در صنایع خمیر و کاغذ، حجم قابلتوجهی از پساب به همراه لجن الیافدار در فرآیند تولید ایجاد میشود. بنابراین، لجن نهایی که حاوی الیاف سلولزی ریز، پرکنندهها و مواد شیمیایی است، چالش بزرگی برای سیستمهای تصفیه و مدیریت پسماند به شمار میآید. بهدلیل ماهیت الیافدار لجن، استفاده از روشهای سنتی مانند فیلتر پرس یا سانتریفیوژ همواره با مشکلاتی از قبیل گرفتگی، مصرف بالای انرژی و هزینه نگهداری همراه است. در سالهای اخیر، تجهیزی با نام اسکرو وج وایر (Screw Press Wedge Wire) بهعنوان راهکاری کارآمد برای آبگیری و جداسازی لجنهای الیافدار معرفی شده است. در این مقاله تلاش شده است که کاربرد این تجهیز در صنعت کاغذ و کارتن سازی به وضوح بررسی و ارائه گردد.
ساختار و عملکرد اسکرو وج وایر
اسکرو وج وایر از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
- بدنه فیلتر از نوع وج وایر(Wedge Wire Screen) : بدنه استوانهای اسکرو وج وایر از مفتول های فولادی مثلثی شکل ساخته میشود که بین آنها شکافهای یکنواختی وجود دارد. این طراحی مانع عبور ذرات درشت شده و در عین حال عبور آب را تسهیل میکند. طراحی خاص این فیلتر مانع از گرفتگی آن میشود و این مهمترین مزیت بدنه وج وایر است.
- مارپیچ یا اسکرو داخلی: حرکت چرخشی اسکرو باعث میشود لجن بهصورت تدریجی فشرده شود و آب از شکاف های وج وایر خارج گردد.
در شکل 1، تصاویری از اسکرو پرس وج وایر صنعتی و در شکل 2، تصاویری از نمونه ساخته شده در این شرکت نشان داده شده است.
شکل 1- تصاویری از اسکرو پرس وج وایر صنعتی
شکل 2- تصاویر واقعی از اسکرو پرس وج وایر ساخته شده در شرکت تکنوزیست تجهیز ملل
دلایل نیاز صنایع کاغذ به اسکرو وج وایر
صنعت کاغذ یکی از بزرگترین مصرفکنندگان آب صنعتی است؛ در هر تن تولید کاغذ، بین ۳۰ تا ۶۰ مترمکعب آب مصرف میشود. بخش زیادی از این آب در فرآیند شستوشوی الیاف، آمادهسازی خمیر، و پرسکاری، به صورت پساب حاوی الیاف، پرکننده و ذرات سلولزی ریز از سیستم خارج میشود که مدیرت آن از جمله آبگیری لجن با دو هدف عمده، بسیار ضروری است. هدف اول، بازگردانی آب در فرآیند و هدف دوم جداسازی الیاف با هدف استفاده مجدد و یا کاهش حجم آن است. مهمترین دلایل نیاز به اسکرو پرس وج وایر در این صنعت به شرح زیر است:
- ماهیت الیافدار لجن: وجود فیبر و خمیر سلولزی باعث افزایش ویسکوزیته و کاهش راندمان آبگیری در تجهیزات معمولی میشود.
- لزوم بازیافت آب فرایندی: آب مصرفی در واحد خمیرسازی و شستشو گران قیمت است و بازگرداندن آن به چرخه تولید اهمیت بالایی دارد.
- محدودیت فضا و هزینه نگهداری: اسکرو وج وایر طراحی فشرده و سادهای دارد و به اپراتور دائم نیاز ندارد.
- کاهش مصرف انرژی: در مقایسه با سانتریفیوژ، انرژی مصرفی حدود ۵۰ تا ۷۰٪ کمتر است.
اینجاست که فناوری Screw Press Wedge Wire یا همان اسکروپرس وج وایر نقش کلیدی پیدا میکند.
در جدول 1، مقایسه بین اسکروپرس وج وایر با مولتی دیسک اسکرو پرس و نیز فیلتر پرس از نظر ویژگیهای مختلف درج شده است. در جدول 2 نیز، برخی از مشخصات فنی اسکرو وج وایر آورده شده است.
جدول 1-مقایسه اسکرو وج وایر با سایر تجهیزات آبگیری
| ویژگیها | اسکرو وج وایر | مولتیدیسک اسکروپرس | فیلتر پرس |
| مقاومت در برابر الیاف بلند | بسیار بالا | متوسط | ضعیف |
| نیاز به شستشو | کم | متوسط | زیاد |
| درصد جامد خروجی | 30%-20 | 25%-18 | 35%-25 |
| مصرف انرژی | کم | کم تا متوسط | زیاد |
| مصرف پلیمر | ندارد | دارد | دارد |
| تعمیر و نگهداری | ساده | متوسط | پیچیده |
| هزینه سرمایهگذاری | متوسط | بالا | پایین |
برای کسب اطلاعات کاملتر در خصوص روشهای مختلف آبگیری لجن به مقاله راهنمای جامع انتخاب بهترین دستگاه آبگیری لجن مراجعه نمائید.
