پکیج چربی گیر EC برای تصفیه، بازیابی و استفاده مجدد از فاضلاب های حاوی روغن و مشتقات نفت و گاز با استفاده از الکتروکواگولاسیون مورد استفاده قرار می گیرد. الکتروکواگولاسیون (EC) ترکیبی از روش های تصفیه قدیمی (انعقاد و شناورسازی) با روش های الکتروشیمیایی نوین می باشد. این فرآیند موجب ناپایدار شدن آلاینده های آلی محلول و روغن های امولسیونی در محیط های آبی از طریق تولید ذرات باردار که منجر به خنثی سازی بارهای الکترواستاتیک ذرات و قطره های روغن/امولسیون و تسریع فرآیند توده سازی/انعقاد (و در نهایت تسهیل فرآیند جداسازی) می شود، می گردد.
پکیج چربی گیر EC در مقایسه با روش های معمول و قدیمی انعقاد، احتمال انعقاد کوچکترین ذرات باردار شده به دلیل قرار گرفتن در میدان الکتریکی و حرکت مدام آنها بسیار بیشتر بوده و از همین رو بازدهی سیستم بیشتر خواهد بود. علاوه بر این، لخته های تشکیل شده توسط فرآیند الکتروکواگولاسیون تمایل به داشتن آب کمتری دارند و به همین دلیل در مقابل شکست مقاوم تر بوده و راحتر فیلتر می شوند.
فرآیند EC از سال 1909 شناخته شده و روز به روز در حال گسترش و بهبود است. بیشترین کاربرد این روش برای جداسازی روغن امولسیون، هیدروکربن های نفتی، جامدات معلق و فلزات سنگین از فاضلاب صنایعی مانند نفت و روغن و گاز، ساخت و ساز و معادن بوده است. به خصوص در بخش نفت و گاز، فرآیند و پکیج چربی گیر EC اساسی ترین نقش را برای تصفیه و استفاده مجدد (در محل) از آب در بخش هایی مانند حفاری و شکستن و به حداقل رساندن تاثیر نامطلوب تخلیه فاضلاب به چاه های جذبی ایفا کرده است.
عدم شناخت مناسب از سیستم و طراحی های غیرمهندسی و نامناسب موجب جلوگیری از رشد و شکوفایی این فرآیند در بسیاری از کشورها از جمله ایران شده است که امروزه با تشدید بحران آب در کشور و بخش صنعت و هم چنین سختگیرانه تر شدن استانداردها و قوانین محیط زیست ارزش و کارآیی این روش بیش از پیش درحال خودنمایی است.
اصول کلی الکتروکواگولاسیون در پکیج چربی گیر EC
به طور کلی واحد الکتروکواگولاسیون پکیج چربی گیر EC شامل یک آند قربانی که وظیفه اصلی آن تولید یون های فلزی منعقد کننده بوده و یک کاتد از جنس صفحات فلزی (هر دو درون محلول غوطه ور می باشند) است. جنس این الکترودها معمولا از فلزهای ارزان و غیرسمی مانند آهن می باشد. طبق اصول قانون فارادی، حلالیت (در توده) متناسب با جریان به کار گرفته شده I و مدت زمان تصفیه ts می باشد.
در معادله بالا z ظرفیت یون های الکترود، M ظرفیت مولکولی فلز و F ثابت فارادی (C/mol 96485) می باشند. انعقاد در این روش با کاهش سطح مفید (خالص) بار اتفاق می افتد که در ادامه با توانایی ذرات کلوئیدی (که قبلا توسط انفجار الکترواستاتیک تثبیت شده اند) در استفاده از نیروی فن در وال برای تراکم صورت می پذیرد. کاهش سطح بار نتیجه ای از کاهش پتانسیل دافعه لایه دوگانه الکتریکی با حضور الکترولیتی با بار مخالف می باشد.
در شکل زیر نمونه ای از فرآیند EC موجود در پکیج چربی گیر EC و مکانیزم جداسازی توسط القا الکتریکی (انعقاد، لخته سازی و شناورسازی) نشان داده شده است.
فلزات و سایر آلاینده ها، جامدات معلق و روغن های امولسیون به خنثی سازی بارهای سطحی (ناپایدارسازی) به همراه لخته ها حرکت می کنند. این ناپایدارسازی توسط حرکت آهسته لخته ها نیز اتفاق می افتد، جایی که ناخالصی ها توسط رسوب غیرشفاف هیدروکسید به دام افتاده و حذف می شوند. میکروحباب ها (معمولا O2 و H2) با چسبیدن به توده ها، به جداسازی و بالا رفتن لخته ها بر روی سطح کمک می کنند. بسته به انتخاب کارفرما و نوع فاضلاب و فرآیندهای مورد استفاده، مرحله نهایی جداسازی جامدات می تواند با استفاده از روش های مختلفی مانند مخازن ته نشینی، فیلتراسیون (مدیا)، الترافیلتراسیون و … انجام شود.
تاکنون از EC برای تصفیه فاضلاب های مختلفی استفاده شده است و با توجه به عملکرد مثبت این سیستم، اصلاحات و بهبودهای گسترده ای روی آن صورت گرفته است. اما یکی از اصلی ترین کاربردهای این سیستم تصفیه فاضلاب صنایع نفت و گاز و آب حاصل از فرآوری این مواد (PW) می باشد. PW به آبی گفته می شود که زیر سنگ های مادر نفت و گاز در فشار و درجه حرارتی بالا قرار گرفته اند و در طول فرآیند تولید، همراه نفت و گاز بالا می آیند.
علاوه بر مواد نفتی و مشقات آن، سایر آلاینده های موجود در این دسته ازآب ها و فاضلاب تولیدی توسط این صنایع شامل نمک ها، هیدروکربن ها (محلول و نامحلول)، گازهای محلول (مانند H2S و CO2)، باکتری ها و سایر میکروارگانیسم ها و مواد جامد مختلف می باشد. هم چنین PW ممکن است شامل افزودنی های شیمیایی ای (مواد ضد خوردگی، ترکیبات اکسیژن، شکننده های امولسیون ها و شوینده ها، لخته سازها و حلال ها) باشند که در طول فرآیند تولید، حفاری و حتی پیش تصفیه مورد استفاده قرار می گیرند. این مواد شیمیایی می توانند تاثیر زیادی بر روی ضریب پراکندگی آب/روغن، سمیت و زیست تخریب پذیری داشته باشند.
