فرآیندهای فیزیکی

DAF

سپتیک, سپتیک تانک

شناور سازی با هوای محلول امروزه یکی از پیشرفته ترین و بهترین فرآیندهای جداسازی روغن و چربی از فاضلاب است. فرآیند DAF نوعی فرآیند جداسازی چربی و روغن از فاضلاب است که در آن از حبابهای هوا برای تسریع در شناور سازی و جداسازی ذرات روغن و چربی استفاده می شود.

در این فرآیند هوای فشرده در یک محفظه تحت فشار 5-2 بار در مجاورت فاضلاب قرار گرفته و به سبب وجود این فشار در آن محلول می گردد. زمان ماند فاضلاب در این محفظه حدود 3-1 دقیقه است و پس از آن فاضلاب وارد مخزن شناور سازی می شود. در این مخزن به سبب کاهش فشار سیال به فشار اتمسفریک، حلالیت فاضلاب کاهش یافته و هوای فشرده محلول بصورت نامحلول درآمده و به سمت سطح سیال صعود می کند.

همزمان با صعود حباب های بسیار ریز هوا، ذرات معلق مانند ذرات روغن و چربی به آنها چسبیده و به سرعت بر روی سطح فاضلاب شناور می شوند. یک اسکیمر بصورت متناوب ذرات معلق شناور شده را از روی سطح جمع آوری می کند.

به منظور افزایش راندمان فرآیند DAF معمولاً قبل از شناورسازی، با استفاده از یک واحد انعقاد و لخته سازی قطر ذرات معلق در فاضلاب افزایش داده می شود. در واحد انعقاد و لخته سازی معمولاً مواد شیمیایی مانند PAC, NaOH, پلی الکترولیت، کلروفریک یا آلوم بکار می رود.

در صورت تأمین هوای محلول کافی به کمک DAF می توان غلظت چربی و روغن خروجی را به کمتر از 20 میلی گرم بر لیتر رساند که این مقدار باعث دستیابی به راندمان بیش از 90 درصدی می شود. نسبت هوای مورد نیاز به مقدار مواد معلق در این حالت در حدود 3 درصد می باشد.

در تصفیه فاضلابهای صنایعی چون لبنی، تولید روغن های خوراکی، فرآورده های نفتی و تولید و فرآوری روغن های صنعتی که بخش عمده ای از آلودگی مربوط به ذرات چربی و روغن است، استفاده از DAF می تواند بطور قابل ملاحظه ای COD و BOD₅ فاضلاب را کاهش دهد. بطور مثال در صنایع تولید روغن های خوراکی راندمان حذف COD فرآیند DAF حدود 70 درصد است. حذف روغن و چربی توسط فرآیند DAF معمولاً بسیار کم هزینه تر و موثرتر از دیگر فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی بوده و همین مسئله کاربرد این فرآیند را در برخی صنایع بسیار گسترش داده است.

مهمترین مزایای فرآیند DAF عبارتند از:

1- راندمان بسیار بالا در حذف ذرات معلق و روغن و چربی

2- اشغال فضای بسیار کم

3- هزینه بسیار کمتر نسبت به روشهای بیولوژیکی در حذف روغن و چربی

4- جلوگیری از اعمال بارهای اضافی آلودگی بر واحدهای بیولوژیکی

5- سهولت دسترسی به کلیه تجهیزات مورد نیاز

6- عدم نیاز به دوره راه اندازی طولانی

7- عدم حساسیت فرآیند نسبت به وجود ترکیبات سمی

از فرآیند DAF بصورت گسترده ای در تصفیه انواع فاضلاب ها به خصوص فاضلاب های ذیل استفاده شده است.

1- صنایع لبنی

2- صنایع تولید روغن های خوراکی

3- پالایشگاه های نفت و فرآورده های نفتی

4- صنایع تولید روغن های صنعتی

5- صنایع تولید کاغذ و مقوا

6- رستوران های بزرگ و مراکز تولید انبوه غذا

7- کارخانجات فرآوری گوشت قرمز و سفید

8- صنایع تولید نان صنعتی و کیک و شیرینی

بدون ديدگاه

API

API. Flotation, شناورسازی

شکل1: فرآیند API

(API (American Petroleum Institute

فرآیند موسوم به API نوعی فرآیند شناورسازی ثقلی است که ابتدا توسط موسسه نفت آمریکا (API) بکار گرفته شد. طی این فرآیند جداسازی آب از روغن براساس اختلاف وزن مخصوص این دو به انجام میرسد. در شکل 1 شمای ساده شده ای از فرآیند API نشان داده شده است.

