دسته: مقالات

تازه های تصفیه فاضلاب : تحقیق، توسعه و اصلاح روش ها و سیستم های تصفیه فاضلاب، تصفیه آب، مدیریت لجن و تجهیزات و ملزومات این سیستم ها همواره یکی از مهم ترین اهداف مهندسان شرکت تصفیه هوشمند آویسا بوده است. در ادامه به بررسی کوتاه 24 از مورد از جدیدترین دستاوردها در صنعت آب و فاضلاب خواهیم پرداخت.

تازه های تصفیه فاضلاب : پرس پیچی آلفا لاوال (Alfa Laval)

شرکت آلفا لاوال به تازگی اقدام به ارائه نوع جدیدی از پرس های پیچی فشرده با ایمنی و مدت زمان کاری بالا نموده است. به کارگیری یک موتور دنده مستقیم و سرعت چرخش آهسته در این تجهیز موجب به حداقل رساندن مصرف انرژی و سروصدا شده است. این سیستم دارای یک درام کاملا محصور با دریچه های بازرسی می باشد که استفاده از صفحه های سیمی در آن به جای صفحات سوراخ دار باعث چشمگیر هزینه های تعمیر و نگهداری شده است. قرار گرفتن موتور در بخش خروجی سیستم نیز موجب کاهش ریسک های مربوط به آسیب های این قطعه و سهولت بازرسی و سرویس گشته است.استفاده از یک میکسر لجن/پلیمر موجب کاهش مصرف پلیمر در این سیستم شده است. این سیستم بسیار کاربر پسند می باشد و نیاز به کمترین میزان راهبری را دارد چرا که تنظیم نمودن پارامترها و متغیرها در آن بسیار ساده و آسان است.

 

تازه های تصفیه فاضلاب : جداساز آندریتز (Andritz Separation)

 

بلت پرس های جدید این شرکت با طراحی منحصر به فرد خود موجب کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و ساده سازی بهره برداری از این تجهیز شده است. طراحی این تجهیز با ارتفاعی نسبتا کوتاه (ارتفاع کلی 1.5 متر) موجب کاهش هزینه های مربوط به ساخت، حمل و نقل و مقدار فضای مورد نیاز شده است. قرار گرفتن بخش ثقلی این تجهیز در بهترین موقعیت ممکن موجب تسهیل عملیات تعمیر و نگهداری می گردد.

طراحی ماژولار این سیستم این امکان را فراهم می سازد تا به سادگی و بدون نیاز به اعمال تغییرات در قاب و بدنه ی اصلی دستگاه تعداد رول ها را متناسب با نیاز تغییر دهید. اضافه شدن ناحیه ثقلی کمربند سوم به این مدل، توانایی آبگیری راحت و موثر را برای مواد ورودی (با مقدار جامدات کم) را فراهم نموده است. هم چنین از دیگر نقاط قوت این دستگاه به کارگیری PLC در مدار فرمان آن می باشد که موجب کارکرد هرچه دقیق تر و راحت تر آن شده است.

 

تازه های تصفیه فاضلاب : مگا دیسک فیلتر آکوا ایروبیک سیستم (Aqua-Aerobic Systems)

این شرکت به تازگی محصول جدید خود را با عنوان آکوا مگا دیسک فیلتر ارایه داده است که از آن می توان در فرآیندهای تصفیه تکمیلی تصفیه خانه های فاضلاب استفاده نمود. قطر هر کدام از دیسک ها چیزی در حدود 3 متر می باشد که برای راحتی نصب و نگهداری از 8 بخش تشکیل شده اند. هر فیلتر می تواند تا 24 دیسک را در خود جای دهد و تا 90000 مترمکعب در روز تصفیه انجام دهد. این تجهیز دارای یک پمپ بک واش 11 کیلوواتی و موتور 3.7 کیلوواتی می باشد.

این سیستم مقادیر TSS و NTU را به شدت کاهش می دهد و قابلیت استفاده برای بارگذاری بالای هیدرولیکی و مواد جامد را دارا می باشد. این سیستم جز در زمان های بک واش هیچ بخش متحرکی ندارد که همین عامل موجب کاهش چشمگیر مصرف انرژی می گردد. از دیگر ویژگی های این فیلتر می توان به دبی بالای آن و میزان بک واش کم مورد نیاز اشاره نمود، هم چنین سیستم کنترل آن به صورت اتوماتیک و توسط PLC می باشد. از اصلی ترین موارد استفاده آن می توان به استفاده مجدد و بازچرخانی آب، حذف فسفر و افزودن آن به فیلترهای بستر عمیق اشاره نمود.

 

تازه های تصفیه فاضلاب : فرآیند آبگیری کمبی (Cambi)

 

کمبی به تازگی اقدام به معرفی فرآیند جدید نموده است که برای افزایش توانایی آبگیری جامدات بیولوژیکی (biosolids) به مقدار 60 تا 75 درصد مواد جامد خشک طراحی شده است. این فرآیند با تخریب مواد اجزا پلیمری خارج سلولی (EPS) آغاز می شود که همین امر می تواند تا 80 درصد از آب موجود در جامدات بیولوژیکی را به صورت یکپارچه بهم متصل نماید.

EPS تخریب شده و سایر مواد سلولی به عنوان مواد حل شده و ذرات کوچک موجود در واحد آبگیری به هاضم بی هوازی بازگردانده می شوند. سپس جامدات گرم شده در سانتریفوژ آبگیری می شوند و نیازی به پلیمر ندارند. مرحله پایانی شامل خنک نمودن و خشک سازی بیشتر محصول می باشد که این کار عمل عاری از هرگونه پاتوژن است. تحقیقات نشان می دهند که انرژی موجود در بخش گرمایش در کنار بیوگاز تولید شده در طول فرآیند، غالبا انرژی بیشتری از میزان انرژی مورد نیاز فرآیند تولید می نماید.

 

تازه های تصفیه فاضلاب : اپلیکیشن بجرمتر (Badger Meter)

 

 

این کمپانی به تازگی اقدام به ارائه اپلیکیشنی برای تلفن های همراه نموده است که مشترکین می توانند به کمک آن میزان مصرف خود را به سادگی مشاهده و کنترل نمایند. در حال حاضر این برنامه تلفن همراه با عنوان EyeOnWater در دسترس مشتریان می باشد و تنها برای مشترکینی ارائه شده است که برنامه راهبردی AMA شرکت را اجرا و پیاده سازی نموده اند. این برنامه در نسخه های اندروید، مک و ویندورز ارایه شده است.

به گفته ی رئیس بخش بازاریابی مجموعه این برنامه بسیار قدرتمند می باشد و چیزی فراتر از یک اطلاع رسانی ساده در رابطه میزان مصرف آب می باشد به طوری که به کمک آن می توان اقدامات بسیار تاثیر گذاری در راستای کاهش هزینه ها و حفظ منابع انجام داد. این برنامه شامل ویژگی های گرافیکی متعددی از قبیل نشان دادن میزان مصرف اخیر و مقایسه آن با میانگین مصرفی، الگوی مصرفی، نمودارهای حجمی و زمانی مصرف، هشدار بروز نشتی، ارائه پیشنهادات و شخصی سازی اطلاعات در راستای ارائه بهترین راهکارهای کاهش مصرف و هزینه و … .

 

تازه های تصفیه فاضلاب : فرآیند بیوفیلم بیوواتر تکنولوژی (Biowater Technology)

 

بیوواتر تکنولوژی چندی پیش از فرآیند بیوفیلم CFIC که برای افزایش ظرفیت تصفیه خانه فاضلاب و پکیج تصفیه فاضلاب، کاهش فضای مورد نیاز و هزینه انرژی طراحی شده است، رو نمایی کرد. در این فرآیند وجود جریان مداوم و سیستم تعبیه شده در راستای تمیز نمودن متناوب سیستم موجب بهبود رشد بیولوژیکی بر روی مدیاهای پلی اتیلینی می گردد.