امروزه PW به عنوان نوعی فاضلاب صنعتی شناخته می شود و تخلیه آن به آب های سطحی، چاه های جذبی و حتی تبخیر و ورود آن به اتمسفر بسیار خطرناک و برخلاف قوانین زیست محیطی می باشد. لذا بهتر است (هم از نظر زیست محیطی و هم اقتصادی) این نوع آب پس از تصفیه، برای استفاده مجدد دوباره به چرخه ی تولید بازگردانده شود. شکل بالا شماتیک نمونه ای از سیستم تصفیه مورد استفاده برای این نوع پساب ها را نشان می دهد.
استفاده از استاتیک میکسر ها در سال های اخیر از محبوبیت بالایی برخودار شده است و دلیل آن وجود مزایای متعدد موجود در این تجهیزات مانند کاهش مصرف انرژی، تعمیرات و اثرات زیست محیطی در کنار بهبود راندمان سیستم و فرآیندهای مورد نظر می باشد. شرکت تصفیه هوشمند آویسا با استفاده از تجربه، نوآوری و خلاقیت و به کارگیری دانش روز دنیا، یکی از پیشگامان تولید تجهیزات مختلف صنعت آب و فاضلاب و صنایع مرتبط می باشد که انواع مختلف استاتیک میکسرها و تجهیزات مرتبط با آن یکی از زمینه های فعالیت های تخصصی این شرکت می باشد.
شرکت تصفیه هوشمند آویسا با تکیه بر دانش و تخصص مهندسان مجرب و هم چنین تجربه ی تیم کارگاهی خود در زمینه ی طراحی، تولید و اصلاح سیستم ها و تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب یکی از پیشتازان این صنعت می باشد. این شرکت قادر به طراحی و ساخت انواع مختلف استاتیک میکسرها برای کاربردها و صنایع مرتبط و غیرمرتبط می باشد. طراحی استاتیک میکسرها بر مبنای دانش تخصصی مهندسان این شرکت در زمینه سیالات بوده و همین امر موجب تضمین کیفیت و کارآیی تجهیزات ساخته شده توسط این شرکت می گردد.
مصرف انرژی پایین
طراحی استاتیک میکسر ها با توجه به هدف کارفرما و ویژگی های سیستم مورد استفاده به گونه‌ای انجام می پذیرد که بالاترین میزان راندمان با پایین ترین مصرف انرژی، افت فشار همراه شود.
بیشترین راندمان اختلاط
تمام استاتیک میکسر های شرکت تصفیه هوشمند آویسا به گونه ای طراحی و ساخته می شوند که بیشترین مقدار بازدهی در اختلاط را ارائه دهند. محصولات این شرکت طیف گسترده ای از اندازه ها و جنس های مختلف و استاندارد را شامل می شود که همگی آنها دارای بیشترین بازدهی اختلاط در کوتاه ترین زمان ممکن می باشند.
کمترین نیاز ممکن به تعمیر و نگهداری
طراحی به گونه ای است که بر خلاف میکسرهای متحرک، دارای هیچ بخش متحرکی نیست و در نتیجه میزان تعمیرات در آنها به صفر برسد. این شرکت با بهره گیری از این ویژگی توانسته است نیاز صنایع مختلف در این حوزه را مرتفع سازد.
کاهش هزینه های نصب و بهره برداری
شرکت تصفیه هوشمند آویسا با ارائه دفترچه راهنما و شناسنامه ی محصولات خود به کارفرمایان و مشتریان، همواره سعی بر هموار نمودن مسیر نصب و کاهش هزینه های مربوطه داشته است. در همین راستا طراحی استاتیک میکسر های این شرکت نیز به گونه ای صورت می پذیرد که این هزینه ها به پایین ترین حد ممکن برسد.
کاهش استفاده از مواد شیمیایی
بالا بودن راندمان اختلاط و کیفیت آن در استاتیک میکسر های طراحی و ساخته شده توسط این شرکت، موجب کاهش نیاز به استفاده از مواد شیمیایی به دلیل بهبود فرآیند اختلاط می گردد.
کاهش فضای مورد نیاز
استاتیک میکسر های طراحی شده توسط این شرکت علاوه بر کارآیی، کم ترین حجم ممکن را دارا می باشند و به همین علت از این تجهیزات می توان در کمترین فضای ممکن مانند زانویی‌ها و برخی پوسته ها نیز استفاده نمود.
طراحی منحصر به فرد
تمامی تجهیزات تولید شده توسط شرکت تصفیه هوشمند آویسا با دقت بسیار بالا و بر اساس ویژگی ها و درخواست مشتریان طراحی و ساخته می شوند تا نیازهای سیستم را به بهترین شکل ممکن برآورده نمایند. همین امر موجب بهبود راندمان سیستم و آسان نمودن فرآیندهای نصب، راه اندازی، تعمیر و راه اندازی و کنترل برای مشتریان و کارفرمایان می گردد.
مقدمه
از استاتیک میکسرها می توان برای طیف گسترده ای از فرآیندها و عملیات نظیر دوزینگ، پراکندگی، تبادل حرارتی در جریان های لمینار و تشکیل امولسیون استفاده نمود. استاتیک میکسر ها دارای نقاط قوت برجسته ای برای اختلاط مایعات، گازها و پودرهای جامد هستند. تاکنون این تجهیزات در صنایع مختلفی مورد آزمایش و استفاده قرار گرفته اند که در اکثریت قریب به اتفاق آنها نیز نتایج امیدوار کننده و مورد قبول بوده است. عملیات اختلاط یا میکس کردن توسط فرآیندهای جداسازی، توسعه و جابجایی مداوم اجزا صورت می پذیرد.