جدول 2-برخی از مشخصات فنی اسکرو وج وایر
| پارامتر | محدوده معمول | شرح |
| قطر سیلندر | 200 تا 600 میلیمتر | بسته به دبی و غلظت لجن |
| طول موثر وج وایر | 1.5 تا 3 متر | تعیینکننده زمان ماند و راندمان |
| فاصله شکاف وج وایر | 200 تا 500 میکرون | برای الیاف سلولزی ریز |
| سرعت چرخش اسکرو | 1 تا 5 دور در دقیقه | کنترل نرخ فشردهسازی |
| درصد جامد لجن خروجی | 20 تا 30 درصد | پس از آبگیری |
مزایای استفاده از اسکرو وج وایر در صنایع کاغذ
- عدم گرفتگی در برابر الیاف بلند و ریز. برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص مکانیزم خود تمیزشوندگی این تجهیز به مقاله مکانیزم خودتمیزشوندگی در آبگیری لجن با اسکرو پرس وج وایر سیلندری مراجعه فرمائید.
- بدون نیاز به پلیمر یا مواد فلوکولانت
- عمر طولانی فیلتر وج وایر (تا 10 سال)
- قابلیت شستشوی خودکار با نازل آب پرفشار
- مصرف انرژی بسیار پایین (حدود ۰٫۲–۰٫۵ کیلووات بر مترمکعب)
نکات بهرهبرداری و نگهداری
- تمیز نگه داشتن نازلهای شستشو برای جلوگیری از رسوب.
- بررسی دورهای یاتاقانهای مارپیچ و روانکاری طبق دستور کارخانه سازنده.
- تنظیم دور اسکرو بر اساس غلظت لجن ورودی.
- استفاده از سیستم CIP برای خطوطی که ذرات ریز چسبنده دارند.
- شستشوی هفتگی سطح فیلتر با آب گرم برای افزایش عمر مفید.
برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص بهرهبرداری از اسکرو پرس وج وایر به مقاله راهنمای جامع راهاندازی و بهرهبرداری اسکرو پرس وج وایر سیلندری مراجعه فرمائید.
اثرات زیستمحیطی
از جمله اثرات زیست محیطی استفاده از دستگاه اسکروپرس وج وایر در صنایع مختلف و از جمله صنایع کاغذ سازی، میتوان به موارد زیر اشاره نمود.
- کاهش بار مواد آلی و خصوصا مواد آلی سنتزی مورد استفاده به عنوان مواد منعقد کننده در پساب خروجی
- کاهش نیاز به دفن لجن به دلیل بازیافت الیاف کاغذ و مقوا
- صرفهجویی در مصرف آب صنعتی به دلیل بازگردانی آب
- کاهش هزینه انتقال و دفن تا ۴۰٪
جمعبندی
صنعت کاغذ و کارتنسازی بهعنوان یکی از بزرگترین تولیدکنندگان پساب الیافدار، نیازمند راهکارهایی است که علاوه بر آبگیری مؤثر، از گرفتگی تجهیزات جلوگیری کند. اسکرو وج وایر با طراحی خاص وج وایر و مارپیچ داخلی، گزینهای مناسب برای این هدف است. این سیستم علاوه بر راندمان بالا و مصرف انرژی پایین، عمر مفید طولانی و نگهداری آسان دارد. این تجهیز در این شرکت تولید و پایلوت نیز برای نصب در محل و بررسی عینی توسط شما وجود دارد. در صورت نیاز به هرگونه مشاوره رایگان و یا شرایط نصب پایلوت، لطفا با کارشناسان ما تماس بگیرید.
سوالات متداول
اسکروپرس وج وایر چیست و چه نقشی در صنعت کاغذ دارد؟
پاسخ: اسکروپرس وج وایر دستگاهی برای آبگیری مکانیکی لجنهای الیافدار است که با ترکیب فشار مارپیچی و صفحات وج وایر، رطوبت پساب را کاهش و بازده بازیافت آب را افزایش میدهد.
چرا لجن صنعت کاغذ الیافدار است؟
پاسخ: در فرآیند تولید و بازیافت کاغذ، بخش قابلتوجهی از الیاف سلولزی و پرکنندهها از خط تولید خارج میشوند و وارد پساب میگردند.
