میکرواسکرین

آشغالگیر اولین فرآیندی که معمولاً از آن در سیستم های تصفیه فاضلاب استفاده می شود، فرآیند آشغالگیری است. آشغالگیر وسیله ای است که مشابه یک الک می تواند ذرات درشت را از جریان فاضلاب جدا نماید. مهمترین اهداف استفاده از یک آشغالگیر عبارتند از:
1- جلوگیری از آسیب رسانی به تأسیسات و تجهیزات سیستم تصفیه مانند پمپ ها
2- جلوگیری از گرفتگی و انسداد مسیرهای انتقال فاضلاب در سیستم تصفیه
3- جلوگیری از ایجاد اختلال در فرآیندهای تصفیه ای بعد از آشغالگیر
امروزه انواع مختلفی از آشغالگیرها از نظر قطرذرات، جنس و سیستم تمیزکاری طراحی و ساخته شده اند که با توجه به شرایط هرپروژه باید بهترین گزینه را از بین آنها انتخاب نمود. اصلی ترین معیارهایی که در انتخاب یک آشغالگیر باید در نظر گرفته شود عبارتند از:
1- راندمان مورد نظر جهت حذف ذرات به دلیل تأثیر بر نوع آشغالگیر و تجهیزات مربوطه
2- سهولت و ایمنی در بهره برداری و نگهداری سیستم
3- مشکلات احتمالی ناشی از بوی آشغال ها و ذرات جمع آوری شده
4- الزامات مربوط به جمع آوری، حمل و دفع آشغال ها
5- جداسازی موادآلی از آشغال ها به کمک شستشو و آبگیری مجدد آنها
6- روش دفع آشغال ها

دسته بندی آشغالگیرهامعمولاً آشغالگیرها را براساس اندازه چشمه های آنها به سه دسته زیر تقسیم می کنند.
1- درشت دانه (میله ای) که اندازه چشمه های آن بزرگتر از 6 میلیمتر است.
2- ریزدانه که اندازه چشمه های آن 6 – 5/0 میلیمتر است.
3- بسیارریزدانه (میکرواسترینر) که اندازه چشمه های آن کمتر از 5/0 میلیمتر است.
همچنین آشغالگیرها را می توان براساس نوع سیستم تمیزشدن به دو دسته دستی و مکانیکی تقسیم بندی نمود. در نمودار فوق دسته بندی کلی انواع آشغالگیر نشان داده شده است.

جدول مشخصات نمونه وار طراحی آشغالگیرهای میله ای
ردیف پارامتر واحد روش شستشو
دستی مکانیکی
1 عرض میله ها mm 5-15 5-15
2 عمق میله ها mm 25-38 25-38
3 فاصله آزاد بین میله ها mm 25-50 15-75
4 شیب نسبت به راستای قائم Deg 30-40 0-30
5 حداقل سرعت فاضلاب ورودی m/s 0.3-0.6 0.6-1.0
6 حداکثر سرعت فاضلاب ورودی m/s - 0.3-0.5
7 افت فشار مجاز mm 150 150-600

 

1- آشغالگیر درشت دانه  (میله‌ای )