میکسرهای ایستا یا بدون حرکت برای اختلاط ترکیبات تزریقی با سیال مادر، از یک سری عناصر اختلاط مشخص که دارای نتظیمات دقیقی هستند، استفاده می کنند. اختلاف غلظت، دما و سرعت در مقطع جریان همگن و یکنواخت می شوند. میکسرها در حالت کلی تجهیزاتی هستند که معمولا شامل یک بخش لوله ای ساده، فلنج ها به همراه تعدادی انژکتور (تزریق کننده)، نقاط نمونه برداری که در خم ها (زانویی ها) یا قسمت های مربعی یا مستطیلی برای مجاری و کانال های باز قرار دارند، هستند. استاتیک میکسرها در جنس های مختلف و متنوعی مانند کربن استیل، فولاد ضدزنگ، آلیاژهای مختف، GRP، uPVC، cPVC، PTFE و … تولید و استفاده می شوند.
اجزا و بخش های یک استاتیک میکسر را می توان با توجه به مورد، هدف و صنعت مورد استفاده به شکل های مختلفی طراحی نموده و ساخت. هم چنین می توان با توجه به قابلیت استفاده آن برای انواع مختلف هوزینگ ها – از فشار بالا تا کانال باز- از این تجهیزات در صنایع و محیط‌های صنعتی مختلف استفاده شود. اجزا و بخش های یک استاتیک میکسر می توانند به صورت ثابت و فیکس شده یا تعویض شونده باشند و تعداد لازم و مورد نیاز اجزا و بخش های مخلوط کننده نیز برای یک کاربرد و فعالیت خاص با توجه به مقدار همگن بودن مورد نیاز و نسبت حجم به جریان اجزا در فرآیند مورد نظر تعیین می گردد.
میزان همگن بودن مورد نیاز با توجه به نوع اختلاط مورد استفاده در استاتیک میکسر متفاوت می باشد و می بایست توسط کارفرما (استفاده کننده نهایی از سیستم) و با توجه به تغییر ضریب CoV مشخص گردد. در اکثر موارد میزان CoV در بازه ی 0/01 تا 0/05 مقداری معقول برای بیشترین فرآیندها و کاربردها و می باشد، هر چقدر میزان CoV کمتر باشد، فرآیند اختلاط در استاتیک میکسر کیفیت بهتری خواهد داشت.
مقدار CoV به صورت زیر تعریف و محاسبه می شود:
که در آن c : میانگین مقدار غلظت افزودنی های اندازه گیری شده
Cmean : میانگین غلظت نظری
Ci : غلظت موضعی افزودنی ها در محل اندازه گیری
N : تعداد نواحی اندازه گیری غلظت است.
برخی مزایای استاتیک میکسر:
بازدهی اختلاط در استاتیک میکسر ها بسیار بالا می باشد لذا میزان مصرف مواد و افزودنی های شیمیایی و تشکیل مواد و محصولات جانبی به طور چشمگیری کاهش خواهد یافت.
استاتیک میکسر نیاز به استفاده از مخازن، همزن ها، قطعات متحرک و نیروی محرک مستقیم را از بین می برد و این امکان را به مصرف کننده می دهد تا با مصرف کمترین انرژی بالاترین کارآیی را داشته باشد.
انرژی مورد نیاز برای فرآیند اختلاط و تامین بازدهی مورد نظر از طریق افت فشار جریان سیال در اجزا استاتیک میکسر تامین می شود. استاتیک میکسر ها به صورت دائمی نصب می شوند و هیچ گونه کاهش ظرفیتی برای پمپ های موجود در سیستم ایجاد نمی‌کنند.
نصب استاتیک میکسر ها بسیار ساده و آسان بوده و نیازی به مهارت خاصی برای برای نصب و بهره برداری آنها نمی باشد.
این تجهیزات هیچ بخش متحرکی ندارند و لذا عملاً تعمیرات خاصی نخواهند داشت.
استاتیک میکسر را می توان برای سایزهای مختلفی ساخت و هم چنین برای طراحی آنها در کانال های باز نیز هیچ گونه محدودیت طراحی و ساختی وجود ندارد.
هر استاتیک میکسر را می توان با توجه به فرآیند و هدف استفاده به صورت منحصر به فردی طراحی نمود و ساخت.
اصول عملکرد استاتیک میکسر
اصول عملکرد یک استاتیک میکسر در مواقعی که دو نوع سیال مخلوط پذیر با جریان آرام وجود دارد بر مبنای تقسیم جریان می باشد. اجزا و عناصر موجود در استاتیک میکسر به صورت مارپیچی یا شبه مارپیچی می باشند و در داخل مجموعه ای از پیچ و تاب های متناوب چپ و راست 180 درجه ای قرار دارند. این اجزا، جریان ورودی را به دو بخش تقسیم نموده و سپس آنها را 180 درجه می چرخانند. این اجزا به صورت سری در استاتیک میکسر قرار می گیرند. با افزایش تعداد جریان ها یا لایه ها، ضخامت لایه ها کاهش می یابد. معمولا برای انجام اختلاط به صورت کامل و موفق، نیاز به 12 تا 24 جز می باشد.
در صورت وجود دو نوع سیال اختلاط پذیر در جریان متلاطم، مکانیسم اصلی مخلوط نمودن شعاعی خواهد بود به این ترتیب که سیال به صورت مدام از مرکز لوله به سمت دیواره ها حرکت داده می شود و تغییر جهت سیال توسط اجزا صورت می پذیرد. برای دستیابی به اختلاط کامل و موفق (همگن سازی کامل) در جریان های متلاطم نیاز به 1/5 تا 4 جز می باشد.
در مواقعی که در نوع سیال اختلاط ناپذیر با جریان متلاطم داشته باشیم، مکانیزم اختلاط شعاعی موجب کاهش اختلاف شعاعی در سرعت و اندازه و قطرات می شود. این امر باعث افزایش سطح تماس بین فازها می شود و فرآیند اختلاط را بهبود می بخشد. مقدار طول پراکندگی مورد نیاز وابسته به مدت زمان تماس می باشد. برای فرآیندهایی که دارای حجم زیادی از جابجایی می‌باشند و تعادل در آنها به سرعت برقرار می شود، طولی به اندازه 5 برابر قطر کافی می باشد.