این مدیاها موجب ایجاد سطحی محافظ برای رشد باکتری ها می شوند. راکتور CFIC حاوی مدیاهایی فشرده می باشد که همین امر موجب جلوگیری از حرکت بیش از حد آنها در مقایسه با مدیاهای موجود در راکتورهای بیوفیلم با بستر متحرک می شود. از مهم ترین مزیای این سیستم می توان به کاهش 20 تا 30 درصدی مصرف انرژی، خروجی ای با کیفیت بسیار بالا، کاهش هزینه های اولیه و بهبود فرآیند تصفیه بیولوژیکی و کمک به بالا بردن راندمان ممبران ها اشاره نمود.

 

تازه های تصفیه فاضلاب : فرآیند لجن فعال هیبرید – بلوواتر بیو (Bluewater Bio – Hybrid Activated Sludge Process)

 

شرکت بلوواتر بیو به تازگی از فناوری جدید لجن فعال هیبریدی (HYBACS) برای حذف مواد مغذی رو نمایی کرده است. این فرآیند شامل دو مرحله ی تصفیه بیولوژیکی می باشد که به دنبال آن زلال سازی صورت می پذیرد. مرحله ی اول با بکارگیری واحدهایی از فناوری راکتور پیشرفته با شفت سرخود (SMART) انجام می پذیرد که شامل بیومس ها نیز می باشد. مرحله دوم نیز شامل فرآیند تصفیه متداول لجن فعال می باشد.

COD بالا در واحدهای SMART موجب تحریک توده های بیومس برای تولید آنزیم ها می شود که همین امر منجر به تسریع فرآیند هیدرولیز مواد موجود در فاضلاب می گردد. مواد هیدرولیز شده با سرعت بیشتری در مرحله لجن فعال اکسید می شوند که در نتیجه موجب افزایش نرخ بارگذاری و کاهش اندازه مخزن می گردد. این فرآیند هم چنین موجب افزایش سرعت تشکیل گرانول های لجن فعال می‌شود که با سرعت بیشتری ته نشین می شوند و میزان بارگذاری در زلال سازها را بالا می‌برد.

 

تازه های تصفیه فاضلاب : لوله های فلکس صنایع بلو – وایت (Blue-White Industries – Heavy-Duty Flex-A-Prene Tubing Lasts Longer)

 

شرکت بلو – وایت اخیرا لوله های مخصوص چند کاره ای را برای پمپ ها به بازار عرضه کرده است که قابلیت تحمل فشار تا 110psi را دارند. این لوله ها در برابر مواد شیمیایی مقاوم هستند و 4 برابر عمر بیشتری نسبت به لوله های موجود در بازار دارند که همین امر موجب کاهش تعمیر و نگهداری پمپ ها نیز می گردد. این لوله ها به صورت اتصال بدون گیره نیز به بازار عرضه شده اند که وجود اتصالات متنوع برای آنها موجب کاهش بروز ایرادات و خطا در زمان نصب می شود. وجود نوشته های چاپی دائم بر روی این لوله ها امکان تشخیص ساده و راحت لوله ها را حتی در زمان کارکرد تجهیزات فراهم آورده است.

موارد کاربرد این لوله ها شامل فاضلاب و فرآیندهای تصفیه آب، سیستم های آب آشامیدنی، انعقاد و لخته سازی، گندزدایی، کنترل خوردگی، کنترل pH، تزریق آنزیم، تزریق پودر کربن فعال و تزریق سود می باشد.

 

تازه های تصفیه فاضلاب : سانتریفیوژهای تغلیظ کننده – سنتریسیس (Centrisys – THK Series thickening centrifuges)

 

سری THK سانتریفیوژهای تغلیظ کننده این شرکت برای لجن فعال مازاد (WAS)، به گونه ای طراحی شده اند که عملیات تغلیظ را بدون پلیمر و همزمان با افزایش ظرفیت انجام دهند. این سیستم کاملا خودکار از نیروی سانتریفیوژ برای افزایش غلظت جامدات لجن فعال برای فرآیندهای دیگر استفاده می کند. مواد ورودی به صورت متداوم به واحد وارد می شوند در حالی که یک شفت متحرک به همراه مجموعه ای از چرخنده های مارپیچی، مواد جامد را مجزا از سیال در حال حرکت به طرف مخالف انتقال می دهند. به کارگیری کمک های هیدرولیکی در کنار طول حرکتی بیشتر سیلندرها کمک شایانی به افزایش ظرفیت نموده است. این محصول فضای کمی را اشغال می کند و در کنار آن طراحی هوابندی شده ی این محصول، قرار گرفتن اپراتور را در معرض سیالات فرآیند و بخارات فرآوری شده کاهش می دهد و بو و آئروسل ها را حذف می نماید.

 

تازه های تصفیه فاضلاب : فرآیند تصفیه ایر پریکس – سی ان پی (CNP – AirPrex remedy)

 

شرکت CNP به تازگی اقدام به معرفی AirPrex برای تشکیل استرویت (منیزیم آمونیوم فسفات) در تصفیه های خانه های فاضلاب نموده است. این تکنولوژی روشی برای بهینه سازی لجن و سیستمی برای بازیابی فسفر می باشد که بین هاضم بی هوازی و واحد آبگیری قرار می‌گیرد. شرایط مرزی برای بارش استرویت با تخلیه هوا و افزودن نمک منیزیم در یک راکتور صورت می پذیرد.

این شرکت مدعی شده است که استفاده از این تکنولوژی موجب کاهش 30 درصدی مصرف پلیمر، کاهش 90 درصدی باز گردش فسفر و کاهش 50 درصدی هزینه های تعمیر در تصفیه‌خانه ها می شود در حالی که در کنار آن منبع درآمدی مناسبی نیز از طریق تولید کودی با فسفات بالا ایجاد می نماید.

 

تازه های تصفیه فاضلاب : دریچه های FRP فیبرلیت (Fibrelite – corrosion-resistant fiberglass reinforced plastic (FRP) manhole and access covers)

 

این مجموعه محصولات جدید خود را با عنوان دریچه های FRP مقاوم در برابر خوردگی برای استفاده در معابر، خیابان و تصفیه خانه های فاضلاب وارد بازار نموده است. هدف این شرکت حذف خطرات و آسیب های احتمالی در استفاده از درپوش ها و دریچه های بتنی و چدنی است. این محصولات بسیار سبک هستند و در کنار قیمت بسیار مناسب، استفاده از این محصولات را بسیار راحت و آسان نموده اند. این دریچه ها دارای یک یا دو محل برای بلند کردن می باشند که موجب حذف خطرات مربوط به گیر کردن انگشتان یا آسیب رسیدن به ستون فقرات اپراتورها در زمان باز و بسته کردن آنها می شود.

 

تازه های تصفیه فاضلاب : آنالیزور TOC قابل حمل جی ای (GE Power & Water, Water & Process Technologies – Sievers M5310 portable TOC analyzer)

این تجهیز که سرعتی بیش از 2 برابر نسبت به نمونه های مشابه خود در بازار دارد برای آنالیز آب خام و فرآوری شده مورد استفاده قرار می گیرد. اندازه گیری ها در این دستگاه به صورت کاملا خودکار انجام می شود و همین امر موجب بالا رفتن دقت در فرآیند می گردد. این محصول، ترکیبات آلی مقاوم در اکسیداسیون مانند هیومیک اسید را با ترکیب نمودن UV/اکسیداسیون پرسولفات و فناوری تشخیص رسانایی ممبران، بازیابی می نماید. دستگاه به صورت خودکار درصد حذف TOC را از جریان ورودی یا خروجی یا نمونه ها محاسبه می نماید. به کارگیری یک صفحه نمایش لمسی به عنوان رابط کاربری، استفاده از این دستگاه را بسیار ساده و آسان نموده است.

