آشغالگیر ها اولین و یکی از مهم ترین واحدهای هر تصفیه خانه یا پکیج تصفیه فاضلاب می باشند. آشغالگیرها با غربال نمودن مواد زائدی مانند تکه های چوب، شاخ و برگ ها، جانوران مرده، تکه های البسه، پلاستیک ها و سایر جامدات موجب پیشگیری از آسیب رسیدن به تجهیزات و فرآیندهای پایین دست و افزایش بازدهی آنها می شوند. آشغالگیرها دسته بندی هایی مختلفی دارند اما می توان آنها را به 3 گروه اصلی تقسیم نمود :
1- بر اساس اندازه دهانه: آشغالگیر درشت، متوسط و ریز
2- بر اساس شکل: آشغالگیر میله ای و سبدی
3- بر اساس نحوه ی تمیز کردن: آشغالگیر مکانیکی و دستی
در هنگام خرید آشغالگیر حتما باید توجه شود که نوع و فاصله دهانه باز متناسب با فاضلاب انتخاب گردد. همچنین جنس این تجهیز ترجیحا استیل نگیر و در درجه بعد ST-37 با پوشش اپوکسی باشد که این پارامتر نیز در قیمت آشغالگیر بسیار حائز اهمیت است.
کاهش هزینه های آشغالگیر
استفاده از اسکرین مناسب موجب پیشگیری از گرفتگی لوله ها، خرابی پمپ ها، شیرها و سایر تجهیزات مکانیکی و در نتیجه کاهش نیاز به تعمیر و از مدار خارج نمودن آنها می گردد.
بهبود وضعیت جریان فاضلاب و میزان حذف آشغال ها
حذف مواد زائد بوسیله این تجهیزات موجب نزدیک شدن خصوصیات فاضلاب به شرایط مطلوب و پیش بینی شده در طراحی و کاهش اغتشاش در جریان فاضلاب می شود.
کاهش مشکلات فیزیکی جریان فاضلاب
حذف به موقع و سریع آشغال هایی مانند تکه های لباس، لاشه ی حیوانات و مواد فاسد شدنی موجب کاهش بوی نامطبوع و ایجاد اختلال در فرآیندهای تصفیه به دلیل مشکلاتی مانند تجمع حشرات و عدم تجزیه مناسب برخی مواد خواهد شد.
افزایش راندمان و طول عمر تجهیزات
ورود آشغال ها به تجهیزات و فرآیندهای پایین دست در تصفیه خانه ها موجب کاهش راندمان و یا حتی از کار افتادن آنها می شود. به عنوان مثال ورود پلاستیک به مخازن هاضم ها باعث بروز اختلال در عملکرد فرآیند و دیفیوزرهای هوا می گردد.
کاهش حجم کار اپراتورها حذف خطای انسانی
در موارد بالا مزایای بیان شده به کلیه انواع این تجهیزات مربوط میشد. اما با استفاده از آشغالگیر مکانیکی آویسا علاوه بر عدم نیاز به بهره بردار برای تمیز کردن دستگاه، خطای انسانی ناشی از فراموش کردن تخلیه و در نتیجه آن سر ریز شدن و سایر مشکلات ناشی از آن مرتفع می گردد.
تعریف آشغالگیر
فاضلاب شامل جامدات بزرگ و سنگریزهایی می باشد که می توانند اثرات مخربی بر روی فرآیندهای تصفیه یا تجهیزات مکانیکی داشته باشند و در نتیجه موجب افزایش تعمیرات این تجهیزات می شوند. برای به حداقل رساندن این مشکلات بالقوه نیاز به مدیریت و جداسازی این مواد می باشد. تصفیه اولیه موجب حذف این مواد از فاضلاب ورودی به سیستم می شود. تصفیه اولیه شامل آشغالگیری، دانه گیری، مدیریت لجن اولیه، کنترل بو و تثبیت جریان می‌باشد. در ادامه به بررسی آشغالگیرها خواهیم پرداخت.