انواع مختلف استاتیک میکسر ها
امروزه از استاتیک میکسر ها در مکان ها و فرآیندهای مختلف و متنوعی در سراسر جهان استفاده می شود و این تجهیزات بالاترین استانداردهای مربوط به اختلاط، امنیت و اقتصادی را دارا می باشند. در حالت کلی استاتیک میکسر ها به گروه های زیر تقسیم می شوند:
میکسرهای کانالی: از این تجهیزات در تصفیه خانه های جدید (یا جایگزینی آنها در تصفیه خانه‌های قدیمی) استفاده می شود. این دسته از استاتیک میکسر ها به سرعت به سطح بالایی از اختلاط دست پیدا می کنند و به مقدار بسیار کمی موجب افت هد (فشار) در طول های بسیار کوتاه می شوند. میکسرهای کانالی بازه ی گسترده ای از جریان ها را در برمی گیرند و استفاده در اختلاط شیمیایی بسیار کارآمد و ایده آل می باشند، چرا که موجب میزان استفاده از مواد شیمیایی و در نتیجه کاهش هزینه ها و پیامدهای زیست محیطی می گردند.
میکسرهای لوله ای: معمولاً از جنس فولاد ضدزنگ، PVC، PP، کربن استیل می باشند و به دو صورت ثابت یا قابل جابجایی هستند. این تجهیزات معمولاً شامل پوشش های گرمایشی و سرمایشی، تزریق کننده ها (انژکتورها) و نقاط نمونه می باشند و برای استفاده در تمام صنایع مناسب هستند. این نوع از استاتیک میکسر ها دارای بازه ی گسترده ای از اقطار – 10 تا 300 سانتیمتر – می باشند.
سیستم های پراکندگی گازی: این نوع از تجهیزات دارای دو نوع مختلف از میکسرها می باشند، یکی برای تشکیل حباب های گاز و دیگری برای تامین زمان تماس و انتقال حجم مورد نیاز.
از پکیج چربی گیر CPI و جداسازهای API و TPI معولا برای جداسازی روغن آزاد از پساب ها یا جامدات معلق در تصفیه آب در سیستم های آب همراه با روغن (OWS) استفاده می شود.
قاعده اصلی مورد استفاده برای جداسازی دو فاز (مایع-مایع یا جامد-مایع) در سیستم های OWS، اختلاف وزن مخصوص میان فازها می باشد. به این روش جداسازی ثقلی نیز می گویند. بنابراین واضح است فازی که چگالی بیشتری دارد ته نشین شده و فازی که چگالی کمتری دارد بر روی سطح شناور خواهد شد. در سیستم های OWS، میزان بازدهی و راندمان این روش تابع پارامترهای مختلفی مانند میزان اختلاف چگالی، ویسکوزیته، عوامل محیطی، دما، آشفتگی، ماهیت ناخالصی موجود و … دارد. در برخی موارد نیز نیاز به استفاده از منعقد کننده ها و لخته سازهای شیمیایی برای حذف آلاینده های موجود (از طریق سبک یا سنگین کردن آنها) می باشد.
علاوه بر عوامل بالا که تاثیر بسزائی در جداسازی ناخالصی ها با استفاده از این روش های جداسازی دارند، توجه به نرخ سرریز (m3/m2/day) یا سرعت ته نشینی (m/hr) نیز بسیار مهم می باشد. این عامل نشان دهنده ی سطح مورد نیاز برای جداسازی ثقلی در یک سیستم OWS می باشد. در حقیقت این پارامتر نشان دهنده ی مستقل بودن جداسازی ثقلی از عمق مخزن است.
پکیج چربی گیر CPI
در سیستم های تصفیه آب روغنی، برای بهبود اندازه و هزینه های سیستم های جداساز، از صفحات کج (قرار داده شده در زاویه های از پیش تعیین شده) در واحدهای CPI/TPI استفاده می شود. از آنجایی که عمدتا از دسته ای از صفحات راه راه برای این منظور استفاده می شود، جداسازهای دارای صفحات کج عموما با نام CPI یا Corrugated Plate Interceptor شناخته می شوند.
صفحات موجود در پکیج چربی گیر CPI/TPI که از آنها برای جداسازی روغن آزاد از آب یا فاضلاب استفاده می شود، شامل تعدادی از ورق های موازی راه راه (Corrugate) می باشند که در واقع قلب سیستم زلال سازی را تشکیل می دهند. این پک شامل دسته ای از صفحات پلاستیکی (تقویت شده توسط رزین ها) است که بوسیله قابی از جنس پلاستیک، آهن یا استیل در جای مناسب و مورد نظر نگه داشته می شود.
تعداد صفحات مورد نیاز در یک پک توسط محاسبات مربوط به نوع و اندازه سیستم مانند مقدار جریان ورودی، ویژگی های فاضلاب و واحد و هم چنین از طریق نتایج مربوط به استفاده عملی این سیستم در صنایع و شرایط مشابه به دست می آید.
جریان فاضلاب ورودی از میان فاصله بین صفحات وارد سیستم می شود و جداساز عملیات جداسازی آب و روغن را انجام می دهد. بهترین شرایط برای عملکرد سیستم زمانی اتفاق می افتد که جریان به صورت آرام و به دور از هرگونه اغتشاش وارد سیستم و صفحات موازی موجود در آن شود. این نکته در سیستم های ارائه شده توسط شرکت تصفیه هوشمند آویسا با انتخاب مناسب صفحات (اندازه و تعداد) و هم چنین انتقال مناسب جریان فاضلاب به جداساز CPI فراهم می گردد.
از دیگر نکات مهم موجود در طراحی پکیج چربی گیر CPI توجه به صافی و سختی سطح صفحات به منظور به حداقل رساندن اصطکاک بین صفحات و ذرات جدا شده می باشد. جنس صفحات مورد استفاده در این سیستم ها معمولا از فیبرهای شیشه ای تقویت شده با پلی استرهای رزینی می باشد که در مقابل افزونه های شیمیایی و تغییرات دمایی مقاومت مناسبی دارند.
