فرآیند ته نشینی (زلال ساز)

درحال مشاهده: فرآیند ته نشینی (زلال ساز)

ادعونی اهدای خون

فرآیند ته نشینی (زلال ساز)

۱۳۸۹/۰۹/۱۸

12:0

امیرحسین ستوده بیدختی

فرآیند ته نشینی (زلال ساز) :

یکی از واحدهای فرآیندی معمول تصفیه آب ته نشینی است فرآیند ته نشینی برای حذف مواد قابل ته نشین شدن با کمک نیروی جاذبه طراحی می شود.

از آنجا که اندازه ذرات موجود در آب ممکن است چنان بزرگ نباشد,سرعت ته نشین شدن آنها کم خواهد بود و در نتیجه زمان ته نشینی بسیار طولانی شده و ممکن است هفته ها طول بکشد برای اجتناب از این مسئله و سرعت بخشیدن به فرآیند ته نشینی از انعقاد و لخته سازی با کمک تزریق مواد شیمیایی جهت به هم پیوستن ذرات موجود در آب و بزرگ نمودن اندازه آنها که منجر به افزایش سرعت ته نشینی می شود کمک می گیرد.

:(Clarifier) واحد زلال‌ساز یا کلاریفایر

آب پس از گذر از حوضچه‌ی اختلاط سریع ، وارد واحد زلال‌ساز می‌شود. این واحد از دو قسمت لخته‌سازی و ته‌نشینی تشکیل شده است. در قسمت لخته‌سازی با کمک تجهیزات مکانیکی مانند یک میکسر و یا ایجاد شرایط خاص، لخته‌ها شکل گرفته و در قسمت ته‌نشینی فرو می‌نشیند.

در گذشته دو روند دلمه‌سازی (Coagulation) و لخته‌سازی (Flocculation) یک روند تلقی می‌شدند ولی امروزه پس از شناخت مکانیسم آن‌ها، هر یک مفهوم جداگانه‌ای پیدا نموده است. در حال حاظر نیز به سبب آن‌که در غالب طرح‌ها، دو روند لخته‌سازی ته‌نشینی (Sedimentation) در یک واحد ساختمانی انجام می‌گیرد به مجموعه‌ی دو روند، زلال‌سازی (Clarification) گویند.

در عمل، دلمه‌های تشکیل شده در واحد اختلاط زلال‌ساز، بر اثر به‌هم‌زنی با پره‌های افقی یا قایم، به هم نزدیک شده و لخته‌های بزرگ قابل ته‌نشینی ایجاد می‌کند. رسوب دادن لخته‌های تشکیل شده در قسمت ته‌نشینی واحد زلال‌ساز انجام می‌گیرد. ته‌نشینی به عوامل متعددی مانند بار وارده، کیفیت آب، درجه حرارت آب، اندازه‌ی لخته‌ها و چگونگی جریان آب بستگی دارد. حدود 90 تا 98 درصد لخته‌های تشکیل شده باید در این واحد ته‌نشین گردند.

انواع مختلفی از از زلال‌سازها با موفقیت در نقاط مختلف ایران و جهان ساخته شده و مورد بهره‌برداری قرار گرفته‌اند که می‌توان آن‌ها را به سه دسته‌ی کلی زیر تقسیم‌بندی نمود:

1- ته نشینی ساده مستطیلی (Sedimentation Tank ) که در این سیستم ابتدا در یک مخزن فرآیند    لخته سازی انجام می شود و سپس در حوضچه ته نشینی لخته های تشکیل شده ته نشین می شوند.

2- زلال سازی با جریان رو به بالا (Up flow Clarifier ) که در این سیستم آب از پایین حوضچه ها وارد شده و به سمت بالا حرکت می کنند وآب زلال شده ازطریق سرریزهایی که در سطح این حوضچه قرار دارند جمع آوری می شود.

3- راکتور زلال ساز ( Reactor Clarifier ) زلال سازهایی هستند که در آنها عمل لخته سازی وزلال سازی در یک مقطع انجام میگیرد در این نوع زلال سازهاآب همیشه با لجن در تماس است و لجن موجود خود به فرآیند زلال سازی کمک می کند از جمله آنها می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

الف- زلال‌ساز با بستر لجن (Sludge blanket) که در این سیستم، آب حاوی لجن از قشری از لجن شناور به‌نام پتوی لجن می‌گذرد و لخته‌ها را در جریان بالارونده‌ی آب بر جای می‌گذارد.

ب- زلال‌ساز با تماس لجن (Solid Contact) که در این سیستم، لجن غلیظ حاصل در روند تصفیه به جداسازی مواد معلق کمک می‌کند.