آشغالگیری
آشغالگیرها اولین واحدهای عملیاتی در تصفیه خانه های فاضلاب (WWTPs) می باشند. آشغالگیرها چیزهایی از قبیل کاغذ، پلاستیک، تکه های لباس و فلزات را جدا نموده و موجب جلوگیری از آسیب رسیدن و گرفتگی تجهیزات پایین دست، خطوط لوله کشی و دستگاه ها می گردند. امروزه برخی تصفیه خانه های پیشرفته از هر دو نوع آشغالگیرهای ریز و درشت استفاده می‌کنند. شکل زیر نمونه ای از آشغالگیرهای متداول را نشان می دهد (نوعی از آشغالگیر درشت)
آشغالگیرهای درشت
آشغالگیرهای درشت مواد جامد بزرگ، تکه های لباس و پسماندها را از فاضلاب حذف می کنند و معمولا دهانه هایی به اندازه 6 میلیمتر یا بزرگتر دارند. آشغالگیرهای بزرگ شامل دو نوع آشغالگیرهای میله ای با تمیز کننده مکانیکی و دستی از جمله پیش آشغالگیرها می باشند. جدول 1 انواع مختلف آشغالگیرهای درشت را نشان می دهد.
آشغالگیرهای ریز
از آشغالگیرهای ریز غالبا برای حذف موادی که امکان ایجاد مشکلات متعدد راهبری و تعمیر و نگهداری در فرآیندهای پایین دست را دارند، استفاده می شود؛ به خصوص در مواردی که تصفیه اولیه ندارند. اندازه ی معمول برای دهانه ی این آشغالگیرها 1.5 تا 6 میلیمتر می باشد. استفاده از آشغالگیرهای بسیار ریز، با دهانه هایی به اندازه ی 0.2 تا 1.5 میلیمتر، بعد از آشغالگیرهای ریز و درشت می تواند میزان جامدات معلق را به نزدیکی سطح جامدات معلق حاصل از زلال سازی اولیه کاهش دهد.
خردکن ها
پردازش جامدات بزرگ موجب کاهش اندازه آن ها و در نتیجه حذف راحتر آن ها در فرآیندهای تصفیه ی پایین دست مانند زلال ساز اولیه، که در آن هم جامدات شناور و هم جامدات قابل ته‌نشینی از سیستم خارج می شوند، می گردد. خرد کن ها برای تکه تکه نمودن مواد تا اندازه ی 19 – 6 میلیمتر، در کانال ورودی جریان فاضلاب نصب می شوند.
نوعی از خردکن ها که کامینوتر (Comminutor) نام دارند، دارای یک سیلندر شیاردار چرخان می باشند که جریان فاضلاب از میان آن عبور می کند. جامداتی که اندازه آن ها برای عبور از شیارها بیش از حد بزرگ می باشد، با چرخش سیلندر توسط تیغه های موجود بریده می شوند و تا زمانی که بتوانند از دهانه ی شکاف ها عبور کنند، این عمل ادامه خواهد داشت.
نوعی دیگری از خردکن ها گریندرها (Grinder) می باشند. گریندرها دارای دو دست تیغه متقاطع با جهت چرخش عکس یکدیگر می باشند که آشغال های موجود در فاضلاب را به ذراتی با اندازه ی 6 میلیمتر تکه می کند. تیغه ها بر روی دو شفت گردان با فاصله ی یکسان نصب شده اند. برای تمیز نمودن تیغه ها، شفت ها با سرعت متفاوت و در جهت عکس می چرخند. شکل 2 نمونه ای از یک خردکن کانالی را نشان می دهد.
عمل خردکردن در گریندرها موجب کاهش تشکیل توپ ها و طناب های زباله می شود (مشکل اصلی کامینوترها). در مواردی که فاضلاب دارای مقادیر زیادی از جامدات و تکه های لباس می باشد، مانند فاضلاب زندان ها، برای جلوگیری از سایش بیش از حد و گرفتگی، از گریندرها بعد از آشغالگیرهای درشت استفاده می شود.
کاربردهای آشغالگیر
از آنجا که آشغالگیرها تنوع زیادی دارند، لذا طراحی و انتخاب مناسب با توجه به شرایط موجود بسیار حائز اهمیت می باشد. با توجه به وجود شباهت میان انواع مختلف این تجهیز در فرآیندها، طراحی و انتخاب نادرست ممکن است موجب ناکارآمد شدن فرآیند تصفیه شود.
همانطور که در بالا توضیح داده شد، اکثر تصفیه خانه های بزرگ از سیستم های مکانیکی آشغاگیرها استفاده می کنند چرا که این کار موجب کاهش هزینه های مربوط به نیروی کار و بهبود شرایط جریان فاضلاب و میزان آشغالگیری می شود. غالبا تنها تصفیه خانه های قدیمی یا کوچک از آشغالگیرهای دستی به عنوان تجهیزات تصفیه اولیه یا آشغالگیری استفاده می کنند.