برخی مزایای ارائه شده توسط شرکت تصفیه هوشمند آویسا در طراحی پکیج چربی گیر CPI
اشغال کمترین فضای ممکن
حداقل نیاز به تعمیر و نگهداری به علت عدم استفاده از بخش های متحرک
ارائه بیشترین راندمان و حجم در فشرده ترین حالت
پایین بودن هزینه نصب به دلیل پیش ساخته بودن تجهیز
توانایی مدیریت شوک های جریان بدون تاثیر روی کیفیت خروجی
پیوستگی عملکرد سیستم و عدم نیاز به خاموشی های طولانی مدت
حساسیت کم به شرایط جوی، تغییرات دمایی و تغییرات جزئی موجود در جریان ورودی
تصفیه فاضلاب صنایع غذایی یکی از مهم ترین دغدغه ها برای صاحبان این صنعت و سازمان محیط زیست می باشد. آب منبعی گرانبها و حیاتی در صنایع غذایی و نوشیدنی می باشد. از آشغال گیری تا تصفیه تکمیلی، حذف مواد مغذی بیولوژیکی تا احیا آب، لذا سیستم های تصفیه فاضلاب صنایع غذایی شرکت تصفیه هوشمند آویسا به گونه ای طراحی شده اند تا در کنار بالاترین راندمان، کمترین نیاز به تعمیرات، از مدار خارج نمودن سیستم و حضور فیزیکی اپراتورها وجود داشته باشد. این ویژگی ها در کنار تضمین دستیابی به استانداردهای مورد نیاز زیست محیطی، سیستم های ارائه شده توسط این شرکت را به گزینه ای مطمئن و قابل اطمینان در زمینه تصفیه فاضلاب صنایع غذایی تبدیل نموده است.
نتیجه مصرف آب در صنایع غذایی ایجاد فاضلاب است که بر حسب نوع تولید و فرآیند هم از لحاظ حجم وهم از لحاظ کیفیت از تنوع گسترده ای برخوردار است . به عنوان نمونه مقدار اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی فاضلاب این صنایع در برخی موارد پایین تراز ۱۰۰ وگاهی بیشتر از۱۰۰۰۰۰ میلی گرم در لیتر است. میزان مواد معلق نیز در فاضلابهای صنایع غذایی بسیار متغیر بوده وممکن است تاحدود ۱۲۰۰۰۰ میلی گرم در لیتر متفاوت باشد .
با این وجود در بسیاری موارد می توان با به کارگیری سیستم های تصفیه آویسا، از پساب این صنایع استفاده مجدد نموده و یا در خصوص فاضلاب هایی با آلودگی بالا به استانداردهای محیط زیست رسید. از جمله مهمترین مزیت های این سیستم ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
امکان اتوماسیون کامل سیستم و کنترل on-line فرايند تصفيه با استفاده از PLC و انواع سنسورها
یکی از دغدغه های اصلی صاحبان سامانه های تصفیه فاضلاب صنعتی، مشکلات بهره برداری و راهبری چنین سیستم هایی است. یکی از بهینه ترین روش های کنترل و راهبری این سیستم ها، استفاده از فیدبک های سنسورهای مختلف به منظور کنترل فرایند توسط واحد فرمان مرکزی یا PLC است. هزینه های سرسام آور بهره برداری سیستم های تصفیه فاضلاب صنایع غذایی با کمک این سامانه کنترل جامع، تا 50 درصد قابل کاهش است.
کيفيت تضمين شده پساب تصفيه شده خروجي مطابق با استانداردهاي سازمان حفاظت محيط زيست
هدف اصلی کلیه پکیج ها و سیستم های تصفیه فاضلاب صنعتی و بهداشتی، کاهش آلاینده های فاضلاب به منظور دستیابی به استانداردهای سازمان حفاظت محیط است. شرکت تصفیه هوشمند آویسا با تکیه بر تجارب فراوان کارشناسان فنّی خود در حوزه تصفیه انواع فاضلاب های صنعتی علی الخصوص تصفیه فاضلاب صنایع غذایی ، و توسعه روش های کاملاً علمی، کیفیت پساب تصفیه شده خروجی را مطابق استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست را تضمین می نماید.
اشغال کمترين فضای ممکن
فرایندهای متعددی برای یک نوع فاضلاب خاص مورد استفاده قرار می گیرد. از بین این فرایندهای متعدد، تعدادی دارای کارایی بالاتر از نقطه نظر سرعت انجام واکنش هستند. یکی از پارامترهای اساسی که توسط این شرکت به خصوص در مراکز با سطح در دسترس محدود مواجه هستند، انتخاب فرایندهایی با حداکثر کارایی و سرعت انجام واکنش است.
طراحی اختصاصی پکیج(بالاترین کارایی با کمترین هزینه)
اگرچه که فاضلاب های بهداشتی دارای خواص مشترک فراوانی هستند ولیکن فاضلاب های صنعتی از این قاعده مستثنی هستند. بسیاری از طراحی های سیستم های فاضلاب فعلی توسط طراحانی انجام می شود که از این اصل مهم پیروی نمی کنند، لذا اکثر سیستم های تصفیه فاضلاب در صنایع دارای مشکلات عدیده ای هستند. کارشناسان فنّی این شرکت بر مبنای تجارب فراوان خود، برای هر فاضلاب حتی با توجه به مشابهت‌های فراوان، طراحی اختصاصی انجام می دهند که نتیجه آن کارایی بالاتر سیستم های طراحی شده توسط این شرکت است.
یکسال ضمانت و ده سال خدمات پس از فروش
از جمله نگرانی های عمده صاحبان صنایع، مشکلات آتی پس از نصب و راه اندازی سامانه های تصفیه فاضلاب است. از این رو به منظور اطمینان کارفرمایان محترم، شرکت تصفیه هوشمند آویسا علاوه بر ضمانت یکساله کلیه قطعات، خدمات پس از فروش ده ساله را در سیستم های خود در نظر گرفته است تا نگرانی خریداران گرامی را در خصوص عدم وجود قطعات، علی الخصوص در شرایط تحریم اقتصادی را مرتفع نماید.
تجزیه و تحلیل مصرف آب در میان تولیدکنندگان مواد غذایی
در کارخانجات فرآوری مواد غذایی، مصرف آب با تهیه مواد خام مانند خیساندن، تمیز کردن، پوست کندن و سرد کردن شروع می شود و با خنک سازی، ضدعفونی کردن، تولید بخار برای استریلیزه کردن، حرارت دهی و در نهایت استفاده مستقیم در فرآیند ادامه می یابد. طبقه بندی مصرف آب در صنایع غذایی و آشامیدنی شامل مصارف عمومی، پردازش و فرآیندها، خنک کاری و تغذیه دیگ بخار می باشد.