یکی از اهداف اصلی تصفیه فاضلاب حذف ذرات جامد است. مدیریت لجن می تواند به یکی از زمان بر ترین و پرخرج ترین فرآیندها در تصفیه خانه های فاضلاب تبدیل شود. راه اندازی صحیح تجهیزات آمایش و مدیریت لجن می تواند کمک شایانی به تصفیه و دفع لجن کند.

در این بخش به بررسی ملاحظات مربوط به راه اندازی فرآیندهای بهسازی شیمیایی متداول، واحدهای آبگیری لجن و تکنیک های راه اندازی یک هاضم بی هوازی خواهیم پرداخت. نکات ذکر شده در این دستورالعمل به صورت کلی بوده و برای هر نوع یا اندازه ای از این واحدها یا هر هاضم بی هوازی با هر اندازه ای قابل استفاده می باشد. همانطور که گفته شد نکات و راهنمایی های ذکر شده ی مربوط به واحدها، کلی بوده و نباید جایگزین دستورالعمل های سازنده یا تامین کننده تجهیزات شود. همیشه برای انجام کارهایی مانند نصب، بازرسی، تست اولیه، روانکاری و تعمیر تجهیزات، باید به پیشنهادات و دستورالعمل های ارائه شده از طرف سازنده یا تامین کننده ی آن مراجعه نمود. مطالب عنوان شده در این بخش با فرض مطالعه و استفاده از مطالب گفته شده در بخش های گذشته (آماده سازی برای راه اندازی؛ راه اندازی پیش تصفیه، تصفیه اولیه و تجهیزات کلرزنی؛ راه اندازی تجهیزات تصفیه ثانویه)، ارائه می شود. 

هاضم بی هوازی

در یک هاضم بی هوازی، باکتری ها مواد جامد آلی را در غیاب اکسیژن محلول تجزیه می کنند. ارگانیسم ها با شکستن ساختارهای مولکولی پیچیده مواد جامد و آزاد کردن آب محبوس (آبی که از جامدات لجن جدا نمی شود)، غذا و اکسیژن مورد نیاز برای رشد خود را تامین می کنند. هضم بی هوازی با کاهش ذرات جامد فاضلاب، آن را به مخلوطی نسبتا بی بو، آماده برای آبگیری و دفع بدون مشکل، تبدیل می کند.

در طی فرآیند هضم، با واکنش های متوالی صورت گرفته توسط دو گروه مختلف از باکتری ها که در یک محیط زندگی می کنند، مواد جامد آلی به مایع تبدیل می شوند، حجم مواد جامد کاهش می یابد و گاز متان نیز تولید می گردد. یک گروه از باکتری ها شامل ارگانیسم های ساپروفیتی (saprophytic) می باشند که معمولا به تشکیل دهنده های اسید (acid formers) معروف هستند. در مرحله ی مایع سازی،  باکتری های ساپروفیتی با چسبیدن به ذرات لجن آنزیم های خارج سلولی ای ترشح می کنند که موجب مایع سازی و هیدرولیز کردن مولکول های پیچیده جامدات به ترکیبات ساده تر و تولید محصول نهایی که معمولا اسیدهای آلی است، می گردد.

دسته ی دوم ارگانیسم ها که اسیدهای آلی تولید شده توسط باکتری های ساپروفیتی را مصرف می کنند، تولید کنندگان گاز متان (methane formers) هستند. اسیدهای آلی ای که (معمولا اسید استیک، اسید پروپیونیک و اسید بوتیریک) در مرحله ی اول تولید شدند، با ترشح آنزیم‌های خارج سلولی بوسیله تولید کنندگان گاز متان وارد واکنش می شوند که منجر به شکسته شدن (تجزیه) اسیدهای آلی و تولید گاز متان و کربن دی اکسید که از شاخصه های فرآیند هضم بی هوازی می باشد، می شود. ارگانیسم های تولید کننده متان در فاضلاب خام به فراوانی ارگانسیم های تولید کننده اسید نمی باشند و نیاز به pH بهینه ای در بازه ی 7/5– 6/5دارند.

دسته بندی هاضم های بی هوازی بر اساس میزان بارگذاری آن ها (نه بر اساس میزان واکنش آن ها) می باشد، چرا که میزان فعالیت های بیولوژیکی ثابت می باشد و معمولا در بازه ی دمایی 36 – 32 درجه سانتیگراد عملکرد مناسبی دارند. این گستره ی دمایی بعضاً بوسیله حرارت حاصل از سیم های تعبیه شده در دیواره ی مخزن هاضم یا مبدل های حرارتی خارجی تامین می‌گردد. میزان بارگذاری در هاضم های جریان پایین و جریان استاندارد (معمول) در حدود حجم هاضم ft³ /روز/جامدات فرار 0/07 – 0/04 و متوسط زمان ماند 39 روز می باشد. هاضم‌های جریان پایین از یک مخزن استفاده می کنند که این مخزن دارای منطقه ای فعال می‌باشد که تجزیه هوازی در آن رخ می دهد و هم چنین منطقه ای ساکن در بالای آن وجود دارد که جداسازی جامدات در آنجا اتفاق می افتد.

پرکاربردترین نوع این تجهیز هاضم های دو مرحله ای می باشند که شامل دو مخزن مجزا هستند. هضم در مخزن اول اتفاق می افتد و لجن (که معمولا گرم نمی شود) به مخزن دوم، که در آنجا ذرات جامد لجن جدا و لجن فشرده می شود، ریخته می شود. هم چنین مخزن دوم برای موارد احتمالی ای که مخزن اول دچار اختلال یا مشکل در عملکرد می شود، لجن تغدیه (seed sludge) فراهم می کند. فرآیندهای هضم با جریان بالا مانند فرآیند هاضم های دو مرحله ای می باشد با این تفاوت که میزان بارگذاری در آن ها بالاتر، حجم هاضم ft³ /روز/جامدات فرار 0/4 – 0/15، است و متوسط زمان ماند نیز 15 روز می باشد. در این هاضم ها اختلاط و هضم در مخزن اولیه اتفاق می افتد و سپس لجن برای جداسازی جامدات و تغلیظ در شرایط سکون به مخزن دوم ریخته می شود.

هدف از راه اندازی هر فرآیند هضم بی هوازی فراهم نمودن محیطی مناسب برای باکتری ها با کنترل نمودن منابع غذایی، غلظت اسیدهای فرار، غلظت قلیاییت کل، اختلاط، دما و pH می باشد. در خلال راه اندازی یک هاضم بی هوازی، بدون استفاده از لجن تغذیه یا مواد شیمیایی، فرآیند هضم باید مانند نمودار شکل 3 انجام گیرد(خلاصه ای از موارد مطالعه شده در خصوص دسته‌ای از هاضم ها).

شکل 3 نشان می هد که میزان تولید اسیدهای فرار، تولید متان و قلیاییت در چند روز ابتدایی پس از راه اندازی، پایدار نمی باشد. استفاده از بذر لجن تغذیه در زمان راه اندازی موجب قرار گرفتن راه اندازی اولیه در سمت راست نمودار، جایی که پارامترهای بالا پایدارترند، می گردد. بنابراین بهترین وسیله برای راه اندازی هاضم استفاده از لجن تغذیه ای پایدار و به خوبی هضم شده می باشد.