فناوری وج وایر چه تفاوتی با فیلتر معمولی دارد؟
پاسخ: وج وایر از شیارهای مثلثی ضدگرفتگی تشکیل شده که آب را عبور داده و ذرات الیافی را نگه میدارد، درحالیکه فیلترهای معمولی بهسرعت با الیاف مسدود میشوند.
آیا اسکروپرس وج وایر میتواند جای فیلترپرس را بگیرد؟
پاسخ: بله، در لجنهای فیبری، عملکرد بهمراتب بهتری دارد و بهصورت پیوسته کار میکند.
مزیت اصلی اسکروپرس وج وایر برای صنایع کاغذسازی چیست؟
پاسخ: افزایش درصد خشک لجن، کاهش هزینههای دفع و امکان بازیافت آب و الیاف بدون گرفتگی فیلتر.
چرا فیلترپرس در پساب الیافدار راندمان کمی دارد؟
پاسخ: الیاف سلولزی باعث مسدود شدن پارچه فیلتر و افت جریان میشوند، بنابراین آبگیری ناقص میشود.
آیا اسکروپرس وج وایر نیاز به اپراتور دائم دارد؟
پاسخ: خیر، سیستم خودکار است و فقط نظارت دورهای نیاز دارد.
میزان خشک ماده جامد در خروجی اسکروپرس وج وایر چقدر است؟
پاسخ: بسته به نوع لجن بین 20 تا 30 درصد ماده جامد خشک بهدست میآید.
آیا میتوان آب خروجی اسکروپرس وج وایر را دوباره در خط تولید استفاده کرد؟
پاسخ: بله، آب خروجی شفاف و کمبار است و بهراحتی قابل بازیافت در فرآیند تولید کاغذ است. در مواردی ممکن است به ابتدای تصفیه خانه و یا قبل از فرآیند بیولوژیکی وارد شود.
جنس بدنه اسکروپرس وج وایر از چیست؟
پاسخ: از فولاد ضدزنگ (استنلس استیل 304 یا 316) ساخته میشود تا در برابر خوردگی ناشی از محیط قلیایی مقاوم باشد.
وج وایر چیست و چگونه ساخته میشود؟
پاسخ: وج وایر نوعی صفحه فلزی با شیارهای V شکل است که از جوش دادن مفتولهای مثلثی به میلههای نگهدارنده ساخته میشود.
آیا این دستگاه نیاز به شستوشوی مداوم دارد؟
پاسخ: خیر، طراحی خودتمیزشونده دارد و فقط در دورههای نگهداری نیاز به شستوشوی ساده دارد.
در مقایسه با فیلترپرس، مصرف انرژی اسکروپرس چقدر کمتر است؟
پاسخ: بهطور میانگین ۳۰ تا ۵۰ درصد انرژی کمتری نسبت به فیلترپرس مصرف میکند.
آیا امکان گرفتگی در شیارهای وج وایر وجود دارد؟
پاسخ: خیر، طراحی شیار مثلثی باعث عبور آزاد آب و جلوگیری از گیرکردن الیاف میشود.
نحوه عملکرد اسکروپرس وج وایر چگونه است؟
پاسخ: لجن وارد محفظه مارپیچی میشود، فشار تدریجی اعمال شده و آب از طریق شیارهای وج وایر خارج میشود.
در چه مرحلهای از تصفیه پساب کاغذسازی از اسکروپرس استفاده میشود؟
پاسخ: در مرحله نهایی آبگیری لجن، پس از تهنشینی و تغلیظ.
آیا این سیستم مناسب برای لجن با ذرات غیرالیافی نیز هست؟
پاسخ: عملکرد آن در لجنهای الیافدار بسیار بهتر است ولی برای لجنهای مخلوط هم قابل استفاده است. در این صورت ممکن است به مواد منعقد کننده نیز نیاز باشد.
هزینه نگهداری اسکروپرس وج وایر چقدر است؟
پاسخ: بسیار پایینتر از فیلترپرس بهدلیل حذف پارچه فیلتر و مکانیزم سادهتر.
زمان کارکرد مداوم دستگاه چقدر است؟
پاسخ: میتواند بهصورت ۲۴ ساعته و پیوسته بدون توقف قابلاعتماد کار کند.
چه پارامترهایی در انتخاب ظرفیت دستگاه مهماند؟
پاسخ: دبی لجن، درصد ماده جامد ورودی، نوع الیاف و سطح مورد نیاز وج وایر از پارامترهای اصلی هستند.
آیا نصب دستگاه پیچیده است؟
پاسخ: خیر، طراحی فشرده دارد و بهسادگی در خطوط موجود قابل نصب است.
آیا امکان اتوماسیون کامل وجود دارد؟
پاسخ: بله، میتوان با PLC و حسگرهای فشار و سطح، سیستم را کاملاً خودکار کرد.