یکی از اصلی ترین دغدغه های کارخانه های تولید محصولات غذایی شرایط بهداشتی در فرآیند تولید می باشد. گندزدایی بوسیله کلرزنی سریع ترین راه برای ضدعفونی نمودن فاضلاب می باشد که به دلیل تولید محصولات جانبی سمی و ایجاد خطر برای زندگی آبزیان مورد انتقاد واقع شده است. دو روش اصلی دیگر برای ضدعفونی نمودن فاضلاب بدون استفاده از کلر، ازن زنی و اشعه ماورا بفش می باشد. اصول استفاده از ازن مانند سیستم کلرزنی می باشد با این تفاوت که برخلاف کلر پسماندی در فاضلاب باقی نخواهد نگذاشت و محصولات جانبی قابل توجهی نخواهد داشت.
مصارف عمومی آب
مصارف عمومی آب شامل تمام آب استفاده شده در بخش های شستشو و ضدعفونی نمودن مواد خام، تجهیزات پردازش کننده، تجهیزات کارخانه و سایر تجهیزات فرعی می باشد. این آب بیشترین مصرف را داشته و باید آشامیدنی، تمیز، بی رنگ و عاری از آلاینده هایی باشد که بر روی بو و مزه تاثیر می گذارند. کلرزنی در محل، معمولا تنها واحد برای تصفیه آب و فاضلاب صنایع غذایی است که در این حالت مورد نیاز می باشد.
بزرگترین مزیت کلرزنی در محل برای آب های عمومی کاهش میکروب موجود در مواد خام، محصولات آماده شده و سطوح تجهیزات موجود در کارخانه می باشد. در صنایع غذایی و نوشیدنی هیچ عملیاتی مهم تر از کنترل میکروارگانیسم ها نمی باشد.
آب فرآیندها و پردازش
آب مورد استفاده برای پخت محصولات و مواد یا آبی که مستقیما به محصولات اضافه می شود، باید آشامیدنی بوده و کیفیت لازم را دارا باشد تا موجب افت کیفیت محصولات نگردد. این کیفیت شامل عاری بودن از مواد معدنی محلول که موجب سختی آب یا تغییر مزه می گردد، است.
اکثر محصولات تولید شده در صنعت محصولات نوشیدنی دارای آب فرآوری شده می باشند، لذا انجام تصفیه در راستای دستیابی به اهداف مربوط به مزه ی محصولات، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در اغلب مواقع انجام تصفیه فاضلاب صنایع غذایی ، فراتر از استانداردهای مربوط به آب آشامیدنی به منظور پایداری کیفیت محصولات صورت می گیرد.
فرآیندهای تصفیه مورد استفاده در صنعت آب های بطری شده (آب معدنی) معمولا شامل نرم کردن آب، اسمز معکوس و حذف یون ها می باشد. بسیاری از نوشیدنی های دیگر نیز نیازمند همین روش های تصفیه هستند.
آب سخت حاوی مواد معدنی ای است که می تواند بافت مواد خام مورد استفاده را مانند برخی سبزیجات خاص، تحت تاثیر قرار دهد. آهن، منگنز یا سولفات می توانند تاثیرات نامطلوبی بر روی طعم محصولات داشته باشند.
روش های مورد استفاده برای ضدعفونی نمودن شامل روش های تصفیه شیمیایی، حرارتی، تابشی و فراصوت (التراسونیک) یا تخریب (اختلال) سلولی می باشد.
آب خنک کن
آب خنک کننده ای که با محصولات غذایی یا ظروف مهر و موم شده در تماس نیست، نیازی به داشتن کیفیت آب آشامیدنی یا آب مورد استفاده در فرآیند ندارد، چرا که حذف مواد معدنی یا بو در این آب ها اهمیت چندانی ندارد. با این حال جلوگیری از ایجاد توده های آشغال و مواد زائد در لوله ها و تجهیزات به خصوص در مواردی که آب خنک کن در سیستم گردش مجدد دارد، بسیار مهم و ضروری است.
کارآمدترین روش برای این سیستم ها استفاده از مدارهای بازیافت برای کاهش هدر رفت آب خنک کن و هزینه های فرآیند می باشد. حتی آب آشامیدنی منابع عمومی نیز در اکثر موارد نیازمند تصفیه اضافی مانند سختی گیری می باشد تا آب را برای استفاده در خنک کن ها مناسب نموده و از گرفتگی و رسوب گذاری جلوگیری کند.
آب تغذیه بویلرها
نیاز اصلی در مورد آب تغذیه بویلرها حذف سختی می باشد. ممکن است این تنها روش تصفیه ی مورد نیاز باشد چرا که در صورت تماس آب با مواد غذایی نیازی به قابل شرب بودن آن نمی باشد. اما آب تغذیه در بویلرهای فشار بالا نیاز به نمک زدایی (شیرین سازی) یا حذف جامدات محلول دارد. تقریبا تمام آب های شرب به منظور مناسب بودن برای تغذیه بویلرها نیاز به حذف مواد معدنی از طریق فرآیندهای تصفیه تکمیلی دارند. میکروارگانیسم ها علاوه بر توانایی ایجاد رنگ و بو در آب، در صورت ورود به فرآیند تولید می توانند موجب آلودگی تجهیزات و محصول نهایی نیز گردند. آلوده شدن فرآیند توسط میکروارگانیسم ها می تواند باعث آسیب رسیدن و حتی فاسد شدن مواد غذایی شود و در صورت نفوذ باکتری های بیماری زا به این آلودگی ها احتمال وقوع مسمومیت های غذایی بسیار بالا خواهد رفت.
فاضلاب
صنایع غذایی حجم بسیار بالایی از فاضلاب را تولید می کنند. خصوصیات و ترکیبات این فاضلاب بسیار متنوع بوده و برای دستیابی به استانداردهای مورد نظر نیاز به فرآیندهای مختلفی دارند. حتی این قوانین در مناطق مختلف و بسته به نوع و محل تخلیه باهم تفاوت دارند.