بازرسی و تست های اولیه

بازرسی و تست اولیه هاضم لجن کمی پیچیده و مشکل می باشد. این روند شامل پمپاژ لجن، اختلاط لجن، تخلیه لجن و تخلیه گاز و سیال می باشد. از آنجا که هضم بی هوازی شامل توده های فعال بیولوژیکی و گازهای اشتعال پذیر می باشند، در زمان راه اندازی هیچ کدام از بخش های حساس و حیاتی مانند سیستم تخلیه گاز، مبدل حرارتی، پمپ لجن یا میکسر، به واسطه ی بازرسی و تست دقیق تجهیزات، نباید دارای کوچکترین نقصی باشند.

در حالت کلی مواردی که بایستی توسط سرپرست تصفیه خانه مورد بررسی قرار گیرند شامل موارد زیر می باشد:

1. اطمینان از نبود هیچ گونه آشغال و زباله ای در مخزن یا سیستم لوله کشی
2. اطمینان از عملکرد روان و مناسب شیرها و نصب صحیح آن ها
3. اطمینان از عملکرد صحیح تجهیزات ایمنی و سوپاپ های فشار
4. نبود آشغال در پمپ های لجن، روانکاری صحیح آن ها، عدم وجود لرزه و سر و صدای غیر عادی و تنظیم بودن اجزای چرخان
5. اطمینان از عدم وجود نشتی در اتصالات حرارتی، آب و فاضلاب در مبدل های حرارتی (در صورت وجود داشتن در تصفیه خانه)
6. بررسی و تنظیم تمام وسایل اندازه گیری و نشانگرها
7. اطمینان از نصب، روانکاری و عملکرد صحیح میکسرها

همچنین دستگاهی برای مخلوط نمودن آب آهک و اضافه نمودن آن به محتویال هاضم نیز باید وجود داشته باشد. این تجهیز نیز باید اطمینان از عملکرد مناسب مورد بررسی قرار گرفته و مواد شیمیایی مورد نیاز نیز قبل از راه اندازی، تهیه و در دسترس قرار گیرند.

راه اندازی

راه اندازی فرآیند هضم بی هوازی را می توان با استفاده از لجن تغذیه یا فاضلاب خام برای برای آغاز تجزیه بیولوژیکی لجن، انجام داد:

1. اولین گام برای راه اندازی هر فرآیند هضم بی هوازی، استفاده از لجن تغدیه و محاسبه مقدار آن بر اساس بارگذاری اولیه ی هاضم می باشد. در صورت محدود بودن میزان لجن تغذیه، بایستی میزان بارگذاری هاضم را بر اساس میزان لجن تغذیه ی در دسترس برآورد نمود. مثال 5 نمونه ای از نحوه ی انجام محاسبات برای تخمین حجم لجن تغذیه بر اساس بارگذاری اولیه را نشان می دهد. در صورت بیش از حد بودن میزان لجن تغذیه‌ی محاسبه شده، برای تخمین میزان بارگذاری هاضم برای حجم مشخصی از لجن تغذیه، می‌توان مراحل محاسبه را به صورت برعکس (از آخر به اول) انجام داد.

این کار به لجن تغذیه ی موجود اجازه می دهد تا تنها از بخشی از هاضم برای انجام فرآیند و تامین مقدار لجن هضم شده ی مورد نیاز برای استفاده از تمام حجم هاضم،استفاده نماید. در مواقعی که هاضم برای استفاده از بخشی از حجم خود راه اندازی می شود، تمهیداتی برای دفع مازاد لجن ورودی به سیستم باید در نظر گرفته شود.

مثال 5: محاسبه لجن تغدیه (لجن اولیه به عنوان ورودی)

       فرض کنید خصوصیات زیر در زمان راه اندازی در زلال ساز اولیه وجود دارد:

              جامدات معلق ورودی: mg/l 250

              جامدات معلق خروجی: mg/l 150

              جریان ورودی: MGD 10 (تقریبا برابر با جریان خروجی)

       1)محاسبه میزان لجن جمع آوری شده در زلال ساز (ها) بر حسب lbs:

       lbs/MG/mg/l  8/34 × mg/l 250 × MGD 10 = مقدار لجن ورودی

lbs 20800 =

       lbs/MG/mg/l  8/34× mg/l 150 × MGD 10 = مقدار لجن خروجی

lbs 12500 =

lbs 20800 – 12500 = میزان لجن انباشت شده در یک روز

لجن برای پمپاژ به هاضم    lbs 8300 =

       2)فرض کنید مقادیر زیر حاصل از بررسی و آنالیز زلال ساز اولیه و لجن تغدیه می باشد:

              لجن زلال ساز اولیه : 5 درصد جامدات کلی (TS) و 70 درصد جامدات فرار (VS)

              لجن تغذیه: 10 درصد جامدات کلی (TS) و 60 درصد جامدات فرار (VS) در

             lbs/gal 9 

       برآورد میزان لجنی که باید روزانه به هاضم پمپ شود:

       ( 1 درصد جامدات = mg/l 10000)

مدت زمان پمپاژ نیز بر اساس میزان توانایی پمپ های تصفیه خانه قابل محاسبه می باشد.

برای مثال اگر تصفیه خانه دارای توانایی پمپ نمودن GPM 100 برای حذف لجن را داشته باشد، مدت زمان پمپاژ برابر خواهد بود با:

این مدت زمان باید به گونه ای تقسیم شود که تغذیه لجن به هاضم به صورت مداوم انجام شود، در این مثال 1 ساعت و 6 دقیقه برای نوبت مناسب می باشد.

       3)محاسبه میزان جامدات فرار پمپ شده به هاضم بر حسب lbs/day:

       جامدات فرار (lbs/day) = (میزان یا نرخ لجن، GPD) × (% جامدات لجن به صورت اعشاری) × (% جامدات فرار به صورت اعشاری) × (lbs/gal 34/8)

(lbs/gal 8/34) × (0/7) × (0/05) × (GPD 19900) =

lbs/day 5808 =

       4)برای کمک به انتخاب میزان مناسب بارگذاری ذرات جامد فرار باید از مهندس طراح سیستم کمک گرفت.

میزان بارگذاری نرمال تحت شرایط هضم فعال lbs. VS/day 0/03 – 0/1 می باشد. این مقادیر بر اساس میزان بارگذاری طراحی شده در هاضم می باشد و مهندس طراح در انتخاب میزان بارگذاری جامدات فرار نقش ویژه ای دارد.

       5)محاسبه میزان لجن تغدیه مورد نیاز برای تصفیه بارگذاری lbs/day 5808 از زلال ساز

بنابراین:

هاضم را با حجم محاسبه شده یا در دسترس لجن تغذیه پر نموده و مابقی حجم باقی مانده را بوسیله فاضلاب خام پر کنید، این عمل را تا زمانی که سیال از بیشترین مقدار سریز عبور نماید ادامه دهید. محتویات موجود را تا دمای 35 – 32 درجه سانتیگراد گرم نمایید. از آنجایی که باکتری های متان نسبت به تغییرات سریع دما حساس می باشند، دما باید بالای 32 درجه سانتیگراد نگه داشته شود و هرگرنه تغییری در دمای هضم باید به صورت تدریجی صورت پذیرد. پس از ثابت شدن دما، افزودن لجن خام به هاضم را با مقداری که محاسبه شده است، آغاز نموده و محتویات موجود را مخلوط کرده و به گردش در آورید.