     اگر اندازه چشمه های آشغالگیر بیش از 6 میلیمتر (25/0 اینچ) باشد به آن آشغالگیر درشت دانه می گویند. از آنجا که تقریباً تمامی آشغالگیرهای درشت دانه بصورت میله ای ساخته می شوند، بنابراین گاهی به آنها آشغالگیرهای میله ای نیز گفته می شود. آشغالگیرهای درشت دانه می توانند ذراتی مانند سنگ، شاخه های درختان، قطعات چوبی، برگ، تکه های کاغذ و مقوا، ظروف یکبارمصرف پلاستیکی، بطری و تکه های پارچه ای را جداسازی نمایند.
مقدار آشغال جمع آوری شده به نوع فاضلاب، سیستم انتقال فاضلاب، اندازه چشمه های آشغالگیر، سرعت فاضلاب در محل آشغالگیر و سیستم شستشوی آشغالگیر بستگی دارد. هرچه ذراتی که در پشت آشغالگیر گرفته می شوند، کوچکتر باشند احتمالاً وجود مواد آلی همراه با آنها بیشتر خواهد بود که این مسئله ممکن است مشکلاتی را از نظر بهداشتی و تولید بوهای نامطبوع ایجاد نماید.
با کارکرد آشغالگیر به تدریج تجمع آشغال در پشت آشغالگیر باعث گرفتگی چشمه های آن شده و لازم است که برای امکان ادامه کار آن، این آشغال ها از سطح آشغالگیر بصورت دستی یا مکانیکی جمع آوری شود. در تصفیه خانه های کوچک و متوسط به سبب کاهش هزینه های تهیه و نصب تجهیزات و بهره برداری از آشغالگیر معمولاً از روش دستی استفاده می شود. همچنین در تصفیه خانه های بزرگ در کنار آشغالگیر مکانیکی معمولاً یک آشغالگیر دستی بصورت رزرو در نظر می گیرند تا درصورت خرابی نوع مکانیکی از آشغالگیر دستی بتوانند استفاه نمایند.
در روش دستی آشغال ها به کمک یک چنگک بصورت دستی از سطح آشغالگیر جمع آوری شده و به سبد مخصوص آشغال ریخته می شود. در شکل 2-2 نمونه ای از یک آشغالگیر دستی دیده می شود.

در تصفیه خانه های بزرگ به علت حجم زیاد آشغال، تمیزکردن آشغالگیر بصورت دستی عملاً امکانپذیر نیست. در چنین شرایطی از آشغالگیر های مکانیکی استفاده می شود. بطور کلی آشغالگیرهای درشت دانه مکانیکی در 4 نوع زنجیری، چنگکی، چرخ دنده خشک و تسمه ای ساخته می شوند.
در جدول 2-1 مشخصات نمونه وار طراحی آشغالگیرهای میله ای آمده است.

1-1- آشغالگیر زنجیری

آشغالگیر زنجیری شامل یک شبکه از میله های موازی در کنار هم است که توسط یک یا چند چنگک متحرک بر روی سطح آشغالگیر تمیز می شود. بر اساس اینکه سطح آشغالگیر از جلو یا پشت تمیز شود و یا اینکه چنگک ها از پایین به بالا یا بالا به پایین حرکت نمایند، انواع مختلفی از آشغالگیرهای زنجیری وجود دارد اما در نوع معمول آنها سطح آشغالگیر از جلو تمیز شده و چنگک ها از پایین به بالا حرکت کرده و آشغال ها را در پشت آشغالگیر تخلیه می کنند.
چنانکه در شکل 2-3 ملاحظه می شود در این نوع آشغالگیر چنگکها توسط یک موتور الکتریکی از پایین به بالا بر روی آشغالگیر حرکت کرده و آشغال ها باقیمانده روی سطح آن را به سمت بالا هدایت کرده و در ادامه به یک سبد که در پشت آشغالگیر قرارگرفته است، تخلیه می کنند.

 

2-1- آشغالگیر چنگکی

این نوع آشغالگیر در واقع عملیات یک فرد را که بصورت دستی آشغالگیر را تمیز می کند، شبیه سازی می نماید. به عبارت دیگر در این نوع آشغالگیر یک چنگک بزرگ بصورت رفت و برگشتی آشغال ها را از پایین به سمت بالا کشیده و در پشت آشغالگیر تخلیه می نماید.
مهمترین مزیت این نوع آشغالگیر مکانیکی آن است که تمام تجهیزات و اجزایی که به تعمیر و نگهداری نیازمندند در بالای آشغالگیر و خارج از فاضلاب قرار دارند. همین مسئله باعث می شود که تعمیر و نگهداری آشغالگیر با راحتی و دقت بیشتر به انجام برسد. در شکل 2-4 نمونه ای از یک آشغالگیر چنگکی دیده می شود.

