سیستم روساز در حذف لجن چقدر کارآمد است؟

درک سیستم روس‌کننده و نقش آن در حذف لجن

سیستم روس‌کننده چیست و چگونه کار می‌کند؟

سیستم‌های روساز یکی از آن راه‌حل‌های مکانیکی هستند که در سراسر تأسیسات تصفیه فاضلاب یافت می‌شوند و به‌طور مداوم در حال پاکسازی لجن ته‌نشین‌شده از مخازن ته‌نشینی هستند. اغلب این سیستم‌ها شامل بازوها یا مکانیسم‌های زنجیری هستند که با موتور کار می‌کنند و لبه‌های برشی دارند و در کف مخازن حرکت می‌کنند و به‌تدریج ضایعات تجمع‌یافته را به سمت مناطق تعیین‌شده برای جمع‌آوری هدایت می‌کنند. هنگامی که به طور خاص به مجهزات ته‌نشینی اولیه نگاه می‌کنیم، عملکرد مناسب این روسازها اهمیت قابل توجهی دارد، زیرا تجمع بدون کنترل لجن می‌تواند بر اساس یافته‌های اخیر گزارش بهینه‌سازی فاضلاب سال ۲۰۲۳، کارایی کلی فرآیند تصفیه را بین ۱۵ تا ۳۰ درصد کاهش دهد. با این حال، برای مجهزات ته‌نشینی ثانویه، مهندسان معمولاً پیکربندی استاندارد روسازها را به گونه‌ای تنظیم می‌کنند که بتوانند لجن بیولوژیکی سبک‌تر را بهتر مدیریت کنند و در عین حال از تخریب ساختارهای ظریف میکروبی که در حین فرآیند تصفیه تشکیل می‌شوند، جلوگیری کنند.

نقش مکانیسم‌های روساز در عملیات مجهزات ته‌نشینی

سیستم‌های تصفیه کننده به مکانیزم‌های پاک‌کننده وابسته هستند تا عملکرد روان داشته باشند، عمدتاً به این دلیل که این مکانیزم‌ها دو وظیفه مهم را همزمان انجام می‌دهند. اول، این پاک‌کننده‌ها به طور مداوم رسوبات لجنی را از بین می‌برند تا مخازن اولیه به چاه‌های فرعی (سپتیک) تبدیل نشوند. دوم، آن‌ها مشکلات پوسیدگی سطحی را با جمع‌آوری مواد شناور روی سطح در ته‌نشین‌کننده‌های ثانویه برطرف می‌کنند. بیشتر حوضچه‌های مستطیلی معمولاً از سیستم‌های محرک زنجیری استفاده می‌کنند، در حالی که مخازن دایره‌ای اغلب دارای پاک‌کننده‌های چرخشی هستند که دور یک محور مرکزی نصب شده‌اند. با تنظیم صحیح، هر دو سیستم قادر به جمع‌آوری حدود ۹۵ تا تقریباً ۱۰۰ درصد از لجن هستند، مطابق با استانداردهای صنعتی. این سطح از عملکرد تفاوت قابل توجهی در عملیات روزانه تصفیه خانه ایجاد می‌کند.

اجزای کلیدی سیستم‌های مکانیکی جمع‌آوری لجن

• موتورهای پیشران : گشتاور ۰٫۵ تا ۳ دور بر دقیقه را برای عملکرد پایدار فراهم می‌کند
• تیغه‌های زدودن : لبه‌های تقویت‌شده با تنگستن در برابر سایش مقاوم هستند
• ریل‌های راهنما : مسیرهای هم‌راستا شده با لیزر دقت تیغه را تضمین می‌کنند
• سنسورهای بار : تغییرات غلظت لجن بالای ۱۲۰۰ میلی‌گرم بر لیتر را تشخیص می‌دهند

سیستم‌های مدرن این اجزا را با PLCها یکپارچه می‌کنند تا فرکانس پاکسازی را بر اساس سطوح لایه‌ای واقعی لجن تنظیم کنند، که مصرف انرژی را تا ۲۲٪ نسبت به کنترل‌های مبتنی بر زمان‌بندی کاهش می‌دهد.