چنانکه در شکل مشاهده میشود، ابتدا فاضلاب از طریق یک سیستم توزیع یکنواخت جریان وارد مخزن شناورسازی میشود. در این مخزن به علت اختلاف چگالی روغن و آب، ذرات روغن و چربی همزمان با حرکت رو به جلو، به سمت بالا و سطح سیال نیز صعود کرده و در آنجا تجمع مییابند. آنگاه آب جدا شده از طریق یک مجرا که در زیرسطح سیال قرار دارد به قسمت خروجی هدایت میشود.

اصول حاکم بر این فرآیند و همچنین سرعت صعود در این سیستم از قانون استوک تبعیت میکند. مطابق قانون استوک سرعت صعود ذره با افزایش اختلاف چگالی دو ماده و قطر ذرات افزایش مییابد. رابطه قانون استوک بصورت زیر است.

که در این رابطه:
Vt: سرعت صعود ذره بر حسب سانتیمتر بر ثانیه
g: شتاب ثقل (981 سانتیمتر بر مجذورثانیه)
dw: چگالی آب بر حسب گرم بر سانتیمترمکعب
do: چگالی روغن بر حسب گرم بر سانتیمترمکعب
D: قطر ذره بر حسب سانتیمتر
η: گرانروی آب برحسب پواز

فرآیندشناورسازیAPIمطابق استاندارد API421 طراحی و اجرا میشود. فرآیند API بطورکلی از یک مخزن معمولا مستطیل شکل تشکیل شده است که به علت سرعت کم جریان، ذرات روغن و وچربی از آب جدا شده و به سمت سطح سیال صعود کرده و تجمع مییابند. طراحی این نوع جداساز آب و روغن (OWS) براساس جداسازی همه ذرات با قطر بیشتر از 150 میکرون صورت میگیرد (API421, 1990).
با قراردادن مقدار قطر ذره و شتاب ثقل، رابطه بالا به حالت ساده شده ذیل درمی آید.

که در این رابطه:

Vt: سرعت صعود ذره بر حسب سانتیمتر بر ثانیه
Sw: وزن مخصوص آب

جدول 1: راندمان نمونه‌وار فرآیند(API(Eckenfelder, 2000

ردیف	غلظت روغن (mg/lit)		راندمان حذف روغن (درصد)	راندمان حذف COD (درصد)	راندمان جذف SS (درصد)
ردیف	ورودی	خروچی	راندمان حذف روغن (درصد)	راندمان حذف COD (درصد)	راندمان جذف SS (درصد)
1	42	20	52	__	__
2	98	44	55	__	__
3	100	40	60	__	__
4	220	49	78	45	__
5	1250	170	87	__	68
6	1400	270	81	__	35
7	2000	746	63	22	33

So: وزن مخصوص روغن
η: گرانروی آب برحسب پواز

چنانچه رابطه فوق نشان میدهد، در طراحی و اجرای سیستم API دونکته اساسی را باید همواره مدنظر داشت.
1- راندمان جداسازی روغن در این سیستم بستگی بسیارزیادی به اختلاف وزن مخصوص بین روغن و آب دارد. هرچه نوع روغن موجود در آب دارای وزن مخصوص کمتری باشد، راندمان جداسازی آن بیشتر خواهد بود.
2- با توجه به آنکه سرعت صعود با گرانروی (ویسکوزیته) آب رابطه معکوس دارد، بنابراین هرچه دما کمتر باشد، به علت افزایش گرانروی آب راندمان حذف روغن کاهش خواهد یافت. به عنوان مثال سرعت صعود در دمای 30 درجه تقریباً دو برابر سرعت صعود در دمای نزدیک به صفر است.
به منظور دستیابی به یک راندمان مطلوب در جداسازی روغن و چربی از آب، در استاندارد API 421، محدودیتهایی در نظرگرفته شده است که برخی از آنها عبارتند از(API421, 1990):
1- سرعت جریان افقی باید کمتر از 15 برابر سرعت صعود بوده و در هر حالت کمتر از m/hr 55) ft/min 3) باشد.
2- برای جلوگیری از آشفتگی در صعود ذرات، حداقل عمق مخزن بایدcm 90) ft 3) باشد.
3- حداقل نسبت عمق به عرض مخزن باید 0/5-0/3 باشد.
4- طول مخزن حداقل باید 5 برابر عرض آن باشد.
در جدول 1 به عنوان نمونه راندمان چند سیستم جداسازی آب و روغن با فرآیند API آمده است.