 

3-1- آشغالگیر چرخ دنده خشک

این نوع آشغالگیر بسیار مشابه نوع زنجیری است تنها با این تفاوت که در داخل فاضلاب هیچ چرخ دنده ای وجود ندارد و در واقع وزن زنجیر باعث پایین نگه داشتن آن و عدم نیاز به چرخ دنده می شود. به دلیل عدم وجود هیچ گونه چرخ دنده در زیر سطح فاضلاب عملیات تعمیر و نگهداری آن راحت تر بوده و همچنین خرابی آن نیز کمتر خواهد بود.
در شکل 2-5 نمونه ای از این نوع آشغالگیر دیده می شود.

 

4-1- آشغالگیر تسمه‌ای

آشغالگیر تسمه ای از یک صفحه سوراخدار تشکیل شده است که مانند یک تسمه نقاله حرکت کرده و آشغال ها را از جریان فاضلاب خارج می کند. این آشغالگیر دارای یک سیستم خودشستشو است که دائما سطح آشغالگیر را تمیز نگه می دارد. از این سیستم آشغالگیری حتی برای آشغال های ریزدانه نیز استفاده می شود با این تفاوت که اندازه چشمه ها کوچکتر هستند. این نوع آشغالگیر می تواند برای محدوده 30-5 میلیمتر طراحی وساخته شود.
در شکل 2-6 نمونه ای از این نوع آشغالگیر قابل مشاهده است.

 

2- آشغالگیر ریز دانه

بطور کلی اگر اندازه چشمه آشغالگیر در محدوده 6-5/0 میلیمتر قرارداشته باشد، به آن آشغالگیرریز دانه می گوییم. از آشغالگیرها ریزدانه به عنوان واحد پیش تصفیه برای حذف ذرات معلق در تصفیه خانه ها استفاده می شود. حذف این ذرات می تواند مانع گرفتگی لوله و مجراهای فاضلاب و برخی تجهیزات مانند غشاءهای بیولوژیکی در تصفیه خانه شده و بار وارد بر واحدهای بعدی را کاهش دهد.
به دلیل آنکه برخی از ذرات معلقی که در آشغالگیر ریزدانه گرفته می شوند ماهیت آلی دارند، بنابراین معمولاً آشغالگیرهای ریزدانه می توانند علاوه بر TSS مقدار BOD5 و COD فاضلاب را نیز کاهش دهند. آشغالگیرهای ریزدانه در چهار نوع سیمی ثابت، سیمی دوار، نوار متحرک و پله ای ساخته می شوند.
چون اندازه چشمه های آشغالگیرها ریزدانه کمتر از 6 میلیمتر است لذا امکان شستشوی دستی آنها عملاً وجود ندارد بنابراین روش شستشوی آشغالگیرهای ریزدانه معمولاً مکانیکی است.


1-2- آشغالگیر سیمی ثابت

اندازه چشمه ها در این نوع آشغالگیر 2/1-2/0 میلیمتر است و بارسطحی آنها بین 72 – 24 مترمکعب به ازای هرمترمربع از سطح آشغالگیر در ساعت است. افت فشار آنها 2 – 2/1 متر و به همین علت باید روزانه حداقل 2 بار با فشار آب زیاد شستشو داده شوند. از این نوع آشغالگیر معمولاً در تصفیه خانه های کوچک و یا صنعتی استفاده می شود.
در شکل 2-7 نمونه ای از این نوع آشغالگیر دیده می شود.

 

2-2- آشغالگیر سیمی دوّار

در آشغالگیرهای دوار صفحه آشغالگیر بصورت استوانه ای ساخته شده و حول محور خود در درون کانال فاضلاب می چرخد. بسته به اینکه سیستم ورود فاضلاب به آشغالگیر و خروج آن به چه شکلی باشد، انواع مختلفی از این آشغالگیر ساخته می شود. در صورت آشغال ها در داخل استوانه تجمع یافته و به یک سوی آشغالگیر هدایت شده و سپس توسط یک سیستم بالابر آشغال ها از آشغالگیر خارج می گردند.
جنس این آشغالگیرها معمولا از استیل است تا مشکلات ناشی از خوردگی صفحات و تغییر اندازه و زاویه چشمه ها به حداقل برسد. در شکل 2-8 نمونه ای از این آشغالگیر قابل مشاهده است.