در صورتی که تجهیزی برای مخلوط نمودن گاز در نظر گرفته شده است، استفاده از این دستگاه تا زمانی که گاز تولید شود، امکان پذیر نخواهد بود و برای اختلاط محتویات باید از سیستم چرخش موجود بر روی مبدل حرارتی استفاده نمود. مقوله ی اختلاط به دلیل فراهم نمودن تماس کامل و بین ارگانیسم ها و لجن خام و توزیع یکنواخت گرما در توده ی لجن از اهمیت بالایی برخودار است. تغذیه از زلال ساز یا ضخیم کننده باید برای تهیه لجنی با حداقل میزان 4درصد از مواد جامد و تغدیه منظم و متداوم، به خوبی کنترل شود. این کار در بیشتر مواقع باعث راه اندازی سریع فرآیند هضم می‌شود. ممکن است برای جلوگیری از بارگذاری بیش از حد لجن تغذیه، نیاز به کاهش مقدار تغذیه باشد. (مانند مثال 5)

در روز دوم راه اندازی، اندازه گیری پارامترهای کنترلی، مانند تست اسیدهای فرار(با مدت زمان تقریبی دو تا سه ساعت) ، قلیاییت(با مدت زمان تقریبی 15 دقیقه)، pH(با مدت زمان تقریبی 5 دقیقه)، آنالیز گازها(با مدت زمان تقریبی 30 دقیقه) و جامدات فرار(با مدت زمان تقریبی یک ساعت) را آغاز نمایید. تست های اسیدهای فرار، قلیاییت، pH و آنالیز گازها باید روزانه 3 مرتبه و تست جامدات فرار روزی یکبار صورت پذیرد. مقادیر اندازه گیری شده ممکن است در مدت زمان 8 ساعت تغییر محسوسی نداشته باشند اما ابزار مناسبی برای اطمینان از عملکرد صحیح سیستم و ارزیابی شیفت های مختلف کاری می باشند.

در ابتدا ممکن است مقادیر pH و قلیاییت کاهش داشته باشند اما پس از 4 یا 5 روز و با شروع تکثیر ارگانیسم های تولید کننده متان، ثابت خواهند شد. این ارگانیسم ها نسبت به ارگانیسم‌های تولید کننده ی اسیدها سرعت تکثیر کمتری دارند و بالا بودن بیش از حد میزان تغذیه نیز موجب بروز اختلال در این روند می گردد، چرا که وجود بیش از حد جامدات فرار مانع تکثیر ارگانیسم های تولید کننده متان می شود. در صورتی که مقدار اسیدهای فرار بیش از دو برابر میانگین ظرفیت قلیایی هاضم شود، تولید گاز و pH در هاضم کاهش یافته و باید از هاضمی دیگر یا هاضم مرحله دوم (هاضم ثانویه) لجن تغدیه اضافه نموده و میزان ورود لجن به سیستم را کاهش دهیم.

در صورت در دسترس نبودن موارد کنترلی فوق از مواد شیمیایی برای نگه داشتن میزان قلیاییت در محدوده دلخواه استفاده نمایید. محیط مناسب برای ارگانیسم‌های تولید کننده متان در هاضم ها دارای ویژگی های زیر است: pH در بازه ی 7 الی 7/5، میزان قلیاییت تقریبا 2 برابر میزان اسیدهای فرار و بازه ی دمایی 35 – 32 درجه سانتیگراد. فراهم نمودن چنین محیطی بسیار مهم و ضروری می باشد. میزان مواد قلیایی که باید به هاضم اضافه شود را می توان با نمونه گیری از هاضم محاسبه نمود و تا زمانی که pH لجن به عدد خنثی (7) برسد، باید این مواد را به هاضم اضافه نماییم و پس از آن بایستی تناسب را برای حفظ این شرایط در هاضم رعایت کنیم. فراهم نمودن مقدار اختلاط مناسب در زمان افزودن مواد شیمیایی  به هاضم از نکات قابل توجه است. افزودن مواد قلیایی ممکن است موجب تغلیظ بیش از حد کاتیون های موجود و سمی یا کشنده شدن آن گردد.

با استفاده از لجن تغذیه برای راه اندازی، آنالیزهای مربوط به گازها و تست جامدات فرار ابزار مناسبی برای کنترل فرآیند هضم خواهند بود.

1. در صورتی که بذر لجن تغذیه در دسترس نباشد، هاضم را با فاضلاب خام پر نموده و محتویات آن را تا دمای 35 – 32 درجه سانتیگراد گرم کرده و سپس لجن خامی که با دوغابی قلیایی مخلوط شده است را به هاضم اضافه می کنیم.

در صورتی که از لجن تغذیه برای راه اندازی استفاده نمی شود، توصیه می گردد برای کنترل pH و قلیاییت هاضم از مواد شیمیایی استفاده نمایید. همانطور که در قسمت قبل توضیح داده شد از دومین روز شروع به اندازه گیری پارامترهای کنترل کننده نمایید. با اندازه گیری مقادیر مربوط به اسیدهای فرار و میزان قلیاییت، مقدار مواد قلیایی مورد نیاز که باید به هاضم اضافه شود را می توان با استفاده از نسبت اسیدهای فرار به میزان قلیاییت که 0/5 می باشد، محاسبه نمود.

در زمان عملکرد عادی سیستم این نسبت باید در بازه ی 0/4 – 0/3 باشد، اما در زمان راه اندازی و برای جلوگیری از سمی شدن کاتیون های موجود در هاضم، از نسبت 0/5 استفاده می کنیم. از آنجا که روند تغییرات در مقادیر اسیدهای فرار و قلیاییت بسیار سریع می باشد، لذا میزان مواد قلیایی مورد نیاز برای اضافه نمودن به هاضم در هر شیفت یا پس از انجام تست های مربوطه، دوباره باید تعیین و تنظیم گردد.

مثال 6: اضافه نمودن مواد شیمیایی برای کنترل هاضم

       فرض کنید شرایط زیر در سومین روز راه اندازی در هاضم برقرار است:

              VA (اسیدهای فرار) : mg/l 1000

              ALK (قلیاییت) : mg/l 500

میزان قلیاییت مورد نیاز برای اطمینان از فراهم آمدن بستری مناسب برای باکتری های متان:

میزان قلیاییت مورد نیاز که بوسیله افزودن مواد شیمیایی باید تامین شود:

1500 = 2000-500

در صورت مشخص بودن حجم لجن در هاضم، می توان وزن مواد شیمیایی که باید اضافه نمود را محاسبه نمود:

فرض کنید حجم لجن در هاضم برابر است با: MG 0/224

 = وزن مواد شیمیایی که باید اضافه شود (بر جسب  lbs)

  =8.34 lb/MG/mg/l× میزان مواد قلیایی مورد نیاز (mg/l) × حجم لجن در هاضم (MG)

 lbs 0.224 × 1500 mg/l × 8.34 lb/MG/mg/l = 2800 lbs

مقدار مواد شیمیایی که از محاسبات بالا به دست آمد، حجم بسیار زیادی برای اضافه نمودن به لجن داشته و هزینه ی فراوانی در پی خواهد داشت. در این مثال در سومین روز راه اندازی مقدار اسیدهای فرار mg/l 1000 و مقدار قلیاییت mg/l 500 می باشد، در صورتی که اگر نظارت دقیقی بر نحوه ی عملکرد فرآیند هضم وجود داشت این حجم از مواد شیمیایی مورد نیاز نبود و مقدار بسیار کمتری باید به هاضم اضافه می شد، چرا که مقدار قلیاییت باید مساوی یا بزرگتر از مقدار اسیدهای فرار باشد. (طبق شکل 3)

زمانی که غلظت اسیدهای فرار شروع به کاهش ( تقریبا بعد از 7 روز) و تولید متان شروع به افزایش زیادی می کند، افزودن مواد شیمیایی را باید کاهش داد. در این زمان ارگانیسم های تولیدکننده ی متان شروع به تغدیه و تکثیر نموده و در نتیجه باعث کاهش موجب کاهش اسیدهای فرار و تولید گاز متان می باشد. اگر بعد از گذشت 10 تا 14 روز، فرآیند هضم نشانه‌های کمی از پایداری داشت، میزان تغذیه را باید کاهش داده و افزودن مواد شیمیایی را متوقف نماییم، برای اطمینان از سمی نبودن کاتیون های موجود، لجن هاضم و تغذیه (ورودی) را بررسی نموده و با بازرسی مداوم پارامترهای کنترلی روند رو به بهبود هاضم را زیر نظر بگیرید.