فاضلاب مواد غذایی شامل موادی می باشند که تمام اکسیژن موجود در جریان فاضلاب را جذب و مصرف می کنند. اکسیژن شیمیایی مورد نیاز (COD) و اکسیژن بیوشیمیایی مورد نیاز (BOD5) دو معیار اصلی برای اندازه گیری کیفیت آب می باشند. این معیارها اقدام به سنجش قدرت فاضلاب با اندازه اکسیژن مورد نیاز برای تثبیت مواد زائد می کنند. COD و BOD5 دو فاکتور بسیار مهم در تصفیه فاضلاب صنایع غذایی می باشند چرا که با استفاده از آنها می توان روش نادرست مورد استفاده و استانداردهای حاصل نشده ی مورد نیاز را نشان داد.
بالا بودن مقادیر COD و BOD5 نشان دهنده ی ورود بیش از حد محصولات به جریان فاضلاب خواهد بود و اندازه گیری این دو شاخص در نقاط مختلف فرآیند می تواند کمک شایانی به تعیین محل وقوع این مشکل نماید. رابطه ی میان BOD5 و COD در هر نقطه از فرآیند پردازش مواد غذایی تقریبا ثابت می باشد. با این بسته به محصول تولیدی، این نسبت می تواند بسیار متفاوت باشد.
آشغال گیری در تصفیه فاضلاب صنایع غذایی
فاضلاب صنایع غذایی دارای تکه ها و مواد بزرگی می باشند که مستلزم جداسازی هستند. ساده ترین و مقرون به صرفه ترین روش برای حذف این مواد جامد، استفاده از آشغال گیر است. آشغال گیرها دارای انواع مختلفی هستند که انتخاب مناسب ترین آنها باید بر اساس پیکره بندی تجهیزات و ویژگی های فاضلاب صورت پذیرد. برخی از انواع این آشغال گیرها عبارتند از درام های گردان، آشغال گیرهای بالا کشنده و آشغال گیرهای کانالی با نوار نقاله بدون شفت.
پس از آشغال گیری، فاضلاب وارد یک مخزن متعادل ساز خواهد شد و ممکن است با جریان هایی که نیاز به آشغال گیری نداشته اند مخلوط گردد. جریان های مختلف فاضلاب به ندرت دارای کیفیت و کمیت پیوسته و یکسانی می باشند.
FOG و استفاده از آن در تصفیه فاضلاب صنایع غذایی
برخی از کارخانه ها مقادیر بسیار زیادی از چربی، روغن و گریس (FOG) را تولید می کنند. استفاده از یک واحد شناورسازی با هوای محلول (DAF) ابزار موثری برای کاهش میزان جامدات و FOG موجود در فاضلاب می باشد. DAFها در تصفیه فاضلاب صنایع غذایی کارآیی ویژه ای دارند چرا که اغلب این تکه ها و ذرات (مواد غذایی) به صورت شناور می باشند. مواد جامد و FOGهای شناور شده، توسط اسکیمرها از واحد DAF خارج شده و برای دفع یا استفاده مجدد در بخش های مختلف بازیابی می گردند. جامدات جمع آوری شده نیازی به ضخیم سازی نخواهند داشت.
جامدات معلق کلی (TSS)، FOG و اکسیژن مورد نیاز بیولوژیکی (BOD) با به کارگیری واحدهای تصفیه ی آشغال گیر و DAF کاهش قابل توجهی خواهند داشت. با این حال ممکن است پس از انجام این مراحل، هم چنان مقادیری هر چند ناچیز از این آلاینده ها در فاضلاب وجود داشته باشند که پیش از تخلیه نیاز به تصفیه ی بیشتری دارند. نوع و میزان آلاینده ها تعیین کننده ی گزینه های موجود برای تصفیه می باشد. هم چنین مواردی مانند حجم جریان فاضلاب، امکان استفاده مجدد و فضای موجود نیز بر روی طراحی های مربوط به تصفیه تاثیر مستقیمی خواهند داشت.
تقریبا تمام تجهیزات فرآوری مواد غذایی برای حذف BOD نیاز به تصفیه بیولوژیکی دارند. ممکن است در صورت کم بودن جریان یا پایین بودن میزان BOD، تصفیه خانه جریان فاضلاب خود را پس از آشغال گیری وارد تصفیه خانه های فاضلاب شهری نماید. برخی فاضلاب ها (لبنیات، پنیر و …) در این صنعت دارای مقادیر بسیار بالای BOD می باشند که در این موارد استفاده از سیستم های بی هوازی به مانند سیستم های هوازی ضروری می باشد.
پکیج چربی گیر API تجهیزی می باشد که هدف اصلی طراحی آن جداسازی مواد نفتی، مشتقات آن و جامدات معلق از فاضلاب صنایعی مانند پالایشگاه های نفت، پتروشیمی، واحدهای شیمیایی، پالایشگاه های گاز طبیعی و سایر صنایعی که دارای پساب نفتی هستند، می باشد. دلیل اصلی انتخاب نام API برای این روش، طراحی این دسته از جداسازها بر اساس استانداردهای تعیین شده از سوی اتحادیه نفت امریکا (American Petroleum Institute) است.
تاریخچه
پکیج چربی گیر API توسط موسسه API و کمپانی Rex Chain Belt طراحی و تولید گشته است. اولین جداساز API در سال 1933 برای کمپانی پالایش آتلانتیک (ARCO) در فیلادلفیا نصب و مورد استفاده قرار گرفت. از آن زمان به بعد، تقریبا تمام پالایشگاه های سراسر جهان، پکیج چربی گیر API را به عنوان اولین مرحله برای تصفیه خانه های فاضلاب نفتی خود مورد استفاده قرار دادند. اکثریت قریب به اتفاق این پالایشگاه ها نیز از طراحی اولیه این دستگاه که بر مبنای اختلاف وزن مخصوص آب و نفت بود، استفاده نمودند. با این حال امروزه بسیاری از پالایشگاه ها از صفحات موازی برای بهبود جداسازی ثقلی استفاده می کنند.
برخی پالایشگاه ها نیز برای کنترل ترکیبات آلی فرار (VOC) از جداکننده های API با پوشش ثابت یا شناور استفاده می کنند. هم چنین بهتر است APIها برای تشخیص خرابی و نشتی های احتمالی بر روی سطح زمین قرار بگیرند.