معمولا در کنار آشغالگیرهای مکانیکی از یک متراکم ساز زباله برای فشرده نمودن آشغال های منتقل شده به محل دفع زباله استفاده می شود. در عین حال تصفیه خانه هایی که از آشغالگیرهای مکانیکی استفاده می کنند، باید آشغالگیر دیگری را به عنوان آشغال گیر رزرو، آماده به کار داشته باشند تا در صورت بروز هرگونه مشکل برای تجهیز در حال کار، آن را وارد مدار کنند. این اصلی مهم و استاندارد در طراحی اکثر تصفیه های خانه های جدید می باشد.
در سال های گذشته استفاده از آشغالگیرهای ریز در تصفیه اولیه مجددا رونق گرفته است. استفاده ی وسیع از این نوع آشغال گیرها مربوط به قبل از سال 1930 می باشد، اما به دلیل سختی پاک کردن روغن و چربی از این آشغال گیرها، استفاده از آن ها به شدت کاهش یافت. اما در اوایل دهه ی 1980 و با بهبود جنس مواد به کار رفته در آن ها، مجددا استفاده از آن ها فراگیر شد.
کاربردهای خردکن ها
معمولا از خردکن ها برای تکه کردن مواد به اندازه ی 19 – 6 میلیمتر و در تصفیه خانه های کوچک (در تصفیه اولیه) استفاده می شود. این مواد تکه شده در فاضلاب باقی مانده و در فرآیندهای پایین دست از سیستم حذف می شوند.
مزایای آشغالگیرها
آشغال گیرهای دستی معمولا نیازی به تعمیر ندارند (یا خیلی کم) و برای تصفیه خانه های کوچک با آشغال کم، بسیار مناسب می باشند. آشغالگیرهای مکانیکی هزینه ی نیروی انسانی کمتری نسبت به آشغال گیرهای دستی داشته و همچنین موجب بهبود وضعیت جریان فاضلاب و میزان حذف آشغال ها می گردد.
مزایای خردکن ها
یکی از مزیت های اصلی استفاده از خردکن ها کاهش آسیب و نیاز به تعمیر تجهیزات در فرآیندهای پایین دست می باشد. استفاده از این تجهیزات همچنین موجب کاهش بو، حشرات و مشکلات مربوط به آشغالگیرها می شوند. اخیراً برخی خردکن ها قادر به تکه کردن، حذف، شستشو و فشرده سازی آشغال ها می باشند. استفاده از خردکن ها در آب و هوای سرد موجب برطرف نمودن نیاز به پیشگیری از یخ زدن آشغال های جمع آوری شده نیز می گردد.
معایب آشغالگیرها
برای جلوگیری از بوجود آمدن گرفتگی و بالا آمدن سطح آب پشت آشغال که موجب تشکیل لایه ای از مواد جامد بر روی آشغال گیر می شود، جمع آوری آشغال ها در آشغالگیرهای دستی باید به طور مداوم و مرتب انجام گیرد. افزایش تعداد دفعات جمع آوری آشغال ها موجب بالا رفتن هزینه ی نیروی انسانی و در نتیجه افزایش هزینه های بهره برداری می شود.
همچنین حذف لایه های جامد تشکیل شده در زمان تمیز نمودن آشغالگیر می تواند موجب اغتشاش و افزایش بیش از حد جریان فاضلاب شده که این امر باعث کاهش بازدهی جداسازی ذرات جامد در واحدهای پایین می گردد. آشغال گیرهای مکانیکی از این مشکلات مبرا می باشند اما همانطور که گفته شد هزینه های تعمیر و نگهداری تجهیزات در آن ها بالا می باشد.
معایب خردکن ها
خردکن ها می توانند باعث بروز مشکلاتی از قبیل افزایش حجم پلاستیک ها در مخازن هاضم ها یا انباشت (تراکم) چربی ها بر روی دیفیوزرها، در فرآیندهای پایین دست شوند. علاوه بر این، مواد جامد خارج شده از خردکن ها (گریندرها و کامینوترها) در طول فرآیند هضم، تجزیه نخواهند شد. اگر این مواد جامد مصنوعی از سیستم خارج نشوند، ممکن است موجب از بین رفتن مواد جامد بیولوژیکی ای شود که برای اصلاح و ترمیم خاک مورد استفاده مجدد قرار می گیرند.