بدون ديدگاه

آشغالگیری

تصفیه فاضلاب, آشغالگیری اولین فرآیندی که معمولاً از آن در سیستم های تصفیه فاضلاب استفاده می شود، فرآیند آشغالگیری است. آشغالگیر وسیله ای است که مشابه یک الک می تواند ذرات درشت را از جریان فاضلاب جدا نماید. مهمترین اهداف استفاده از یک آشغالگیر عبارتند از:
1- جلوگیری از آسیب رسانی به تأسیسات و تجهیزات سیستم تصفیه مانند پمپها
2- جلوگیری از گرفتگی و انسداد مسیرهای انتقال فاضلاب در سیستم تصفیه
3- جلوگیری از ایجاد اختلال در فرآیندهای تصفیه ای بعد از آشغالگیر

امروزه انواع مختلفی از آشغالگیرها از نظر قطرذرات، جنس و سیستم تمیزکاری طراحی و ساخته شده اند که با توجه به شرایط هرپروژه باید بهترین گزینه را از بین آنها انتخاب نمود. اصلی ترین معیارهایی که در انتخاب یک آشغالگیر باید در نظر گرفته شود عبارتند از:
1- راندمان مورد نظر جهت حذف ذرات به دلیل تأثیر بر نوع آشغالگیر و تجهیزات مربوطه
2- سهولت و ایمنی در بهره برداری و نگهداری سیستم
3- مشکلات احتمالی ناشی از بوی آشغال ها و ذرات جمع آوری شده
4- الزامات مربوط به جمع آوری، حمل و دفع آشغال ها
5- جداسازی موادآلی از آشغال ها به کمک شستشو و آبگیری مجدد آنها
6- روش دفع آشغال ها

معمولاً آشغالگیرها را براساس اندازه چشمه های آنها به سه دسته زیر تقسیم می کنند.
1- درشت دانه (میله ای) که اندازه چشمه های آن بزرگتر از 6 میلیمتر است.
2- ریزدانه که اندازه چشمه های آن 6 – 0.5 میلیمتر است.
3- بسیارریزدانه (میکرواسترینر) که اندازه چشمه های آن کمتر از 0.5 میلیمتر است.
همچنین آشغالگیرها را می توان براساس نوع سیستم تمیزشدن به دو دسته دستی و مکانیکی تقسیم بندی نمود. در شکل 2-1 دسته بندی کلی انواع آشغالگیر نشان داده شده است.

تصفیه فاضلاب, آشغالگیری

بدون ديدگاه

فرآیند ته نشینی

ذرات معلق یکی از مهمترین آلاینده های انواع فاضلاب ها هستند که یکی از بهترین روش های حذف آنها استفاده از فرآیند ته نشینی است. فرآیند ته نشینی یک فرآیند فیزیکی است که طی آن ذرات معلقی که دارای چگالی بیشتری نسبت به آب هستند، تحت اثر نیروی جاذبه به سمت پایین سقوط کرده و از جریان فاضلاب حذف می شوند. سقوط ذرات و تجمع آنها در کف باعث زلال شدن فاضلاب شده که به همین علت گاهی به این فرآیند ((زلال سازی)) نیز گفته می شود.
در تصفیه فاضلاب از فرآیند ته نشینی برای جداسازی انواع دانه ها، ذرات معلق، لخته های میکروبی، تغلیظ لجن و لخته های ناشی از ترسیب شیمیایی استفاده می شود. به علت سادگی مکانیزم عملکرد، فرآیند ته نشینی یک فرآیند کم هزینه برای جداسازی انواع ذرات معلق و لخته ها است. از این رو در سیستم های تصفیه فاضلاب معمولاً یکی از واحدهای اولیه در خط تصفیه واحد ته نشینی است. به کمک فرآیند ته نشینی می توان بخشی از آلاینده های معلق فاضلاب را با هزینه بسیارکمی نسبت به سایر روش ها حذف نمود

1 دیدگاه