بهینه‌سازی طراحی روساز و هندسه مخزن برای پوشش کامل

حذف موثر لجن به معنای داشتن سیستم‌های پره‌زن است که با اندازه و شکل تهنشینی که در آن کار می‌کنند، هماهنگ باشد. تیغه‌ها باید منحنی دیواره‌های مخزن را دنبال کنند تا هیچ نقطه‌ای وجود نداشته باشد که لجن در آن جا متوقف شود و حرکت نکند. اغلب سیستم‌ها مکانیزم محرکه‌ای دارند که می‌تواند لجن نسبتاً غلیظی را تحمل کند، معمولاً در محدوده‌ای بین ۳۰ تا ۵۰ نیوتن‌متر بر متر مربع. در مورد مخازن مستطیلی، سیستم‌هایی که دارای پروازه‌های دوطرفه هستند، فاصله‌ای که لجن باید طی کند را در مقایسه با طراحی‌های شعاعی سنتی کاهش می‌دهند. این تفاوت بزرگی ایجاد می‌کند، زیرا از این موضوع جلوگیری می‌کند که مواد جامد ته‌نشین‌شده دوباره به حالت معلق درآیند. و اگر زاویه قیف بیشتر از ۶۰ درجه باشد، به حرکت مواد به سمت نقطه تخلیه کمک بیشتری می‌کند. اپراتورهایی که با این سیستم‌ها کار کرده‌اند، به خوبی می‌دانند که این جزئیات طراحی چقدر مهم هستند.

تأثیر شکل و اندازه مخزن بر عملکرد پره‌زن

برای روشن کننده های دایره ای، کندهای شعاعی که به طور مداوم در حال چرخش هستند برای جلوگیری از آب نشسته و ایجاد مشکلات ضروری هستند. مخازن مستطیل با سیستم های خطی بهتر کار می کنند که در آن اپراتورها می توانند فاصله حرکت کنده کننده را به جلو و عقب تنظیم کنند. هنگامی که با مخازن بزرگ دایره ای (آن هایی که عرضشان بیش از ۳۰ متر است) برخورد می کنند، مهندسان معمولاً تخته های پشتیبانی اضافی به نام تخته های متقاطع را نصب می کنند. این کمک می کند تا ساختار مخزن پایدار باشد تا هنگام بارگذاری بیش از 2 میلی متر خم نشود. در مورد ابعاد مخزن، اکثر متخصصان موافق هستند که حفظ نسبت عمق به عرض کمتر از 1:4 باعث جریان بهتر آب در کل سیستم می شود. این انتخاب طراحی ساده در واقع تفاوت بزرگی در عمل ایجاد می کند، کاهش دادن آن جیب های آزار دهنده گلدان که در مناطق خاص شکل می گیرند. برخی از آزمایشات میدان نشان می دهد که این روش تجمع خلاء محلی را بین 15٪ و شاید حتی 20٪ کاهش می دهد.

به حداکثر رساندن کارایی حذف لجن در مخمرکننده‌های اولیه و ثانویه

تصفیه کننده های اولیه، گِل ضخیم (ضخامت های ۴۶٪) را با استفاده از تیغه های سنگین که زاویه آن ۴۵۵۵° است، پردازش می کنند، در حالی که تصفیه کننده های ثانویه، گِل های نازک (ضخامت های ۰٫۵۱٫۵ درایو های فرکانس متغیر (VFD) اجازه تنظیم سرعت از 0.11.5 m/min را می دهند، پاسخ به سطوح پوشش لجن در زمان واقعی اندازه گیری شده توسط سنسورهای فوق صوت.

مطالعه موردی: بهبود عملکرد روشن کننده در یک تاسیسات فاضلاب شهری

یک کارخانه تصفیه 50 ساله بعد از مجهز کردن پاک کننده ها با پلیمرهای مقاوم در برابر خوردگی و بهینه سازی هندسه پرواز، فرکانس پاک کردن را از روزانه به هفتگی کاهش داد. این ارتقا مصرف انرژی را 18٪ کاهش می دهد (از 5.2 kWh به 4.3 kWh در هر ML تحت درمان) در حالی که 98٪ کارایی حذف لجن را در تغییرات فصلی حفظ می کند.

چگونه ویژگی های گلدان بر اثربخشی سیستم پاک کننده تاثیر می گذارد

چگونه لزگی و تراکم گل بر اثر مکانیسم کنده اثر می گذارد

ضخامت و وزن لجن در مورد میزان نیروی مورد نیاز تجهیزات و عملکرد مناسب تیغه‌ها اهمیت زیادی دارد. هنگام کار با لجنی که ویسکوزیته آن بیش از 500 میلی‌پوازنی است، اپراتورها مقاومتی حدود 30 تا 40 درصد بیشتر نسبت به مواد جامد معمولی تجربه می‌کنند. این بدین معناست که نیاز به موتورهای زنجیری قوی‌تر و مواد مقاوم به سایش مانند قطعات فولاد ضدزنگ یا قطعات کامپوزیتی GRP است که اخیراً شاهد استفاده گسترده‌تری از آنها هستیم. وضعیت زمانی پیچیده‌تر می‌شود که لجن حاوی بیش از 12 درصد مواد جامد باشد. موتورهای مخازن تهنشینی اولیه در این شرایط باید حدوداً نیم‌بار دیگر (50 درصد بیشتر) کار کنند. به همین دلیل بسیاری از تصفیه‌خانه‌ها اکنون درایوهای سرعت متغیر را نه تنها برای جلوگیری از پاشیدن فیوزها، بلکه برای حفظ حرکت در نقطه بهینه بین 2 تا 4 سانتی‌متر در ثانیه نصب می‌کنند تا انتقال مناسب انجام شود و انرژی هدر نرود.