فلوکلاریفایرها یا کلاریفلوکولاتور    Clarifloculator
در این نوع حوضچه‌ها, واحدهای انعقاد و ته‌نشینی به هم مرتبط می‌باشند. فلوکلاریفایر به صورت واحدهای انعقاد و پیش‌ته‌نشینی دایره‌ای هم‌مرکز ساخته می‌شوند. این حوضچه‌ها دارای واحد اختلاط نمی‌باشند و باید اختلاط مواد شیمیایی با آب در حوضچه‌های جداگانه‌ای انجام گرفته و آب مخلوط با مواد شیمیایی بایستی از واحد اختلاط سریع به واحد انعقاد و سپس واحد ته‌نشینی هدایت شود.

در این نوع کلاریفایرها، آب توسط لوله‌ای که به مرکز فلوکلاریفایر مرتبط است وارد قسمت هودی شکل وسط شده و سپس به‌صورت جریان بالارونده (Up flow Clarifier )، وارد قسمت انعقاد می گردد. سپس آب به بخش ته‌نشینی منتقل می‌گردد و در این بخش نیز جریان به صورت رو به بالامی‌باشد. در این بخش، لخته‌ها ته‌نشین و متراکم شده و آب زلال‌شده از طریق سرریزهای محیطی به لاندرهای جمع‌آوری ریخته و به سمت واحد فیلتراسیون هدایت می‌شود. جمع‌آوری لجن در این واحدها توسط پل‌های گردنده‌ی مجهز به لجن‌روب صورت می گیرد. مقدار شدت سرعت در واحد انعقاد دایره‌ای، باید بین 20 تا 60 در ثانیه باشد. زمان ماند بین 20 تا 60 دقیقه و حاصل‌ضرب دو پارامتر فوق بین 10000 تا 150000 باشد. میزان بار سطحی برای واحد ته‌نشینی برابر با 60 مترمکعب بر مترمربع در روز و زمان ماند حدود 2 ساعت و بار سرریز حدود 170 مترمکعب بر متر در روز می‌باشد.

زلال سازهای پولساتور و ته صاف ( pulsator & flat bottomed clarifier )

دراین نوع زلال‌سازها ، آب مخلوط شده با مواد منعقدکننده از زیر بستر لجن و از طریق لوله‌های مشبکی وارد حوض می‌شود که در سرتاسر حوض تعبیه شده‌اند.آب در عبور از بستر لجن کف پولساتور, مواد جامد خود را در آن جا می گذارد. بر روی روزنه‌ها نیز پالونک‌هایی جهت کنترل سرعت آب قرار می‌گیرند. جهت کنترل میزان لجن نیز، هاپرهایی در قسمت بستر وجود دارد که در صورت زیاد شدن حجم لجن، لجن به داخل هوپر سرریز می‌کند و خارج می‌شود. آب زلال‌شده نیز در قسمت سطحی این واحد توسط کانال‌های مشبک جمع‌آوری می‌گردد. پمپ خلاء موجود در این نوع زلال‌سازها نیز با عمل خلاء و رفع خلاء خود سبب نوسانات بستر لجن گشته و سبب سهولت در امر حرکت آب از بین بستر خواهد شد.

در زلال‌سازهای ته‌صاف، ورود آب مخلوط‌شده با مواد منعقدکننده از طریق کانال‌هایی انجام می‌شود که در سطح حوض قرار دارند و لوله‌هایی که در این کانال‌ها از بالا به پایین تا عمق بستر لجن امتداد می‌یابند. حرکت آب از پایین به بالا، حرکت لازم برای انعقاد آب در بستر لجن را تامین خواهد نمود. در این نوع زلال‌سازها، لجن اضافی که سبب افزایش عمق بستر لجن بیش از حد مجاز می‌گردد در محفظه‌های خاص جمع‌آوری شده و تخلیه می‌گردد. جهت تخلیه‌ی لجن کف حوض نیز این کف را شیب‌دار ساخته و توسط لجن‌روب، لجن را در انتهای شیب در محفظه‌های مخصوص، جمع‌آوری و تخلیه می‌کنند و آب زلال‌شده نیز در قسمت سطحی این واحد توسط کانال‌های مشبک، جمع‌آوری می‌گردد. زلال‌سازهای ته‌صاف تاکنون در ایران مورد استفاده قرار نگرفته‌اند.

برخی از مهم‌ترین مزایای پولساتور به شرح زیر است:

-زمان ته‌نشینی کوتاه است بنابراین حجم این واحد کم می‌باشد.

