فرار لجن یکی از دغدغههای مهم در عملیات آبگیری لجن با دستگاه اسکرو پرس است که اگر بیش از حد باشد، میتواند باعث کاهش راندمان فرآیند و افزایش هزینههای تشکیلات تصفیه شود. این پدیده به شکل مواد معلق در پساب ظاهر میشود. شناخت دقیق علل ایجاد فرار لجن و راهکارهای کنترل آن باعث بهبود عملکرد دستگاه، کاهش خسارات و افزایش پایداری سیستم میگردد. در این مقاله، ابتدا مفهوم فرار لجن معرفی شده، سپس عوامل موثر آن بررسی و در نهایت روشهای عملی و کاربردی کاهش فرار لجن در دستگاه اسکرو پرس شرح داده شدهاند.
تعریف فرار لجن در دستگاه اسکرو پرس
فرار لجن به طور خلاصه به مقدار مواد جامد معلق یا ذرات ریز لجن گفته میشود که همراه مایع خروجی (پساب) از اسکرو پرس دفع میگردد، در حالی که انتظار میرود این مواد داخل کیک لجن خشک شده جمع شوند. افزایش میزان فرار لجن باعث کاهش راندمان کلی آبگیری و افزایش بار آلودگی پساب خواهد شد. مقدار فرار لج اجتناب ناپذیر است، منتها طراحی و ساخت نامناسب و نیز بهرهبرداری غیر صحیح، میتواند باعث افزایش آن گردد. این پدیده معمولاً به صورت درصدی از مواد جامد ورودی تعریف میشود که به اشتباه دفع شده و بنابراین شاخص مهمی در سنجش کیفیت عملیات اسکرو پرس به شمار میرود.
برای آشنایی جامع با مقایسه انواع اسکروپرسهای موجود در ایران، نکات اصلی و چالش های بهره برداری اسکروپرس در آبگیری لجن، و همچنین مکانیزم خود تمیز شوندگی در آبگیری لجن با مولتی دیسک اسکروپرس، توصیه میکنیم به مقالات تخصصی تکنوزیست مراجعه کنید و با اطلاعات بهروز، بهرهوری سیستم خود را افزایش دهید.
علل فرار لجن در دستگاه اسکرو پرس
عوامل متعددی میتوانند موجب فرار لجن شوند که در ادامه با توضیح مختصر به آنها پرداخته میشود.
کیفیت پایین لجن ورودی
کیفیت لجن ورودی یکی از عوامل اصلی در میزان فرار لجن است.
- غلظت مواد جامد (TS) پایین: لجنهای رقیق سختتر آبگیری میشوند و احتمال فرار مواد جامد افزایش مییابد.
- لختههای ریز و شکننده: ساختار لخته نامناسب باعث میشود که ذرات جامد به راحتی از فیلتر عبور کرده و همراه پساب دفع شوند.
طراحی و ساخت نامناسب دستگاه
طراحی و ساخت نامناسب نیز میتواند از جمله عوامل فار لجن زیاد باشد.
- طراحی نامناسب و کاهش همپوشانی بین دیسکهای متحرک و ثابت: در اسکرو پرسهای مجهز به سیستم دیسکهای چندگانه (مولتی دیسک اسکرو پرس)، دیسکها به صورت متحرک و ثابت با حرکت سینوسی یا لرزشی عمل میکنند. هدف از این ساختار، افزایش فشار و بهبود آبگیری و خودتمیزشوندگی قطعات است. اما اگر طراحی و یا ساخت این بخش به درستی انجام نشده باشد و دیسکهای متحرک و ثابت به اندازه کافی با هم پوشانی نداشته باشند، هنگام حرکت سینوسی، فضاهای خالی و شکافهایی ایجاد میشود که لجن به راحتی از آنها بدون فشرده شدن کامل عبور کرده و به صورت فرار دفع میشود. اگر این مشکل وجود داشته باشد، با راهکارهای بهره برداری، نمیتوان مشکل را رفع نمود. این نقص باعث میشود تا همان لجن که باید فشرده و خشک شود به صورت مایع یا ذرات معلق همراه پساب خارج شود و به این ترتیب راندمان دستگاه کاهش یابد و فرار لجن افزایش پیدا کند.