 

3-2- آشغالگیر نوارمتحرک

برای پیش تصفیه، حذف ذرات معلق قبل از فرآیندهای تصفیه  تکمیلی و همچنین قبل از فرآیندهای غشایی می توان از آشغالگیر نوارمتحرک استفاده کرد. در این نوع آشغالگیر صفحه آشغالگیری بصورت تخت بوده که توسط یک موتور به سمت بالا در حال حرکت است. حرکت رو به بالای صفحه آشغالگیر سبب شده که آشغال ها و ذرات به سمت بالا هدایت شده و از جریان فاضلاب جدا شوند. آشغال ها در نهایت به یک سبد جمع آوری آشغال که در بالای آشغالگیر قرار دارد، تخلیه می گردند. در شکل 2-9 نمونه ای از این آشغالگیر قابل مشاهده است.

 

4-2- آشغالگیر پله‌ای

آشغالگیر پله ای متشکل از دو قطعه پله ای شکل است که یک قطعه آن ثابت و قطعه دیگر دارای قابلیت حرکت است. این دو قطعه مشابه یک پله در مقابل جریان فاضلاب قرارگرفته و آشغال ها بر روی قطعه افقی باقی می مانند. حرکت رو به بالای این قطعات باعث انتقال آشغال به بالای آشغالگیر شده و بدین ترتیب آشغال از جریان فاضلاب جدا می شود. اندازه  چشمه ها در این نوع آشغالگیر 6-3 میلیمتر است اما این اندازه تا 1 میلیمتر نیز قابلیت اجرا دارد.
از این آشغالگیر می توان برای جداسازی جامدات و ذرات معلق سپتیک ها، لجن های اولیه و لجن های هضم شده استفاده نمود. در شکل 2-10 نمونه ای از این آشغالگیر دیده می شود.

 

3- میکرواسکرین

میکرواسکرین نوعی آشغالگیر دوار است که اندازه چشمه های آن کمتر از 500 میکرون است. دراین سیستم فاضلاب بصورت ثقلی از یک طرف وارد شده و در اثر چرخش بدنه، آشغال ها از فاضلاب جداشده و سپس به یک محل تعبیه شده هدایت می شوند. در این سیستم آشغالگیر به کمک مجموعه ای از افشانک های آب تمیز شده و آشغالها و ذرات معلق از آشغالگیر جداسازی می گردد. به سبب اندازه کم چشمه های میکرواسکرین که حتی ممکن است به حدود 35-10 میکرون نیز برسد، راندمان حذف جامدات و مواد معلق تا 80 درصد نیز قابل دستیابی است.
هرچه سرعت چرخش و دفعات شستشوی آشغالگیر کمتر باشد، راندمان حذف آشغالگیر افزایش خواهد یافت اما در عین حال ظرفیت آن کاهش می یابد. مهمترین مواردی که در طراحی یک میکرواسکرین باید مدنظر داشت عبارتند از:
1- ویژگی های جامدات و مواد معلق موجود در فاضلاب از نظر مقدار و اندازه آنها
2- قابلیت کارکرد آشغالگیر در دبی های مختلف از جمله دبی حداکثر و حداقل
3- طراحی و نصب سیستم های مناسب برای شستشوی آشغالگیر به منظور حفظ راندمان و ظرفیت آن
از میکرواسکرین ها بیشتر در تصفیه فاضلابهای صنعتی که حاوی مقادیر زیادی مواد جامد معلق هستند، استفاده می شود. همچنین حذف مواد جامدمعلق از برکه های تثبیت از دیگر کاربردهای آنهاست. در شکل 2-11 نمونه ای از یک میکرواسکرین دیده می شود.