جمع‌ آوری و تصفیه لجن‌ ها

جمع‌ آوری و تصفیه لجن‌ ها

کاهش میزان لجن تولیدی با اصلاح روش‌های تصفیه فاضلاب تا حدودی امکان‌پذیر است یکی از روشهای اصلاح تصفیه آب استفاده از پلیمرها تواماً کواگولانهای 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 سختی‌های کلسیم و منیزیم کمتر قطعاً مولد لجن های کمتری خواهد بود. در این محتوا 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 آن‌ها می‌تواند در موارد زیر خلاصه گردد:

5-1- به حداقل رساندن لجن تولیدی

5-2- دستکاری و حمل و نقل لجن‌های تولیدی

5-3- روش‌های بی آب کردن لجن‌ها

5-4- دفع لجن

5-5- بازیافت و مصرف کواگولانها و آهک بازیافتی

بازیافت کواگولانها از لجن تصفیه خانه‌های آب برای مصرف مجدد یکی از راه‌های تقلیل میزان است. این روش کاهش لجن‌های تولیدی در سالهای 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 تصفیه 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 نمی‌باشد.

علاوه بر بازیافت کواگولان های آهن در آلومینیوم بازیافت آهک هماز لجن‌های سبک کردن آب در بعضی نقاط در حال اجرا می‌باشد.

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 کش‌های خاص به نقاط دور دست منتقل کنند. در نقل و انتقال لجن از طریق پمپ و لوله کشی لازم است حفاظت پمپ‌ها در برابر عوامل خورنده لجن مورد توجه قرار گیرد. بعلاوه به علت حضور مواد دانه‌ای خاص در لجن‌ها امکان فرسایش بدنه پمپ و لوله‌ها نیز وجود خواهد داشت.

مراحل تصفیه لجن به روش های گوناگون

 متداولترین روش‌های جمع‌ آوری و تصفیه لجن‌ ها به شرح ذیل می باشند:

–         تغلیظ لجن‌های تولیدی

–         بی آب کردن در بسترهای لجن خشک کنی

–         بی آب کردن با صافی های خلاء

–         بی آب کردن با صافی‌های 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 بهره‌برداری ارتباط دارد. در هر حال باید دقت کافی بعمل آید تا جمع‌آوری- تصفیه و دفع لجن در مقایسه با سایر هزینه‌های تصفیه آب از هزینه خیلی زیادی برخوردار نباشد.

اگر مبنای تصفیه لجن‌ها را تغلیظ، بی آب نمودن و خشک کردن آن‌ها قرار دهیم، غلظت مواد جامد لجن در این سه مرحله برای لجن های کواگولان‌های مصرفی و لجن‌های سبک کردن آب در شکل قبلی دیده می‌شود.

غلظت مواد جامد لجن کواگولان‌های آهنی در روش‌های مختلف زیر به قرار زیر است:

تغلیظ کننده                  8 درصد

بی آب کننده                  35-8 درصد

خشک کننده                  35 درصد

ارقام فوق در مورد لجن‌های 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 می‌شود. این سیستم با تغلیظ مواد جامد لجن دستگاه‌های بعدی تصفیه را کوچکتر خواهد نمود. افزودن پلیمر به لجن تغلیظ کننده با حجیم‌تر کردن مواد جامد لجن‌ها را به حداقل ممکن خواهد رسانید. در شکل زیر نوعی از تغلیظ کننده‌ها 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 می‌نمایند. در مورد لجن‌های سبک کردن آب میزان بارگذاری تغلیظ کننده می‌تواند 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 می‌نماید.

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 لجن‌های چسبیده به آن‌ها 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 می‌نماید که تغلیظ کننده ثقلی با مجهز به پل و لجن روبهای گردان خواهند نمود.

طراحی تغلیظ کننده‌ های ثقلی

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

–         افزودن پلیمر به محتویات برای سرعت بخشیدن به ته نشینی مواد جامد معمولاً 1 تا10 میلی‌گرم 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 می‌باشد.

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

–         لجن‌های 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 ماسه‌ای درشت و ریز با لوله‌های جمع‌آوری لجن آب نفوذ کرده در بسار عمق لجن به کار رفته در آن‌ها 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 آب‌ها دارد.

از لاگون هم برای تغلیظ بی آب شدن و خشک شدن لجن استفاده می‌کنند 30 ماه پر کردن و 3 ماه حشک شدن زمان‌های 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 سانتی‌متر برای لجن‌های 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 لاگون‌ها به ارتفاع 3/0 متر ماسه بر روی لوله‌های مشبک جمع‌آوری لجن آب می‌ریزیند. وقتی ارتفاع لجن بی آب شده در لاگون به 45 سانتی‌متر رسید پر کردن مجدد آن بالامانع است.