در صورت امکان و سمی نبودن، لجن مرحله دوم را به هاضم اولیه، برای فراهم نمودن میزان کافی ای از ارگانیسم های تولید کننده متان، بازگردانید. از سوی دیگر در زمانی که لجن خام به سیستم اضافه می شود، اگر مقدار اسیدهای فرار افزایش یا کاهش چمشگیری نداشت، قلیاییت افزایش یافت، pH افت چندانی ننمود و کاهش جامدات فعال افرایش یافت، بهبود در سیستم حاصل شده است. میزان تولید گاز نیز باید بررسی شده و همراه با افزایش میزان متان باشد.

این فرآیند بدون استفاده از بذر لجن، به طور معمول 30 الی 40 روز به طول خواهد انجامید و %70 – 60 از حجم گازهای موجود در هاضم نیز از متان خواهد بود. در صورت ایجاد کف، میزان لجن تغدیه را کاهش داده و یا از هاضمی دیگر، لجن به خوبی هضم شده اضافه نمایید، در صورت استفاده از میکسرهای مکانیکی نیز جهت چرخش آن را معکوس کنید تا کف با توده ی لجن مخلوط شود.

چک لسیت مربوط به هاضم بی هوازی

چک لیستی که در ادامه مشاهده خواهید نمود در راستای تکمیل توصیه های قبل برای راه اندازی هر نوع فرآیند هضم بی هوازی می باشد:

1) مطالعه ی کافی برای آشنایی مناسب با فرآیند هضم بی هوازی

الف – اسناد و دفترچه های ارائه شده توسط سازنده ی تجهیزات فرآیند هضم

ب – دفترچه های تعمیر و نگهداری تجهیزات

ج – هرگونه راهنما یا دستورالعمل مرتبط که توسط ارگان هایی مانند محیط زیست یا دستگاه‌های نظارتی ارائه می شود

2) آماده سازی برای راه اندازی

الف – ملاقات با مهندسان مشاور و متخصصان راه اندازی

     i.دریافت مقادیر پارامترهای طراحی

          -حجم هاضم (ها)

          -مقدار بارگذاری جامدات فرار در هاضم (ها)

          -غلظت جامدات لجن که به هاضم (ها) پمپاژ می شود

ب – برآورد شرایط واقعی راه اندازی

     i.برآورد مقدار بارگذاری جامدات فرار و جامدات کلی در هاضم (ها)

3) روند راه اندازی

الف – بذر لجن

• برآورد درصد جامدات کلی و جامدات فرار و تراکم بذر لجن
• محاسبه مقدار بذر لجنی که باید اضافه شود (بر حسب برآورد بارگذاری راه اندازی)
• اضافه نمودن بذر لجن به هاضم (ها) و پر کردن مابقی حجم باقی مانده با لجن خام
• محتویات هاضم (های) اولیه را تا دمای 35 – 32 درجه سانتیگراد گرم نموده و در همان مقدار نگه دارید.
• مخلوط کردن کامل و مداوم محتویات هاضم (های) اولیه
• لجن خام را، به مقدار برآورده شده برای بارگذاری جامدات، به هاضم (ها) پمپاژ کنید
• پارامترهای کنترلی را اندازه گیری نمایید

-اسیدهای فرار، تقریبا سه بار در روز

-قلیاییت کلی، سه بار در روز

-pH، سه بار در روز

-آنالیز گاز برای متان و کربن دی اکسید، تقریبا سه بار در روز

-جامدات فرار، تقریبا یک بار در روز

-محاسبه VA/ALK

•  تنظیم فرآیند

          -در صورت کم بودن میزان جامدات فرار، تغذیه را افزایش دهید و بالعکس

ب – بدون بذر لجن

• هاضم (ها) را با لجن خام پر کنید
• محتویات هاضم (های) اولیه را تا دمای 35 – 32 درجه سانتیگراد گرم نموده و در همان مقدار نگه دارید.
• محتویات را کاملا مخلوط کنید
• به اندازه 10 درصد میزان بارگذاری طراحی شده لجن خام به هاضم پمپاژ کنید
• پارامترهای کنترلی را اندازه گیری نمایید

-اسیدهای فرار (VA)، سه بار در روز

-قلیاییت کلی (ALK)، سه بار در روز

-pH، سه بار در روز

– آنالیز گاز برای متان و کربن دی اکسید، یک بار در روز

-جامدات فرار (VS)، یک بار در روز

-محاسبه VA/ALK

•     تنظیم فرآیند

          -محاسبه مقدار مواد شیمیایی مورد نیاز برای افزودن به محتویات هاضم

          -افزودن مواد شیمیایی به صورت دوغاب به هاضم برای تامین pH و VA/ALK مطلوب برای ارگانیسم های متان

          -کاهش مواد شیمیایی با پایدار شدن فرآیند هضم

          -افزایش 10 درصدی بارگذاری

4)بهره برداری عادی

الف – نظارت بر پارامترهای کنترلی pH، VA/ALK، آنالیزهای گاز و جامدات فرار.

ب – میزان تغذیه را تا زمانی که لجن موجود در هاضم متعادل شود، مرتبا تنظیم کنید.

تغلیظ لجن

الف) تغلیظ فرآیند حذف آب از لجن مخزن ته نشینی اولیه یا ثانویه می باشد. هدف از تغلیظ لجن، کاهش حجم لجن مایع با افزایش غلظت مواد جامد می باشد. این کار موجب افزایش ظرفیت نگهداری مواد جامد در هاضم، کاهش نیاز به گرم کردن و راندمان کلی بهتر هاضم می شود. افزایش مقدار مواد جامد به واسطه ی تغلیظ در برخی موارد به 100 درصد نیز می رسد. در حالت کلی دو روش برای تغلیظ لجن وجود دارد: ثقلی و شناوری.

تغلیظ کننده های ثقلی با ته نشینی مجدد که بسیار مشابه مخازن ته نشینی می باشد اما بدون شیارهای مکانیکی، لجن را تغلیظ می کنند. معمولا لجنی که از مخزن ته نشینی ثانویه خارج می‌شود، تنها با استفاده از تغلیظ کننده ثقلی به مقدار کافی تغلیظ نمی شود.  

استفاده از تغلیظ کننده های ثقلی با شیارهای مکانیکی موجب افزایش بازدهی واحد آبگیری می‌شود. تراکم نتیجه ای از فشرده سازی به سبب وزن خود ذرات جامد و شکست فلاک ها توسط شیارها می باشد، این امر موجب فرار آب می شود. از این ترفند غالبا برای مدیریت لجن مخزن ته نشینی ثانویه استفاده می گردد، چرا که این کار موجب افزایش غلظت جامدات می گردد.

روش دیگر تغلیظ لجن از طریق شناورسازی می باشد. این روند غالبا شبیه به مطالب بیان شده در راه اندازی واحدهای شناورسازی می باشد (برای مطالعه کامل به مبحث مربوط به راه اندازی پیش تصفیه، تصفیه اولیه و تجهیزات کلرزنی مراجعه نمایید). این فرآیند دربرگیرنده ی جداسازی ذرات جامد از لجن به واسطه با عبور هوای فشرده شده از توده ی لجن می باشد. لجن لخته شده بر روی سطح سیال هوادهی شده قرار می گیرد و توسط تجهیزات جمع آوری کننده از فرآیند خارج می شود.