طراحی و نحوه ی عملکرد پکیج چربی گیر API
پکیج چربی گیر API تجهیز جداکننده ثقلی ای می باشد که با استفاده از اصول قانون استوک که بیان کننده ی افزایش سرعت قطرات روغن بر اساس چگالی و اندازه آنها و هم چنین خواص آب می باشد، طراحی شده است. طراحی این جداسازها بر مبنای اختلاف وزن مخصوص بین آب و نفت (روغن) می باشد چرا که این عدد بسیار کوچکتر از اختلاف وزن مخصوص میان آب و ذرات جامد معلق است.
بر اساس معیارهای موجود در این طراحی، بیشتر جامدات معلق در کف جداساز و به عنوان لایه ای رسوبی ته نشین می شوند، روغن به بالای جداساز آمده و فاضلاب در لایه ی میانی بین روغن در بالا و جامدات در کف، خواهد بود. استانداردهای طراحی پکیج چربی گیر API، زمانی که به درستی اعمال شوند، تنظیمات مربوط به هندسه، طراحی و اندازه ی جداساز را فراتر از اصول ساده ی قانون استوک اعمال خواهند کرد. این موارد شامل مقدار دبی مجاز ورودی، تلفات ناشی از آشفتگی موجود در خروجی و سایر عوامل دیگر می باشد.
معمولا در زمان عملکرد جداسازهای API لایه ی نفت (روغن)، که ممکن است شامل آب و مواد جامد معلق نیز باشد، به طور مرتب و مداوم توسط اسکیمرها از سطح خارج می شوند. این لایه ی نفتی (روغنی) جدا شده ممکن است برای جداسازی محصولات با ارزش یا دفع زائدات موجود، مجددا مورد فرآوری قرار بگیرد. لایه ی ته نشین شده ی موجود در کف جداساز نیز توسط تجهیزات پیش بینی شده ای مانند پمپ های لجن کش و اسکرابرها از سیستم حذف می شوند.
محدودیت های طراحی پکیج چربی گیر API
طراحی پکیج چربی گیر API، مانند مخازن ثقلی، در مواردی که شرایط زیر در ورودی وجود داشته باشد، کارآیی لازم را نخواهند داشت:
اندازه متوسط قطرات روغن در ورودی کمتر از 150 میکرون باشد.
چگالی روغن بیش از kg/m3 925 باشد.
چسبیدن مواد جامد معلق به نفت (روغن) که به معنای بیشتر شدن چگالی موثر روغن از kg/m3 925 می باشد.
کمتر بودن دمای فاضلاب از 5 درجه سانتیگراد.
بالا بودن مقدار هیدروکربن های محلول.
با توجه به قانون استوک نفت (روغن های) سنگین به مدت زمان ماند بیشتری نیاز دارند. در بسیاری از مواردی که پالایشگاه ها به سنگ های سنگین تری برخورد کرده اند، بازدهی جداکننده های API نیز کاهش یافته است.
تصفیه تکمیلی آب خروجی از پکیج چربی گیر API
در بسیاری از موارد و به دلیل محدودیت های موجود در عملکرد بهینه ی جداسازهای API، آب خروجی از این واحد برای تخلیه به محیط یا استفاده ی مجدد نیاز به انجام برخی مراحل تصفیه تکمیلی دیگر دارد. این مراحل برای حذف ذرات و قطرات نفت (روغن) کوچکتر از 150 میکرون، هیدروکربن ها و مواد محلول، نفت (روغن های) سنگین تر و سایر آلاینده هایی که توسط پکیج چربی گیر API حذف نشده اند، طراحی می گردند. این روش ها شامل سیستم های شناورسازی با هوای محلول (DAF)، تصفیه بیولوژیکی هوازی و بی هوازی، جداسازها با صفحات موازی و فیلترهای کربنی می باشند.
فناوری های جایگزین پکیج چربی گیر API
جداکننده های صفحه ای یا جداسازها با صفحات مورب (CPI) نیز مانند جداکننده های API بر مبنای اصول قانون استوک می باشند با این تفاوت که دارای دسته ای از صفحات شیب دار (که به عنوان پک های موازی شناخته می شوند) هستند. این صفحات موازی با فراهم کردن سطح بیشتر برای قطرات معلق نفت (روغن)، امکان تبدیل شدن آنها به توده های بزرگتر را ایجاد می کنند. این جداکننده ها در مواردی که خواص شیمیایی فاضلاب یا جامدات معلق موجود در آن از تلفیق قطرات روغن جلوگیری می کنند یا آن را محدود می سازند، کارآیی چندانی نخواهند داشت.
در طراحی اینگونه در نظر گرفته می شود که ذرات نفت (روغن) به سمت بالای صفحات حرکت خواهند کرد، با این حال در بسیاری از موارد عملی، ذرات به صفحات می چسبند و نیاز به شستشو و تمیز نمودن دوره ای دارند. عملکرد این جداسازها نیز وابسته به اختلاف وزن مخصوص نفت (روغن) معلق و آب است، با این حال وجود صفحات موازی موجب افزایش راندمان جداسازی ذرات بیشتر از 50 میکرون می شود. به همین علت اضافه شدن این صفحات موازی به طراحی پکیج چربی گیر API موجب کاهش فضای مورد نیاز برای دستیابی به نتایج یکسان می گردد.
برخی کاربردهای دیگر جداکننده های آب و روغن و پکیج چربی گیر API
استفاده از جداکننده های آب و روغن (OWS) برای جداسازی روغن و نفت از پساب خروجی از کشتی ها یا آب انباشته شده در آنها (طبق مقررات تعیین شده از سوی کنوانسیون MARPOL)
از جداکننده های آب و نفت (روغن) معمولا در پست های برق نیز استفاده می شود. ترانسفورماتورهای موجود در پست های برق حجم بسیار زیادی از روغن را برای مصارف خنک کاری مورد استفاده قرار می دهند. گودال هایی که در اطراف این پست ها حفر می شوند هرگونه نشت روغن از این تجهیزات را جمع آوری می نمایند، با این وجود این روغن ها در زمان بارش به آب و خاک نفوذ می کنند. بنابراین استفاده از جداکننده ها می تواند روند جداسازی آب و روغن را تسریع نماید.