چالش‌های ضخیم‌سازی تحت اثر نیروی گرانش و تعاملات روساز

هنگامی که با غلظت لجن بالاتر از ۲۵ درصد مواد جامد سروکار داریم، غلظت‌دهنده‌های گرانشی با مشکلات عملیاتی جدی مواجه می‌شوند. سیستم‌های استاندارد پره‌کش دار معمولاً حدود ۱۸ تا ۲۲ درصد بقایای لجن را در ته مخازن مخروطی باقی می‌گذارند، چیزی که توضیح می‌دهد چرا بسیاری از واحدها به سیستم‌های دو عمله با تیغه‌های برشی نوسانی روی می‌آورند. همچنین برنامه‌های نگهداری و تعمیرات در اینجا بسیار مهم هستند. بیشتر اپراتورها متوجه شده‌اند که بررسی کشش زنجیره هر ماه یک‌بار و تنظیم زاویه تیغه‌ها هر سه ماه یک‌بار (و حفظ آن بین ۳۵ تا ۴۵ درجه) تقریباً سه‌چهارم خاموشی‌های غیرمنتظره را در واحدهایی که لجن ضخیم پردازش می‌کنند، کاهش می‌دهد. این بازدیدهای دوره‌ای واقعاً ثمر بخش هستند، زیرا از بروز مشکلاتی مانند پل‌زدن لجن و گرفتگی قیف جلوگیری می‌کنند؛ مشکلاتی که اغلب واحدهایی که روزانه با مواد highly concentrated کار می‌کنند را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

آستانه‌های عملیاتی کلیدی برای پره‌کش‌های غلظت‌دهنده:

این رویکرد متعادل، حذف کارآمد لجن را در عین مدیریت تنش مکانیکی در سازگاری‌های مختلف تضمین می‌کند.

انواع رایج و مزایای سیستم‌های پاک‌کننده مکانیکی

انواع رایج پاک‌کننده‌های لجن و اصول عملکرد آن‌ها

اساساً سه نوع مختلف از سیستم های میکانیکی حذف لجن که معمولاً در تاسیسات تصفیه فاضلاب استفاده می شوند وجود دارد. اولین نوع که به آن نگاه خواهیم کرد، کندهای محرک محیطی هستند که موتورهای آنها در امتداد لبه های مخازن دایره ای نصب شده است. این ماشین ها، گل را به سمت نقاط خروجی می کشند و حتی در مخازن بزرگ تا ۴۰ متر عمق کار می کنند. گزینه محبوب دیگری که در آن استفاده می شود، تراش های تراش است که در حوضچه های مستطیل به خوبی کار می کنند. آنها دارای بازوهای نصب شده بر روی پل هستند که از طریق مخزن می روند و لجن را به حوضچه های جمع آوری جمع آوری می کنند. داده های صنعت نشان می دهد که این می تواند به بهره وری حذف بین 92٪ و 97٪ در فرآیندهای تصفیه اولیه برسد. برای شرایطی که شامل لجن با تراکم بالا در مخازن مستطیل طولانی است، سیستم های زنجیره ای و پرواز به طور معمول راه حل هستند. این سیستم ها شامل حلقه های مستمر ساخته شده از زنجیره های مقاوم در برابر خوردگی با پرواز های متصل برای حمل و نقل هستند. بر اساس یک نظرسنجی اخیر صنعت از سال 2023، اکثر کارخانه های شهری (حدود 78٪) گزارش دادند که مشکلات تعمیر و نگهداری هنگام تغییر از جایگزین های زنجیره ای به فناوری تراش تراش به طور کلی حدود 30٪ کمتر است.

مزایای استفاده از جاروگرهای خروجی در کارخانه های تصفیه بزرگ

سیستم های تراشنده مقیاس پذیری بی نظیر را در کارخانه های پردازش بیش از 50،000 m3/روز ارائه می دهند. قابلیت اطمینان آنها از کار 24/7 حتی با غلظت گِل تا 6٪ کل جامد پشتیبانی می کند. مزایای اصلی عبارتند از:

• کاهش هزینه های انرژی : کنترل های چرخش خودکار مصرف انرژی را 25 درصد در مقایسه با سیستم های ثابت کاهش می دهد
• نگهداری ساده شده : واحدهای محرک نصب شده در بالا اجازه می دهد تا قطعات را بدون تخلیه مخزن جایگزین کنید
• انعطاف پذیری عملیاتی : طرح های پرواز قابل تعویض، با ویسکوزیت های 103000 mPa·s سازگار هستند

این سیستم ها با وجود نوسانات فصلی در ویژگی های گل، عملکرد جمع آوری >90٪ را حفظ می کنند، جلوگیری از بار بیش از حد تصفیه کننده و گلوی پایین.