بازرسی و تست های و اولیه

مخزن و سیستم لوله کشی باید عاری از هرگونه آشغال باشد. در صورت استفاده از موتورهای چرخان بایستی چرخش صحیح، تنظیم بودن قسمت های چرخان، فواصل، سر وصدا، لرزش و روانکاری مورد بررسی قرار گیرد. سطوح آب ریزها و سرریزها نیز باید بررسی و تنظیم شود. در صورت استفاده از تغلیظ کننده توسط شناوری، بایستی بلوئرها و خطوط هوا به دقت بررسی شده و از عدم وجود نشتی در آن ها اطمینان حاصل نمود. دیفیوزرها نیز بایستی برای رفع نواقص و گرفتگی های احتمالی مورد بررسی قرار گیرند. نکته ی مهم استفاده از اصول و دفترچه های راهنمای ارائه شده توسط سازنده و تامین کننده تجهیزات می باشد.

راه اندازی

پس از آنکه لجن موجود در تغلیظ کننده شروع به تشکیل پتوی لجن نمود، جامدات معلق (SS) و شاخص حجم لجن (SVI) باید اندازه گیری شود. اندازه گیری جامدات معلق ابزاری برای اندازه گیری راندمان تغلیظ کننده و SVI نیز در تشخیص پدیده بالکینگ لجن کمک فراوانی می نماید. زمانی که لجن رقیق، پمپاژ لجن باید متوقف شود. مشکلات مشابهی که در مخازن ته نشینی رخ می دهد ممکن است در تغلیظ کننده ها نیز اتفاق می افتد (مشکلاتی از قبیل بالکینگ لجن، بالا آمدن و سپتیک شدن لجن).

برای کمک به گندزدایی لجن در تغلیظ کننده ها می توان از منعقد کننده های شیمیایی استفاده نمود. زمانی که مقدار جامدات خشک از طریق آزمایش های جامدات معلق یا کلی یا حتی مشاهدات بصری %8 – 4 تشخیص داده شده، باید اقدام به تخلیه لجن نمود. انجام آزمایش برای تایید نظر اپراتور و ثبت اطلاعات و داده های تصفیه خانه، ضروری است.

ب) بخش تغذیه، واحدی دو منظوره برای تهویه و تغلیظ لجن می باشد. این واحد، نوعی فرآیند شستشو می باشد که در آن قلیاییت از لجن هضم شده حذف می گردد، که در نتیجه موجب کاهش نیاز به منعقد کننده های شیمیایی برای تهویه لجن و آبگیری می گردد.

عمل اختلاط لجن با آب بوسیله هواده های مکانیکی یا دیفیوزرهای هوادهی در بازه ی زمانی 2 – 1 دقیقه انجام می شود. پس از آن مخلوط آب و لجن ته نشین شده و لجن برای انجام سایر فرآیندهای آبگیری خارج می شود. سیال موجود بر روی سطح نیز به واحد دیگری از تصفیه خانه، که معمولا مخزن ته نشینی اولیه می باشد، برگردانده می شود. به دلیل آنکه این امر موجب افزایش احتمالی غلظت جامدات در لجن می گردد، این فرآیند عملکردی مشابه واحد تغلیظ لجن نیز دارد.

این فرآیند موجب حذف تا 80 درصد قلیاییت و کاهش 80 – 65 درصدی کلرید آهن مورد نیاز برای تهویه لجن می شود.

بازرسی و تست اولیه

مخزن و سیستم لوله کشی باید برای اطمینان از عاری بودن از آشغال و موتورهای چرخان برای اطمینان از نصب صحیح، گردش مناسب، تنظیم بودن فواصل، لرزش و صدا و روانکاری مناسب مورد بررسی قرار گیرند. در صورت استفاده از بلوئرهای هوادهی، نشتی در خطوط هوا و نصب صحیح و عملکرد مناسب دیفیوزرها نیز باید بررسی شود. استفاده از دفترچه های راهنما و دستورالعمل های ارائه شده توسط سازنده در تمام مراحل بازرسی و تست اولیه باید در دستور کار قرار گیرد.

راه اندازی

میزان قلیاییت لجن قبل و بعد از انجام فرآیند تغذیه باید اندازه گیری شود. اندازه گیری قلیاییت ابزاری برای تخمین راندمان فرآیند با نشان دادن میزان قلیاییت حذف شده، است.

ج) تهویه شیمیایی معمولا در سیستم های فیلتراسیون خلا یا سانتریفیوژ به عنوان عامل کمک کننده برای افزایش میزان جامدات لجن مورد استفاده قرار می گیرد. زمانی که مواد شیمیایی مخصوصی، به تنهایی یا به صورت مخلوط، به فاضلاب خام اضافه می شود، موجب رهایی آب محبوس، تشکیل لخته های نسبتا نامحلول، که باعث جمع آوری و انباشت ذرات معلق و کلوئیدی می شود، می گردد. مواد شیمیایی مورد استفاده شامل اسید سولفوریک، آلوم، مس ترکیب شده با کلر، سولفات آهن، پلیمرها و بیشتر از همه کلرید آهن (با یا بدون آهک) می باشند.

استفاده از کلرید آهن همراه با آهک برای کاهش قلیاییت لجن می باشد، البته در صورتی که از سایر روش ها مانند تغذیه استفاده نشود. آهک موجب کاهش قلیاییت و درنتیجه کاهش میزان کلرید آهن برای تهویه لجن می گردد. مقدار مورد نظر از مواد شیمیایی که توسط اندازه گیری های آزمایشگاهی حاصل می شود، توسط وسایل مکانیکی برای 1 تا 2 دقیقه با لجن و قبل از آبگیری، مخلوط می گردد.

بازرسی و تست های اولیه

حوض اختلاط و سیستم لوله کشی باید تمیز و بدون آشغال باشد. موتورها باید برای اطمینان از نصب صحیح، گردش صحیح، درست بودن فواصل، روانکاری مناسب و نبود لرزش و صدا به طور کامل بررسی شوند. عمل اختلاط نیز برای اطمینان از یکنواخت و مناسب بودن نیز باید مورد بررسی قرار گیرد. تنظیم بودن سیستم اندازه گیری مواد شیمیایی نیز باید مورد بررسی قرار گیرد. ادوات ثبت کننده هم برای صحت عملکرد باید بررسی شوند.

راه اندازی

میکسرها و ادوات ثبت کننده در حین راه اندازی باید به طور منظم و پیوسته، برای اطمینان از عملکرد صحیح، مورد بررسی قرار گیرند.

آبگیری لجن

متداول ترین روش های آبگیری فاضلاب خام یا هضم شده استفاده از بسترهای خشک کننده، فیلترهای خلا یا سانتریفیوژها می باشد.

الف) بستر خشک کننده لجن، فاضلاب هضم شده را توسط تبخیر و نفوذ آبگیری می کند. بستر شامل یک سیستم زهکشی تحتانی، یک لایه سنگ و سنگریزه و لایه ای از ماسه به قطر 23 تا 30 سانتیمتر می باشد. برخی بسترها دارای محافظی شیشه ای می باشند که موجب کاهش تاثیر پارامترهای محیطی ای که در تضاد با عملکرد بستر هستند شده و همچنین موجب کاهش فضای مورد نیاز برای بسترها با کم کردن زمان خشک کردن می گردند.

بازرسی و تست های اولیه

سیستم زهکشی باید کاملا تمیز باشد. لایه ی شنی باید یکنواخت و صاف باشد. برای اطمینان از هدر نرفتن ماسه ها، بافل ها باید به درستی قرار بگیرند.

راه اندازی

پیش از استفاده از لجن هضم شده، بستر ماسه برای نرم کردن ماسه های فشرده شده باید زیر و رو شود. بستر باید مسطح شده و لجن به عمق تقریبی 30 سانتیمتر برسد.