- فاصله نامناسب بین دیسکها به عنوان یک عامل فرار لجن: در دستگاههای اسکرو پرس، فاصله بین دیسکهای متحرک و ثابت به گونهای باید تنظیم شود که فقط آب جدا شده از لجن بتواند از این فواصل عبور کند و جامدات داخل لجن، توسط دیسکها نگه داشته شوند. اگر این فاصله بیش از حد زیاد باشد، ذرات جامد و لجن بدون اینکه به خوبی فشرده و جدا شود، میتوانند از این فضاها عبور کرده و به صورت فرار لجن از دستگاه خارج شوند.
شرایط بهرهبرداری نامناسب
شرایط بهرهبرداری نامناسب دستگاه اسکرو پرس، از جمله فشار دینامیکی یا سرعت پیچ تنظیم نشده مناسب و یا حتی تنظیم نماناسب دریچه خروجی، میتواند مانع فشرده شدن کامل لجن شود و عملکرد دستگاه را تحت تاثیر قرار دهد. در واقع، وقتی فشار دینامیکی کافی اعمال نشود یا سرعت پیچ زیاد یا کم باشد، لجن به خوبی فشرده نمیشود و آبگیری ناقص انجام میپذیرد که منجر به:
- افزایش رطوبت کیک لجن خروجی
- کاهش راندمان فرآیند آبگیری
- تولید فرار لجن بیشتر (ذرات معلق و جامدات به همراه پساب خارج میشوند)
- افزایش بار روی دستگاه و استهلاک قطعات به دلیل عملکرد نا بهینه
روشهای شناسایی و اندازه گیری فرار لجن
برای کنترل فرار لجن باید ابتدا بتوان آن را با دقت اندازه گیری و پایش کرد.
- نمونه برداری ورودی و خروجی: تعیین درصد مواد جامد (TS) در لجن ورودی و مایع خروجی بهمنظور محاسبه میزان فرار.
- تحلیل شاخصهای راندمان آبگیری: مقایسه حجم و وزن لجن خشک شده با مقدار مواد ورودی به دستگاه.
مقدار طبیعی فرار لجن
برای مقدار فرار لجن در اسکروپرسهای لجن هیچ مقدار استانداردی وجود ندارد. به صورت کلی میتوان گفت که هرچه فرار لجن کمتر باشد، بهتر است. منتها به عنوان یک مقدار اولیه و بر اساس تجارب موجود، فرار لجن زیر 5 درصدخوب و زیر 2 درصد عالی است.
اثرات فرار لجن
فرار لجن نه تنها باعث افت راندمان میشود، بلکه پیامدهای اقتصادی و زیست محیطی قابل توجهی دارد. از جمله:
- کاهش بازدهی آبگیری دستگاه اسکرو پرس.
- بالا رفتن بار آلودگی TS در پساب خروجی.
- احتمالا افزایش مشکلات زیست محیطی ناشی از انتشار ذرات معلق به محیط زیست (در مواردی که پساب مستقیما به منابع محیط زیست دفع گردد).
- لزوم بازگردانی پساب با فرار لجن بالا به ابتدای تصفیه خانه و یا تانک ته نشینی
راهکارهای کاهش و کنترل و مدیریت فرار لجن
برای کاهش فرار لجن راهکارهای عملی متعددی وجود دارد که در ادامه توضیح داده میشوند.
بهینهسازی کیفیت لجن ورودی
کیفیت لجن ورودی نقش مهمی در کاهش فرار دارد.
- افزودن پلیمرها و کمک منعقدکنندههای مناسب: بهبود ساختار و اندازه لختهها باعث افزایش راندمان آبگیری و کاهش فرار میشود.
تنظیم دقیق پارامترهای عملیاتی دستگاه
تنظیم صحیح پارامترهای فنی دستگاه باعث میشود فرآیند آبگیری با بالاترین راندمان انجام شود.
- فشار دینامیکی: تنظیم فشار باید به گونهای باشد که لجن به خوبی فشرده شده اما قطعات دچار فشار بیش از حد نشوند. این فشار با تنظیم دریچه خروجی و دور اسکرو قابل تنظیم است و به صورت تجربی توسط اپراتور کسب میشود.