رفع مشکل و حفظ عملکرد سیستم اسکرپر

شناسایی مشکلات رایج حذف مدفوع در دستگاه های روشن کننده

چهار مسئله مکرر عملکرد پاک کننده را در روشن کننده ها کاهش می دهد:

1. عدم تراز زنجیره/پول ، که منجر به توزیع نابرابر لجن می شود (23 درصد از کارخانه های شهری را تحت تاثیر قرار می دهد)
2. افزایش بیش از حد در دوران چرخش از لایه های گل که بیش از ۱۲ درصد جامد هستند
3. تخریب ناشی از خوردگی ، به خصوص در محیط های با pH پایین (<6.5)
4. شکاف های جمع آوری زباله که در آن ۸۱ درصد از امکانات مناطق خارج از محدوده ی گلوله را گزارش می کنند.

نظارت هفتگی بر آمپری موتور محرکبه ویژه نوسانات بیش از 15٪ از سطح پایهمی تواند به اخطار از خرابی های مکانیکی نزدیک باشد. ترموگرافی مادون قرمز در طول تعمیرات پیشگیرانه نقاط داغ حامل را 2 تا 3 هفته قبل از تشنج تشخیص می دهد.

استراتژی های حفظ عملکرد سیستم تراش ثابت

نگهداری فعال طول عمر سیستم پاک کننده را در مقایسه با تعمیرات واکنش 40٪ تا 60٪ افزایش می دهد:

هنگامی که کارخانه‌ها دستگاه‌های اتوماتیک توزیع چربکننده را همراه با سنسورهای هوشمند لرزش اینترنت اشیا نصب می‌کنند، حدود نصف توقف‌های برنامه‌ریزی نشده (حدود ۵۳٪) در واحدهایی که با دبی جریان بالاتر از ۵۰ هزار گالن در روز کار می‌کنند، مشاهده می‌شود. واحدهایی که به تیغه‌های پاک‌کننده پوشیده شده با پلیمرهای ویژه تغییر می‌دهند، نیاز به تعویض قطعات را بسیار کمتر می‌کنند — حدود ۳۷٪ کاهش در شرایط کار با مواد لجنی صنعتی بسیار سفت. و نکته جالبی هم وجود دارد: شرکت‌هایی که علاوه بر بهبودهای فناوری، سرمایه‌گذاری مناسبی در آموزش کارکنان خود انجام می‌دهند، اغلب مشکلات را از اولین تلاش رفع می‌کنند. کارخانه‌هایی با پرسنل آموزش‌دیده حدود ۹۱٪ موفقیت از همان ابتدا دارند و نیازی به تلاش‌های متعدد یا کمک بیرونی ندارند.

سوالات متداول

سیستم پاک‌کننده چرخه چه کاربردی دارد؟

از یک سیستم روساز برای حذف لجن تهنشین‌شده از مخازن ته‌نشینی در تأسیسات تصفیه فاضلاب استفاده می‌شود که این امر باعث جلوگیری از تجمع لجن و حفظ کارایی فرآیند تصفیه می‌گردد.

سیستم‌های روساز چرا برای مجهز به صافی مهم هستند؟

سیستم‌های روساز برای صافی‌ها حیاتی هستند، زیرا آن‌ها تجمع لجن را از بین می‌برند، شرایط بی‌هوازی را در مخازن اولیه جلوگیری می‌کنند و پف آب را در صافی‌های ثانویه جمع‌آوری می‌نمایند.

عوامل مؤثر بر عملکرد سیستم‌های روساز کدام‌اند؟

عوامل مؤثر بر عملکرد سیستم‌های روساز شامل ویسکوزیته و چگالی لجن، شکل و اندازه مخزن، و طراحی خاص سیستم‌های روساز مانند زاویه تیغه‌ها و مکانیزم‌های محرکه می‌باشد.

سیستم‌های روساز چگونه می‌توانند کارایی تأسیسات تصفیه را بهبود بخشند؟

سیستم‌های روساز با کاهش هزینه‌های انرژی از طریق کنترل‌های گشتاور خودتنظیم، ساده‌سازی نگهداری و ارائه انعطاف‌پذیری عملیاتی در شرایط مختلف غلظت لجن، کارایی را بهبود می‌بخشند.