاب صنعتی برای مصرف مجدد یکی از راه‌ های تقلیل میزان است. این روش کاهش لجن‌ های تولیدی در سال های اخیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته است.

روش‌ های دور سازی لجن تصفیه آب

برای بازیافت آلومینیوم لازم است pH محیط کاهش یابد و سپس رسوبات موجود از آلومینیوم محلول شده جدا گردد. در PH حدود 3 می‌توانیم 60 تا 80 درصد آلومینیوم موجود را بازیافت کنیم. در عمل 9/0 کیکلو اسید سولفوریک با 5/0 کیلو هیدروکسید آلومینیوم فعل و انفال نموده و 9/0 کیلو آلوم تولید می نماید. چون همراه آلوم بعضی ترکیبات فلزات سنگین هم ممکن است تولید گردد که قابل کاربرد در بازیافت آب نیست این روش بازیافت کمتر به کار برده می‌شود. روش دیگر بازیافت آلوم جداسازی لجن های همراه آن بعد از اسید کردن آن و عبور دادن ما بقی از روی رزین‌های آنیونی است. برای بازیافت ترکیبات آهن هم باید pH محیط به 2/1 تا 2 برسد تا بتوانیم 60 تا70 درصد کواگولان آهن بازیافت شود. این روش همانطور که باید و شاید مورد توجه نمی‌ باشد.

علاوه بر بازیافت کواگولان های آهن در آلومینیوم بازیافت آهک هماز لجن‌ های سبک کردن آب در بعضی نقاط در حال اجرا می‌ باشد.

یکی از روش‌های دور سازی لجن تصفیه آب انتقال یا پمپاژ آن از محل تولید به سایر نقاط است که ممکن است این حمل و نقل را در مورد لجن بی آب شده انجام داد یا لجن‌های مایع تولیدی را با لجن کش‌ های خاص به نقاط دور دست منتقل کنند. در نقل و انتقال لجن از طریق پمپ و لوله کشی لازم است حفاظت پمپ‌ ها در برابر عوامل خورنده لجن مورد توجه قرار گیرد. بعلاوه به علت حضور مواد دانه‌ ای خاص در لجن‌ ها امکان فرسایش بدنه پمپ و لوله‌ ها نیز وجود خواهد داشت.

مراحل تصفیه لجن به روش های گوناگون

 متداول ترین روش‌ های جمع‌ آوری و تصفیه لجن‌ ها به شرح ذیل می باشند:

–         تغلیظ لجن‌ های تولیدی

–         بی آب کردن در بسترهای لجن خشک کنی

–         بی آب کردن با صافی های خلاء

–         بی آب کردن با صافی‌ های فشاری

–         بی آب کردن با بلت فیلتر

–         بی آب کردن با سانتریفوژ

انتخاب روش جمع‌ آوری و تصفیه لجن‌ ها به شرایط جوی- فضای موجود- نوع لجن- هزینه های مربوطه – فاصله تا محل دفع – ملاحضات بهداشتی پرسنل بهره‌ برداری ارتباط دارد. در هر حال باید دقت کافی بعمل آید تا جمع‌ آوری- تصفیه و دفع لجن در مقایسه با سایر هزینه‌ های تصفیه آب از هزینه خیلی زیادی برخوردار نباشد.

اگر مبنای تصفیه لجن‌ ها را تغلیظ، بی آب نمودن و خشک کردن آن‌ ها قرار دهیم، غلظت مواد جامد لجن در این سه مرحله برای لجن های کواگولان‌ های مصرفی و لجن‌ های سبک کردن آب در شکل قبلی دیده می‌ شود.

غلظت مواد جامد لجن کواگولان‌ های آهنی در روش‌ های مختلف زیر به قرار زیر است:

تغلیظ کننده                  8 درصد

بی آب کننده                  35-8 درصد

خشک کننده                  35 درصد

ارقام فوق در مورد لجن‌ های سبک کننده بشرح زیر است

تغلیظ کننده                25 درصد

بی آب کننده               60-25 درصد

خشک کننده                60 درصد

تغلیظ کننده های ثقلی بیشترین امکاناتی است که برای تغلیظ مواد جامد تصفیه آب قبل از بی آب کردن به کار برده می‌ شود. این سیستم با تغلیظ مواد جامد لجن دستگاه‌ های بعدی تصفیه را کوچکتر خواهد نمود. افزودن پلیمر به لجن تغلیظ کننده با حجیم‌ تر کردن مواد جامد لجن‌ ها را به حداقل ممکن خواهد رسانید. در شکل زیر نوعی از تغلیظ کننده‌ ها نشان داده شده است.

تغلیظ کننده ها را با بارگذاری 240 تا 290 کیلوبر تر مربع بر ساعت در صورتیکه به لجن پلیمر اضافه نمایند محاسبه می‌ نمایند. در مورد لجن‌ های سبک کردن آب میزان بارگذاری تغلیظ کننده می‌ تواند 290 تا 980 کیلو بر متر مربع مواد جامد منظور گردد.

در مواردی به جای استفاده از تغلیظ کننده ثقلی از تغلیظ کننده با هوای تحت فشار استفاده می‌ نماید.

در این روش هوای تحت فشار یا توام با لجن‌ ورودی به حوض تغلیظ یا به داخل لجن تجمع یافته در تغلیظ کننده تزریق خواد شد. به مرور که حباب های هوا از سطح تغلیظ کننده خارج می گردد، از لجن‌ های چسبیده به آن‌ ها به سطح حوض رسیده و به وسیله وسایل پارو مانند (SKIMMER) سطح حوض تخلیه خواهد شد. این حوض ها بارگذاری 50 تا 150 کیلو بر متر مربع در روی محاسبه خواهد گردید.

اشاره می‌ نماید که تغلیظ کننده ثقلی با مجهز به پل و لجن روبهای گردان خواهند نمود.

طراحی تغلیظ کننده‌ های ثقلی

در طراحی تغلیظ کننده‌ های ثقلی توجه به موارد زیر مفید خواهند بود.

–         افزودن پلیمر به محتویات برای سرعت بخشیدن به ته نشینی مواد جامد معمولاً 1 ت ا10 میلی‌ گرم در لیتر پلیمر به هر گرم مواد جامد لجن مورد نیاز است.

–         توجه به تغییرات فصلی و سالیانه میزان لجن تولیدی

–         بار سطحی تغلیظ کننده 40 تا 10 متر مکعب بر متر مربع در روز تعیین شده است.

–         بار مواد جامد تغلیظ کننده 20 تا 80 کیلو بر متر مربع در روز می‌ باشد.

–         عمق حوض‌ های تغلیظ کننده لجن 5/4 تا 5/6 متر تعیین شده است.

–         لجن‌ های آلومینیوم و آهن بینی 3 تا6 درصد ولجن آهک 9 تا 20 درصد تغلیظ خواهد شد.

–         در صورت افزودن پلیمر به لجن می‌توان انتظار داشت غلظت آن به 20 تا 30 درصد برسد.

بستر لجن خشک کنی عبارتست از بستر ماسه‌ ای درشت و ریز با لوله‌ های جمع‌ آوری لجن آب نفوذ کرده در بسار عمق لجن به کار رفته در آن‌ ها 3/0 تا 1 متر است هر چه عمق لجن زیادتر باشد زمان خشک شدن آن طولانی خواهد شد. برای لجن های آلومینیوم رسیدن به غلظت 15 تا 30 درصد محتمل است.

زمان خشک شدن لجن بین 3 تا 4 روز طول خواهد کشید.

بارگذاری بسترهای خشک کنی 100 تا 200 کیلو مواد جامد خشک لجن در هر متر مربع در سال است و با این حساب حتی ممکن است از یک بستر در سرتاسر سال به 20 دفعه استفاده نمایند.

میزان بارگذاری و دفعات استفاده از بستر در سال به شرایط جوی غلظت مواد جامد لجن‌های تولیدی به نحوه تخلیه و لجن آب‌ ها دارد.

از لاگون هم برای تغلیظ بی آب شدن و خشک شدن لجن استفاده می‌کنند 30 ماه پر کردن و 3 ماه حشک شدن زمان‌ های معمولی استفاده از لاگونست و بار مواد جامد آن‌ها 50 تا 100 کیلو بر متر مربع در سال تعیین گردیده است. در مواردی زمان خشک شدن لجن در لاگون ممکن است تا یک سال به طول انجامد. در لاگون میزان رطوبت در لجن بی آب شده ممکن است به 50 تا 70 درصد برسد.  عمق لجن در لاگون اغلب از یک متر به 15 سانتی‌ متر برای لجن‌ های با 50 درصد رطوبت خواهد رسید. اگر عمق لجن در لاگون 3 متر باشد زمین لازم برای خشک کردن آن 2/1 تا 2 هکتار برای هر 400 متر مکعب به لجن در روز نیاز خواهد بود.

ابعاد مناسب برای یک لاگون لجن

ابعاد مناسب برای یک لاگون لجن به قرار زیر است:

ابعاد کف                       60 ×60 متر

شیب دیواره‌ها                  3:1

عمق لجن                        55/2 متر

ارتفاع آزاد                      6/0 متر

عمق کل لاگون                  15/3 متر

در کف لاگون‌ ها به ارتفاع 3/0 متر ماسه بر روی لوله‌ های مشبک جمع‌ آوری لجن آب می‌ ریزیند. وقتی ارتفاع لجن بی آب شده در لاگون به 45 سانتی‌متر رسید پر کردن مجدد آن بالامانع است.