لجن نباید با سرعت زیادی از هاضم تخلیه شود، زیرا این کار ممکن است باعث آسیب رسیدن به هاضم یا بستر ماسه شود.

لجن زمانی خشک شده است که ترک های بزرگی بر روی سطح ظاهر شده و تا بستر ماسه ادامه یابد. لجن خشک شده را می توان به صورت دستی و به کمک یک چنگک، بیل یا هر وسیله ی مناسب دیگری خارج کرد. با حذف لجن از سیستم بخشی از ماسه نیز به هدر می رود که هر از گاهی نیاز به تامین مجدد آن می باشد. استفاده از تجهیزات مکانیکی یا هر وسیله ی دیگری که ممکن است به بستر آسیب برساند، ممنوع می باشد مگر در مواردی که سیستم برای این منظور طراحی شده باشد.

ب) فیلتراسیون خلا واحد عملیاتی می باشد که معمولا برای آبگیری فاضلاب خام یا هضم شده نیاز به افزودنی های شیمیایی دارد. پس از اضافه و مخلوط کردن مواد شیمیایی (برای کمک به انعقاد با آزاد نمودن آب مبحوس)، لجن برای تخلیه به فیلتر خلا آماده می باشد.

با وجود آنکه انواع مختلفی از این فیلترها وجود دارد، اما متداول ترین آن نوع درام استوانه‌ای به همراه مقداری مدیای فیلتر، برای پوشاندن سطح خارجی، می باشد. داخل آن به محفظه های زهکشی ای تقسیم شده است که به سیستم فیلتر متصل است. به طور تقریبی 20 تا 40 درصد درام، به صورت مستغرق در کف فیلتر می باشد که لجن نیز در آن می باشد. تشک لجن بر روی سطح فیلتر در نتیجه ی اعمال خلا روی محفظه زهکشی که در بخش مستغرق می باشد، تشکیل می شود. همزمان با چرخش تشک از کف، خلا و آبگیری ادامه دارد. حذف کیک لجن با توقف خلا و اعمال هوایی کم فشار به درون فیلتر، که باعث جدا شدن کیک از فیلتر می شود،  و به کمک اسکرابر انجام می شود. سپس به هاپر با یک تسمه نقاله تخلیه می گردد.

برخی از فیلترها با استفاده از چشمه های مارپیچ به عنوان مدیای فیلتر، اقدام به حذف اسکرابر و air backblow می کنند. کیک به واسطه ی حرکت مارپیچ ها در هنگام ترک درام حرکت به سمت غلتک تخلیه، جدا و تخلیه می شود. کیک با حرکت مارپیچ ها در اطراف غلتک برگشتی به هاپر با تسمه نقاله تخلیه می شود.

در صورت عملکرد و نگهداری صحیح، فیلتر خلا باید lbs/ft²/hr 5 – 4 کیک با 20 الی 40 درصد از جامدات را برای لجن اولیه تولید نماید.

بازرسی و تست اولیه

سرپرست تصفیه خانه پس از نصب واحد برای بررسی منطبق بودن آن با دستورالعمل های سازنده و مشاهده مشکلات احتمالی ناشی از نصب، باید در محل حضور داشته باشد. خطوط هوا و یا آب باید مورد بررسی قرار گرفته و عملکرد روان و نصب صحیح تمام شیرها نیز چک شود. موتورها نیز باید مانند مراحل قبل بازرسی شوند. بررسی اسکرابرها و سیستم های تخلیه ی آب و لجن هم نکات بسیار مهم می باشد. مدیای فیلتر قبل و بعد از نصب و در زمانی که واحد در مدار قرار می گیرد، برای اطمینان از چرخش صحیح، باید بررسی شود.

راه اندازی

با آغاز ورود لجن به مخزن، واحد برای عملکرد باید کاملا آماده باشد. زمانی که عمق لجن به مقدار مناسبی رسید، واحد باید در مدار قرار داده شود و به صورت پیوسته مورد بررسی قرار گیرد. عملکرد کلی، رطوبت، جامدات کلی و جامدات فرار لجن فیلتر شده باید به صورت روزانه اندازه گیری شود. سایر تست های که معمولا انجام می شوند شامل جامدات کلی، جامدات فرار، قلیاییت و pH می باشد که پیش از فیلتر شدن لجن انجام می شود.

ج) سانتریفیوژ، جامدات لجن را از بخش مایع لجن توسط ته نشینی و نیروی گریز از مرکز جدا می کند. گاهی اوقات در راستای افزایش بازدهی فرآیندهای آبگیری لجن از افزودن و مخلوط کردن مواد شیمیایی استفاده می شود. سانتریفیوژها استوانه هایی با اندازه های مختلف می‌باشند که با سرعت بالایی می چرخند. لجن به مرکز ظرف، جایی که نیروی گریز از مرکز ایجاد شده، پمپاژ می شود و با چرخش درام مایع سبکتر از جامدات سنگین تر جدا می شوند. یک تسمه نقاله پیچی در درون درام، بخش جامد را از سیستم حذف می کند. قسمت مایع سیستم نیز از جهت مخالف و از طریق سرریزهای قابل تنظیم، حذف شده و غالبا به تغلیظ کننده یا زلال ساز اولیه برگردانده می شود. در صورت بهره برداری و نگه داری صحیح از سیستم، سانتریفیوژ کیکی با 30 تا 35 درصد جامدات تولید خواهد نمود.

بازرسی و تست اولیه

برای اطمینان از اجرای صحیح دستورالعمل ها و شرایط ارائه شده توسط سازنده، نصب سانتریفیوژ باید کاملا مورد بررسی قرار گیرد. تراز و تنظیم بودن درام واحد و تسمه نقاله و همچنین رعایت فواصل مورد نیاز از دیگر نکات مهم است. موتور چرخان و کوپلینگ های مربوطه نیز کاملا تنظیم و تراز باشند. از دیگر موارد مهم می توان به بررسی مناسب بودن روانکاری واحد و عدم وجود لرزه و سر و صدا اشاره نمود.

مکانیزم را یک دور چرخانده و وجود هرگونه لرزه یا سر و صدای غیرعادی را چک کنید (فواصل، تراز بودن بخش های چرخان و چرخش را به دقت بررسی کنید).

راه اندازی

با آغاز شدن ورود فاضلاب به ظرف، مکانیسم را یکبار دیگر برای اطمینان از عملکرد مناسب مورد بررسی قرار دهید. برای بررسی و تخمین بازدهی سانتریفیوژ باید آزمایش های مربوط به رطوبت و درصد جامدات را قبل و بعد از سانتریفیوژ انجام دهیم.

دفع لجن

روش های اصلی دفع لجن عبارتند از: سوزاندن، که در آن کیک لجن به خاکستر تبدیل شده و خاکستر در زمین پراکنده می شود؛ لاگون کردن، که در آن به لجن اجازه داده می شود تا به صورت طبیعی توسط نفوذ و تبخیر آبگیری شود، که به دنبال آن نیز پسماندهای باقی مانده نیز بوسیله بولدزر یا سایر وسایل مناسب حذف می شوند؛ دفن، که در آن لجن حاوی ترکیباتی می‌باشد که روش های دیگر غیرعملی است؛ landfill، که در آن لجن – چه خیس و چه خشک – در محل دفن بهداشتی قرار داده می شود و به سرعت با خاک پوشانده می شود؛ تهویه خاک، که در آن لجن بر روی سطح و برای مصارف کشاورزی پراکنده می شود؛ حمل به اقیانوس، که در آن لجن رقیق شده به اقیانوس یا سایر بدنه های آبی وسیع فرستاده می شود.