کارایی
کارایی آشغالگیرهای میله ای بسته به فاصله ی میله ها، متفاوت می باشد. جدول 2 میزان معمول آشغال گیری را برای اندازه های مختلف آشغالگیرها نشان می دهد.
میزان آشغال گیری وابسته به طول و شیب سیستم جمع آوری و وجود ایستگاه پمپاژ نیز می باشد. زمانی که سیستم جمع آوری طویل و پرشیب می باشد و یا مجموعه دارای ایستگاه پمپاژ می باشد، به دلیل تجزیه مواد جامد میزان آشغال و به تبع آن میزان آشغالگیری کاهش می یابد. سایر مواردی که بر روی میزان آشغال گیری تاثیر گذار می باشند، وابسته به جریان فاضلاب هستند چرا که با افزایش جریان این مقدار نیز افزایش خواهد یافت.
راهبری و تعمیر و نگهداری آشغالگیرها
آشغال گیرهای دستی برای جلوگیری از گرفتگی نیاز به جمع آوری مداوم آشغال ها دارند. تناوب تمیز نمودن آشغالگیر رابطه ی مستقیمی با خصوصیات فاضلاب ورودی به تصفیه خانه دارد. برخی تصفیه خانه ها از آشغال گیرهای ترکیبی مانند آشغالگیرهای سبدی که به صورت دستی برداشته و تمیز می شوند، استفاده می کنند. آشغال گیرهای مکانیکی معمولا به نیروی انسانی کمتری نیاز دارند چرا که آشغال ها بوسیله تجهیزات مکانیکی جمع آوری می شوند.
با این حال دندانه های آن ها با توجه به حساسیتشان نسبت به شکستگی و خم شدگی باید مرتباً بازرسی شوند. بخش های دوار دستگاه نیز، در صورت وجود، باید به طور مرتب چک شوند (گیر کردن آشغال ها موجب اختلال در عملکرد و آسیب رسیدن به آن ها می گردد). همچنین دانه های جدا شده توسط آشغالگیر نیز باید به طور منظم دفع شود.
راهبری و تعمیر و نگه داری خردکن ها
کامینوترها (Comminutors) می توانند موجب بروز مشکلاتی در راهبری و تعمیر و نگه داری در فرآیندهای پایین دست شوند. در حالیکه تکه نمودن مواد جامد باعث از بین بردن مشکلات مربوط به مدیریت آشغال ها در راس تصفیه خانه می شود، اما استفاده از این تجهیز می تواند موجب بروز مشکلاتی از قبیل کاهش کیفیت جامدات بیولوژیکی هضم شده و تراکم زباله چربی بر روی دیفیوزرها هوا نیز گردد، که این امر منجر به کاهش محبوبیت و استفاده از این تجهیز شده است.
غالب طراحی های جدید از به کارگیری کامینوترها پرهیز نموده اند و در بسیاری از تصفیه خانه های موجود نیز، این تجهیز از مدار خارج شده است. گریندرها (Grinders) بسیار تحت تاثیر دانه ها و سایر مواد جامد می باشند. این تجهیز نیز نیاز به مراقبت مداوم داشته و هر 6 ماه یکبار باید مورد بررسی کامل قرار گیرد. بازه ی زمانی مناسب برای تعویض یاتاقان ها و دندانه ی تیغه ها، بسته به شرایط موجود نیز 1 تا 3 سال می باشد.
هزینه ها
هزینه های تجهیزاتی مانند سیستم های آشغالگیری تابع مواردی مختلفی مانند خصوصیات فاضلاب ورودی، نوع تکنولوژی مورد استفاده، تجهیزات کمکی (فرعی)، کارایی فناوری مورد استفاده نسبت به شرایط موجود و …. دارد. در نمودار زیر نمونه ای از ارتباط میان مقدار جریان فاضلاب ورودی و هزینه های مربوط به ساخت و تعمیر و نگهداری یک آشغالگیر چرخان افقی در ایالات متحده نشان داده است.
شکل بالا فقط نمونه ای از این ارتباط می باشد و نمی توان از آن به عنوان رابطه ای جامع یاد کرد، چرا که این هزینه ها برای تصفیه خانه های مختلف با فرآیند های مختلف، متفاوت و منحصر به فرد می باشد.