-حجم لجن اضافی کم می‌باشد.

-زمین کمتری نیاز دارد.

-قدرت جداسازی مواد معلق آن از آب زیاد است.

-سرمایه‌گذاری اولیه در این زلال‌ساز کمتر است.

-تجهیزات مکانیکی کمتری نسبت به ساختمانی دارد.

     برخی از مهم‌ترین معایب پولساتور نیز به شرح زیر هستند:

-انبساط لایه‌ی لجن نمی‌تواند از حد معینی تجاوز کند که در غیر این صورت باعث پراکندگی لجن می‌گردد.

-بهره‌برداری از آن نیاز به دقت و تجربه‌ دارد.

-بهره‌برداری این گونه زلال‌سازها نیاز به تشکیل پتوی لجن دارد. ایجاد این پتو نیازمند 7 تا 20 روز است که در آب با کدورت نسبتا بالا اتفاق می افتد. بنابراین در صورتی ‌که کدورت تنها در مواقع خاصی از سال بالا می‌رود، به دلیل عدم تشکیل پتوی لجن در اغلب مواقع سال، این واحدها عملکرد خوبی نخواهند داشت. به طور کلی این نوع زلال سازها برای کدورتهای پایین مناسب نبوده و عملا کمکی به تصفیه آب نمی کنند ، همچنان که برخی از تصفیه‌خانه‌های موجود کشور که به اشتباه با این سیستم ساخته شده‌اند همواره با مشکل مواجه هستند. در موارد دیگر که کدورت آب ورودی به اندازه کافی بالا باشد و تنها در مواقعی از سال کمی افت میکند ،یکی از راه‌حل‌های موقت در حل این مشکل ایجاد کدورت مصنوعی در سیستم به کمک کائولن و یا خاک رس می‌باشد.

-بهره‌برداری و نگهداری این نوع‌زلال‌سازها، همکاری دائمی بخش آزمایشگاه و واحد شیمیایی محلول‌ساز و نمونه‌برداری‌های مداوم از لجن‌آب را می‌طلبد و از این جهت بهره‌برداری آن دارای مشکلات عدیده‌ای است.

-در صورت وجود گازهای فرار در آب، خصوصا" آبی که مرحله‌ی هوادهی را طی نکرده باشد و آزادشدن این گازها از آب، ممکن است باعث پراکندگی پتوی لجن گردد.

سوپر پولساتور Super Pulsator

سوپر پولساتور ها نوعی از پولساتورها هستند با این تفاوت که درفرآیند آنها بستر لجن برروی صفحه های شیبدار درست می شود وای باعث می شود که ظرفیت بیشتری از لجن در خود جا دهد

   Solid Contact Clarifier   زلال‌ساز با تماس لجن

در انواع زلال‌سازهای با روش برخورد لجن، عمل اختلاط، انعقاد و ته‌نشینی در زلال‌ساز انجام می‌گیرد. در زلال‌سازهای با تماس لجن، آب ورودی بعد از اختلاط با مواد شیمیایی به منظور سرعت بخشیدن به تشکیل لخته‌ها، در تماس با لجن‌هایی که قبلا" از تصفیه‌ی آب به‌دست آمده‌اند و در زلال‌ساز موجودند، قرار می‌گیرد. این نوع زلال‌سازها به نام‌های مختلفی وجود دارند که به شرح زیر هستند:

مزایا و معایب این زلال‌سازها به شرح زیر می‌باشند.

معایب:

-طراحی و اجرای ساختمان این نوع زلال‌ساز پیچیده است.

-بهره‌برداری از آن‌ها نسبتا" مشکل بوده و نیاز به تخصص خاص دارد.

-با تغییرات مداوم شرایط آب خام در هنگام بهره‌برداری، این نوع زلال‌سازها نیاز به مراقبت خاص دارند.

مزایا:

-تجربه‌ی بهره‌برداری از آن در ایران وجود دارد.

-در مقابل تغییرات دبی، مواد معلق و درجه حرارت، قابلیت انعطاف نسبتا" خوبی دارد.

-جمع‌آوری و تخلیه‌ی لجن در زلال‌سازهای با لجن‌روب ساده‌تر است.

اکسیلاتور (Accelator)

در نوع بدون لجن‌روب که به نام‌های تجاری اکسیلاتور (Accelator) و اکسانتریفلاک (Accentrifloc) موسوم هستند، قسمتی از لجن‌های ته‌نشین‌شده در اثر چرخش آب که ناشی از حرکت هم‌زن است به ناحیه‌ی اختلاط و انعقاد راه‌یافته و در فعل و انفعال مربوط به لخته‌سازی شرکت می‌کند.

