تصفیه لجن چیست؟

به طور کل لجن حاصل ته نشینی ذرات معلق، مواد آلی و آلاینده های موجود در فاضلاب می باشد که در کنار پساب تصفیه شده، به صورت نیمه جامد تولید می شود.

در تصفیه فاضلاب یکی از موارد حائز اهمیت تصفیه لجن تولیدی می باشد. به علت وجود مواد مفید در لجن(مواد  آلی، نیتروژن، فسفر) می توان از آن برای مصارفی مانند غنی سازی خاک کشاورزی استفاده نمود. اما باید در نظر داشت که در کنار آنها، مواد زیان بخشی نیز مانند پاتوژن ها در لجن وجود دارند که بایستی قبل از ورود به طبیعت حذف شوند. در نتیجه جهت بی خطرسازی و حصول اطمینان از ایمن بودن لجن برای مصارف مختلف، انجام تصفیه لجن الزامی می باشد. از طرفی لجن تولیدی به علت دوغابی بودن امکان نگهداری به مدت طولانی را نداشته و حمل و نقل آن دشوار است. از این رو مطلوب است جهت کاهش حجم و کاهش هزینه نگهداری لجن مورد تصفیه قرار بگیرد.

برای انتخاب مناسب ترین روش تصفیه از میان انواع روش ها، ابتدا بایستی مشخصات لجن(حجم لجن و میزان TSS) تعیین شود تا مطلوب ترین نتیجه حاصل گردد. لازم به ذکر است در کنار فرایندهای فیزیکی، استفاده از مواد شیمیایی، راندمان تصفیه را افزاش میدهد. در ادامه به توضیح انواع روش های تصفیه لجن می پردازیم.

تصفیه لجن

انواع روش های تصفیه لجن

• تغلیظ لجن Sludge Thickener

در اولین گام لازم است لجن دوغابی را غلیظ کرده تا حدود نیمی از آب موجود در آن حذف شده و حجم آن نیز کاهش یابد. به عبارتی تغلیظ لجن فرآیندی است که باعث افزایش نسبت جامدات به مایعات لجن می گردد.

تغلیظ لجن

• تثبیت لجن Sludge Stabilization

در مرحله بعد، لجن تغلیظ شده هم می تواند به صورت مستقیم به قسمت آبگیری هدایت شود هم می تواند قبل از آن تثبیت گردد. اما مطلوب است به منظور کاهش بیشتر مواد آلی، جلوگیری از فاسد شدن لجن، حذف پاتوژن ها و کاهش بو قدام به تثبیت لجن صورت گیرد. تثبیت می تواند در انواع بیولوژیکی، شیمیایی و حرارتی انجام شود.

• آبگیری لجن Dewatering Sludge

آبگیری لجن فرآیندی جهت به حداقل رساندن آب موجود در لجن و در نتیجه کاهش حجم آن می باشد به گونه ای که خروجی این مرحله ماده ای جامد می باشد. هدف این مرحله کاهش هزینه نگهداری و حمل و نقل و همچنین حفظ محیط زیست می باشد.

همانطور که ذکر شد افزودن مواد شیمیایی به ویژه پلیمرها به لجن درحال آبگیری، باعث افزایش راندمان عملکرد می گردد.

انواع سیستم‌های آبگیری لجن:

• بستر لجن خشک کن (Sludge Drying Bed)
• فیلتر پرس (Filter press)
• بلت پرس (Belt Press)
• دکانتر سانتریفوژ (Centrifuge Decanter)
• سیستم اسکروپرس (Screw press)
• (MDS)
• Multi-Disc Screw

• بستر لجن خشک کن

لجن نیمه تر با 20 تا 30 درصد مواد جامد در حوضچه هایی با چند لایه شن با دانه بندی مختلف ریخته شده و زیر نور خورشید رطوبت خود را از دست می دهد. خشک کردن لجن از این طریق در صورتیکه زمین به مقدار کافی و ارزان در دسترس باشد، کم هزینه ترین روش دفع لجن می باشد.

معایب: سطح اشغالی زیاد، طراحی این واحدها نیازمند توجه به شرایط آب و هوایی منطقه می باشد، جمع آوری کیک لجن از روی بستر کار وقت گیر می باشد، پتانسیل ایجاد بو دارد.

بستر لجن

• فیلتر پرس (Filter Press)
  

در آبگیری به روش فیلتر پرس آبگیری از طریق خارج کردن آب از لجن در فشار بالا صورت می پذیرد. حاصل این فرایند یک کیک لجن می باشد که در مقایسه با دیگر تکنولوژی های موجود از میزان مواد جامد بالاتری برخوردار خواهد بود که مقدار آن تا 50 درصد مواد جامد نیز می تواند برسد.

فیلتر پرس از یک سری صفحات پروپیلن تو رفته تشکیل شده است. این صفحات بین یک صفحه فلزی ثابت و یک صفحه متحرک که به جک هیدرولیک متصل است، قرار دارند و به هم فشرده می گردند. بین هر یک از این صفحات پارچه صافی قرار دارد که روی آنها و در فاصله بین صفحات کیک تشکیل می شود و مایع صاف شده از پارچه صافی عبور می کند. زمانی که دستگاه فیلتر پرس پس از پایان عملیات باز می شود، کیک های لجن به پایین فرو ریخته و دستگاه تخلیه می گردد. پس از هر سری عملکرد، دستگاه باید با آب شستشو گردد.

فیلتر پرس

• فیلتر نواری (Belt Filter Press)

در این روش از طریق فشار آوردن بر لجن، آب موجود در لجن از آن خارج می شود. مواد جامد و لجنی که بین دو عدد تسمه متخلخل قرار گرفته شده اند از میان غلتک هایی با اقطار مختلف عبور می نمایند.

• سانتریفوژ (Centrifuge)

در این روش بر خلاف سایر روش های مکانیکی، به جای نیروی فشاری، از نیروی گریز از مرکز جهت آبگیری لجن استفاده می شود و از این طریق آب داخل لجن و جامدات از یکدیگر جدا می شوند. مقدار غلظت جامدات در کیک لجن حاصل از این سیستم ها معمولا بین 15 تا 36 درصد بوده که در سیستم های پیشرفته به 50 درصد نیز می رسد.

یکی از معایب این سیستم ها حرکت بسیار سریع واحدهای دوار و صدای زیاد ناشی از آن می باشد.

• فیلتر آبگیری پیچشی (Screw Press)

فیلتر پیچشی دستگاهی است که از یک صفحه انتقال مارپیچی در داخل یک محفظه بهره می گیرد. برخلاف سیستم سانتریفوژ، در این روش سرعت چرخش محور مارپیچی بسیار کم بوده و با فشردن لجن مابین محور پیچش و کاسه بیرونی دستگاه، آب از لجن خارج می گردد. یکی از محاسن عمده این سیستم، صدای بسیار کم و پاکیزگی محیط کار می باشد.

• فیلتر آبگیری پیچشی چند دیسکی (Multi-Disc Screw)

ماشین آبگیری لجن به روش اسکروپرس، یک فیلتر چند لایه در قالب یک سیلندر متشکل از دیسک‌های ثابت و متحرک می‌باشد که برای جداسازی فاز مایع (آب یا پساب) از فاز جامد (لجن شیمیایی یا بیولوژیکی) ساخته شده است و با بهره ‌مندی از ساختار ویژه، امکان عملکرد اتوماتیک در 24 ساعت و بدون انسداد را فراهم می‌کند.

این دستگاه سرعت چرخش بسیار کمی دارد بنابراین مصرف انرژی و آب در آن برخلاف دستگاه دکانتر سانتریفیوژ پایین است. این سیستم هم به صورت دستی و هم به صورت تمام خودکار امکان ساخت و راه اندازی دارد. در حالت خودکار، دستگاه با یک دکمه روشن و خاموش می‌شود و پس از راه‌اندازی بدون نظارت و دخالت اپراتور تنظیم می‌گردد.

این دستگاه ساختار خود تمیز شونده و بدون گرفتگی پیچ و حلقه متحرک را اتخاذ می کند و به طور خودکار توسط PLC کنترل می شود، این یک فناوری جدید است که می تواند جایگزین فیلتر پرس های سنتی شود.

• روش کارکرد سیستم :

بخشی از لجن از مخزن ذخیره سازی به مخزن لخته سازی هدایت می شود.

جهت لخته سازی، مقدار معینی منعقد کننده به لجن اضافه کرده و برای نتیجه مطلوب به آن زمان داده می شود.

سپس لجن موجود جهت آبگیری وارد اسکروپرس می‌شود.

با کاهش فاصله شفت ثابت و متحرک لجن بیشتر فشرده و در نهایت بیشتر آبگیری می شود.

نهایتا کیک لجن با درصد رطوبت بسیار پایین تولید می شود.

• ویژگی‌ها و مزایای دستگاه:

حداقل بو و صدا

اشغال فضای کم

حداقل مصرف برق

بهره‌برداری کم هزینه

حداقل اپراتوری مورد نیاز

قابلیت تنظیم درصد آبگیری

حداقل مصرف آب برای شستشو

کاهش مصرف مواد منعقدکننده