- سرعت چرخش پیچ مارپیچ: باید با ویژگیهای لجن هماهنگ باشد تا آبگیری کامل انجام شود.
- تنظیم اندازه منافذ بین دیسکها: سایز شکافها باید مانع خروج ذرات جامد شود. این مورد به طراحی مناسب برمیگردد که توسط سازنده باید رعایت شود. علاوه براین، ایجاد همپوشانی مناسب بین دیسکهای ثابت و متحرک نیز از اهمیت برخوردار است.
مدیریت فرار لجن
اگر به هر دلیلی فرار لجن بالا بود، باید پساب حاوی لجن بالا، به ابتدای تصفیه خانه و یا تانک ته نشینی برگشت داده شود. در این صورت لجنهای فرار کرده، مجددا در چرخه ورود به اسکرو قرار خواهند گرفت.
در جدول1، علل فرار لجن و راهکارهای کاهش و کنترل ان به صورت خلاصه درج شده است.
جدول1- علل فرار لجن و راهکارهای پیشنهادی برای کاهش و کنترل آن
| علت فرار لجن | توضیح | راهکارهای پیشنهادی |
| کیفیت پایین لجن ورودی | غلظت مواد جامد کم، لختههای ریز | افزودن پلیمر و کمک منعقدکننده مناسب |
| تنظیمات نادرست دستگاه | فشار و سرعت نامناسب | تنظیم دقیق فشار، سرعت و تنظیم مناسب دریچه انتهایی |
| عدم همپوشانی بین دیسکهای ثابت و متحرک | به طراحی نامناسب مرتبط است | باید در طراحی و ساخت تغییرات لازم بوجود آید |
| نامناسب بودن فاضله بین دیسکها | به طراحی نامناسب مرتبط است | باید در طراحی و ساخت تغییرات لازم بوجود آید |
نتیجهگیری
فرار لجن در دستگاه اسکرو پرس به عنوان یکی از عوامل کاهش کیفیت عملیات آبگیری، باید به دقت کنترل شود. استفاده از افزودنیهای بهینه، تنظیم دقیق پارامترهای دستگاه، و مراقبت و نگهداری منظم، کلیدهای کاهش این پدیده و بهبود راندمان دستگاه هستند. همچنین بهرهگیری پایش مداوم، امکان واکنش سریع نسبت به تغییرات کیفیت لجن را فراهم میآورد تا آسیبها به حداقل برسند و هزینههای عملیاتی کنترل شود.
اگر قصد خرید دستگاه لجنخشککن اسکرو پرس را دارید، میتوانید با کارشناسان تکنوزیست به شماره 09133393312 تماس بگیرید و از مشاوره رایگان و راهنمایی تخصصی پیش از خرید بهرهمند شوید.
سوالات متداول
فرار لجن در دستگاه اسکرو پرس چیست؟
پاسخ: فرار لجن به مقدار ذرات معلق یا جامدات ریزی گفته میشود که بجای باقی ماندن در کیک لجن خشک شده، همراه پساب خروجی دستگاه دفع میشوند و راندمان آبگیری کاهش مییابد.
چرا کنترل فرار لجن در اسکرو پرس اهمیت دارد؟
پاسخ: زیرا فرار لجن باعث افزایش بار آلودگی پساب، افزایش هزینههای تصفیه ثانویه و کاهش کارایی دستگاه میشود و همچنین ممکن است باعث اثرات زیستمحیطی شود.
چه عواملی بیشترین تاثیر را در افزایش فرار لجن دارند؟
پاسخ: کیفیت پایین لجن ورودی (عدم وجود لخته مناسب)، طراحی نامناسب دستگاه، فاصله و همپوشانی ناقص بین دیسکها، تنظیمات نامناسب فشار و سرعت پیچ، و نگهداری نامناسب.
غلظت مواد جامد (TS) چه نقشی در فرار لجن دارد؟
پاسخ: غلظت پایین باعث رقیق بودن لجن و افزایش مواد معلق خروجی میشود، و غلظت خیلی زیاد هم فشار زیاد و استهلاک قطعات را افزایش میدهد.
چه تاثیری دارد اگر فاصله بین دیسکها نامناسب باشد؟
پاسخ: فاصله زیاد بین دیسکها اجازه عبور مواد جامد را داده و باعث افزایش فرار لجن و کاهش راندمان آبگیری میشود.
نقش همپوشانی دیسکهای متحرک و ثابت چیست؟
پاسخ: عدم همپوشانی کافی شکافهایی ایجاد میکند که لجن از آنها بدون فشرده شدن عبور میکند و فرار لجن را افزایش میدهد.
چگونه تنظیمات نامناسب فشار دینامیکی باعث فرار لجن میشود؟
پاسخ: فشار ناکافی منجر به فشردهسازی ناقص لجن و افزایش رطوبت کیک و فرار مواد جامد میشود.
تاثیر سرعت پیچ مارپیچ بر فرار لجن چیست؟
پاسخ: سرعت خیلی بالا یا پایین مانع فشردهسازی کامل میشود؛ سرعت بهینه باید با مشخصات لجن هماهنگ باشد.
گرفتگی یا انسداد چگونه باعث افزایش فرار لجن میشود؟
پاسخ: انسدادها جریان آبگیری را مختل میکنند و باعث خروج لجن به شکل معلق همراه پساب میشوند.
چگونه کیفیت لخته های لجن بر فرار لجن اثر میگذارد؟
پاسخ: لختههای کوچک و شکننده راحت تر از منافذ عبور میکنند، در حالی که بزرگ و مقاوم بودن لختهها کمک به کاهش فرار میکند.
چه روشهایی برای کاهش فرار لجن وجود دارد؟
پاسخ: افزودن پلیمرها، تنظیم دقیق فشار و سرعت، نگهداری منظم و استفاده از سیستمهای کنترل هوشمند.
نقش پلیمرها در کاهش فرار لجن چیست؟
پاسخ: پلیمرها ساختار لختهها را تقویت و اندازه آنها را افزایش میدهند که موجب بهبود آبگیری و کاهش فرار میشود.
چه روشهایی برای اندازهگیری و پایش فرار لجن وجود دارد؟
پاسخ: نمونهبرداری و آزمایش درصد مواد جامد ورودی و خروجی و تحلیل راندمان آبگیری.
درصد فرار لجن طبیعی چقدر است؟
پاسخ: در دستگاههای پیشرفته و شرایط بهینه، معمولاً بین ۱ تا ۳ درصد مواد جامد ورودی است 0شرایط عالی). این مقدار اگر زیر 5 درصد باشد خوب است.
چه اثری فرار لجن بر هزینههای تصفیه دارد؟
پاسخ: افزایش بار آلودگی پساب منجر به نیاز به تصفیه بیشتر و در نتیجه افزایش هزینههای انرژی و نگهداری میشود.
چه علائم و نشانههایی نشانگر افزایش فرار لجن است؟
پاسخ: کاهش درصد خشک کیک لجن و افزایش ذرات معلق در پساب.
طراحی دستگاه چگونه در کاهش فرار لجن موثر است؟
پاسخ: طراحی مناسب دیسکها، شکافها و سیستم حرکت آنها باید به گونهای باشد که فشار یکنواخت و همپوشانی کافی برای فشردهسازی لجن ایجاد کند.
آیا سیستمهای کنترل هوشمند میتوانند فرار لجن را کاهش دهند؟
پاسخ: بله، تنظیم خودکار فشار و سرعت بر اساس کیفیت لجن ورودی باعث عملکرد بهینه و کاهش فرار میشود.
چه تفاوتی بین فرار لجن در انواع لجنهای شهری و صنعتی وجود دارد؟
پاسخ: لجنهای صنعتی به دلیل ساختار و ناخالصیها ممکن است فرار کمتری داشته باشند و تنظیمات دستگاه باید بر اساس نوع لجن اصلاح شود.
چگونه میتوان عملکرد اسکرو پرس را برای کاهش فرار لجن پایش و بهبود داد؟
پاسخ: با پایش مستمر پارامترهای کلیدی، نمونهبرداری دورهای، نگهداری دقیق و بکارگیری فناوریهای مناسب، عملکرد بهینه و کاهش فرار تضمین میشود.