در این گونه کلاریفایرها، آب ورودی بعد از اختلاط با مواد شیمیایی به منظور سرعت بخشیدن به پدیده‌ی انعقاد (coagulation) و سرعت بخشیدن به تشکیل لخته‌ها، در تماس با لجن‌هایی قرار می‌گیرند که قبلا" از تصفیه‌ی آب به‌دست آمده‌اند و در حوض ته‌نشینی موجودند. لجن ته‌نشین شده در این حوض‌ها به‌طور مکانیکی یا هیدرولیکی از ناحیه‌ی ته‌نشینی به ناحیه‌ی اختلاط راه‌یافته و به تشکیل لخته‌ها کمک می‌کنند. این حوضچه‌ها که با نام تجاری اکسیلاتور در تصفیه‌خانه‌های کشور مورد استفاده قرار گرفته است دارای زمان ته‌نشینی حداقل 1 ساعت برای سختی‌گیری آب و حداقل 5/1 تا 2 ساعت برای تصفیه‌ی معمولی آب می‌باشد.

قسمت اختلاط و لخته‌سازی در این حوضچه‌ها به‌وسیله‌ی ناحیه‌ی ته‌نشینی احاطه شده است ولی نواحی سه‌گانه‌ از قسمت بالا و پایین حوض به هم مرتبط هستند. قسمتی از لجن‌های ته‌نشین شده در اثر چرخش آب که ناشی از حرکت به‌هم‌زن می‌باشد به ناحیه‌ی اختلاط و سپس به ناحیه‌ی انعقاد راه یافته و در فعل و انفعال فلوکولاسیون شرکت می‌نماید. غلظت لجن در گردش حوض، به حدود 5 گرم در لیتر می‌رسد و غلظت لجن خروجی از نظر مواد جامد ، حدود 1 تا 2% می‌باشد. قطر قسمت اختلاط ثانویه در این حوض‌ها، 15 تا 20% قطر اصلی حوض و سطح آن بین 4 تا 5% سطح کلی می‌باشد. کارکرد این‌گونه حوض‌های ته نشین برای آب‌های قلیایی کم و کدورت پایین ، خوب گزارش نشده است. اگر غلظت مواد معلق آب خام از حدود معینی تجاوز کند، حوض ته‌نشینی قادر به جداساختن این مواد از آب نخواهد بود. در طراحی این واحد برای کارکرد بهتر، سعی می‌شود بار سطحی از حدود 50 مترمکعب در مترمربع در روز تجاوز نکند.

Actiflo   زلال‌ساز با استفاده از ذرات شن میکرونی

Actiflo یک زلال ساز کمپکت شده است که در آن از ذرات شن میکرونی برای لخته سازی استفاده می گردد. در این سیستم زمان لازم برای لخته سازی بسیار کاهش یافته و حجم این زلال ساز را 5 تا 30 برابر نسبت به سایر زلال سازها کوچکتر    می شود.

در این زلال سازها سه واحد سری جهت لخته سازی که با میکسرهای مجهز شده اند وجود دارد.

پس از آنها مخزن زلال سازی وجود دارد که توسط صفحه های Lamella جهت کوتاه کردن فرآیند ته نشینی مجهز شده اند

ماده منعقد کننده به خط لوله ورودی به این واحد تزریق می گردد. درواحد اول اختلاط ماده منعقد کننده با آب مخلوط می گردد , در واحد بعدی شن میکرونی به آب اضافه می گردد که به عنوان هسته ای جهت شکل گیری لخته ها عمل می کند وباعث پدید آمدن لخته های بزرگتر در زمانی کوتاهتر می گردد.

در واحد سوم از تزریق پلیمرنیز جهت کمک به فرآیند لخته سازی استفاده می شود .

سپس آب وارد قسمت زلال سازی می گردد که به دلیل مجهز بودن به صفحه های Lamella امکان ته نشینی سریعتر لخته ها را فراهم می آورد.آب زلال شده از بالا خارج می شود و ذرات شن جمع آوری شده به همراه لجن از پایین مخزن مجددا بازیافت می شوند.

سرعت تصفیه آب در این نوع زلال ساز m3/m2.hr150-60 است که ازبسیاری نمونه های دیگر سریعتر می باشد.

همچنین عملکرد این زلال سازنسبت به تغییرات جریان ورودی و یا کیفیت آن حساس نیست که این از مزایای این سیستم نسبت به بسیاری نمونه های یگر به شمار میرود.

مطالب تصادفی: