فاضلاب صنعتی در صنایع مختلف مانند نفت، پتروشیمی، غذایی، فلزی و نساجی حاوی مقدار زیادی روغن و گریس است. این آلاینده ها اگر وارد محیط زیست شوند، آسیب های جدی به اکوسیستم ها وارد می کنند. علاوه براین، در چند سال اخیر قوانین زیست محیطی سخت گیرانه تر شده و کارخانه ها باید تصفیه فاضلاب را قبل از دفع انجام دهند. در این مطلب سه روش پیشرفته و پرکاربرد چربی گیری یعنی DAF، API و CPI را به زبان ساده معرفی می کنیم که در صنعت کاربرد زیادی دارند.
چرا حذف روغن و گریس از فاضلاب مهم است؟
روغن و گریس در فاضلاب صنعتی به دو شکل روغن های آزاد که روی سطح آب شناور می شوند و روغن های امولسیون شده که به صورت ذرات ریز در آب پخش شده اند وجود دارند. روغن های شناور لایه ای روی سطح آب ایجاد می کنند که مانع از ورود اکسیژن به آب شده و موجودات آبزی را با مشکل مواجه می کند. روغن های امولسیون شده نیز به دلیل پخش یکنواخت در آب، حذف دشواری دارند.
علاوه بر مسائل زیست محیطی، وجود روغن در فاضلاب باعث گرفتگی لوله و تاسیسات، کاهش راندمان تجهیزات تصفیه و افزایش هزینه های نگهداری می شود. به همین دلیل، صنایع مختلف از سیستم های تخصصی چربی گیری استفاده می کنند. این دستگاه ها با روش های مختلفی چربی و روغن و گریس را از فاضلاب حذف می کنند.
چربی گیری به روش DAF
DAF یکی از رایج ترین روش های حذف روغن و گریس از فاضلاب است. در این روش از حباب های هوای ریز برای جدا کردن ذرات روغن از آب استفاده می شود. آب فاضلاب وارد یک مخزن بزرگ می شود. در این مخزن، هوای فشرده به صورت حباب های بسیار ریز به آب تزریق می شود. این حباب ها به ذرات روغن می چسبند و آن ها را به سطح آب می آورند.
روی سطح آب، لایه ای از کف و روغن جمع می شود. یک اسکیمر این لایه را جمع آوری کرده و به مخزن جداگانه ای منتقل می کند. آب تصفیه شده از پایین مخزن خارج شده و وارد مراحل بعدی تصفیه می شود.
مزایای روش DAF
یکی از بزرگ ترین مزایای سیستم چربی گیر DAF، راندمان بالا در حذف روغن های آزاد و تا حدی روغن های امولسیون شده است. این روش برای فاضلاب هایی که غلظت روغن بالایی دارند، بسیار مناسب است. همچنین DAF نسبت به تغییرات بار آلی و نوسانات فاضلاب مقاوم است و عملکرد پایداری دارد. سرعت تصفیه در این روش بالاست و نیاز به فضای کمتری نسبت به روش های ته نشینی دارد.
معایب چربی گیری DAF
در این روش مصرف انرژی برای تولید حباب های هوای فشرده بالاست. همچنین برای روغن های امولسیون شده که به صورت ذرات بسیار ریز در آب پخش شده اند، راندمان کمتری دارد و بیشتر به عنوان پیش تصفیه استفاده می شود. علاوه براین، نگهداری تجهیزات هوادهی و تعویض دوره ای دیفیوزرها در این روش هزینه بر است.
حذف روغن و گریس از فاضلاب با API
روش API بیشتر در صنعت نفت و پتروشیمی استفاده می شود. این روش بر اساس اختلاف چگالی بین روغن و آب کار می کند. چون روغن سبک تر از آب است، به مرور زمان روی سطح آب جمع می شود. در این روش، فاضلاب وارد یک حوضچه بزرگ می شود. سرعت حرکت آب در این حوضچه بسیار کم است تا ذرات روغن فرصت کافی برای صعود به سطح را داشته باشند. دیواره های حوضچه به گونه ای طراحی شده اند که جریان آب آرام و لایه ای باشد. روغن های جمع شده روی سطح با استفاده از اسکیمرهای مکانیکی جمع آوری می شوند.
مزایای روش API
سادگی طراحی و ساخت از مهم ترین مزایای API است. این سیستم هیچ قسمت متحرک پیچیده ای ندارد و احتمال خرابی آن بسیار کم است. هزینه ساخت و نگهداری اولیه نسبت به روش های دیگر پایین تر است. همچنین API برای حجم های بالای فاضلاب با غلظت روغن بالا بسیار مناسب است و می تواند مقادیر زیادی روغن را در واحد زمان حذف کند.
محدودیت ها و معایب API
سرعت تصفیه در این روش پایین است و به حوضچه های بزرگ نیاز دارد. برای روغن های امولسیون شده کارآیی ندارد چون این روغن ها به اندازه کافی سبک نیستند تا روی سطح آب صعود کنند. همچنین سرعت جریان آب باید به دقت کنترل شود. اگر سرعت بالا باشد، روغن ها همراه آب حرکت کرده و جداسازی انجام نمی شود.
چربی گیری به روش CPI
CPI یکی از مؤثرترین روش های نوین چربی گیری از فاضلاب برای جداسازی روغن های امولسیون شده است که روش های ساده تر مثل API توانایی حذف آن ها را ندارند. این روش از صفحات موازی موج دار یا شیاردار استفاده می کند. فاضلاب از بین این صفحات عبور می کند. صفحات به صورت موازی و با زاویه ای حدود ۴۵ درجه نسبت به جهت جریان نصب شده اند. فاصله بین صفحات بین ۲ تا ۴ سانتی متر است.
وقتی فاضلاب از بین صفحات عبور می کند، ذرات روغن به سطح صفحات برخورد کرده و به آن ها می چسبند. ذرات روغن به مرور زمان به هم برخورد کرده و ذرات بزرگ تری تشکیل می دهند. ذرات بزرگ تر به سمت بالا حرکت کرده و روی سطح آب جمع می شوند. در نهایت، روغن های تجمع یافته توسط اسکیمر جمع آوری می شوند.
انواع صفحات CPI
صفحات مورد استفاده در CPI انواع مختلفی دارند. صفحات صاف ساده ترین نوع هستند و برای فاضلاب های با غلظت روغن پایین استفاده می شوند. صفحات موج دار یا کرکره ای سطح بیشتری برای برخورد ذرات روغن فراهم می کنند و راندمان بالاتری دارند. صفحات شیاردار یا پرفراژ دارای سوراخ های ریزی هستند که آب از آن ها عبور می کند اما روغن روی سطح باقی می مانند.
مزایای روش CPI
CPI برای حذف روغن های امولسیون شده بسیار مؤثر است. این روش می تواند ذرات روغن با اندازه تا ۲۰ میکرون را نیز حذف کند. سرعت تصفیه در CPI بالاتر از API است و به فضای کمتری نیاز دارد. همچنین این سیستم مصرف انرژی پایینی دارد چون هیچ پمپ یا هوادهی پیچیده ای ندارد. طراحی ساده آن باعث می شود نگهداری آسانی داشته باشد.
معایب CPI
این روش برای روغن های سنگین و قیری کارایی کمتری دارد چون این روغن ها به سختی حرکت می کنند. صفحات موج دار به مرور زمان کثیف شده و لایه ای از رسوب و آلودگی روی آن ها جمع می شود. به همین دلیل، نیاز به شستشوی دوره ای دارند. اگر فاضلاب حاوی ذرات معلق جامد زیادی باشد، صفحات مسدود می شوند و جریان آب مختل می شود. همچنین هزینه ساخت اولیه CPI بیشتر از API است اما در بلندمدت با توجه به راندمان بالاتر، مقرون به صرفه تر است.
کدام روش را انتخاب کنیم؟
انتخاب روش مناسب به عوامل متعددی بستگی دارد. نوع صنعت، غلظت روغن، حجم فاضلاب و بودجه موجود از جمله این عوامل هستند. برای دستیابی به بهترین نتیجه، از ترکیب چند روش استفاده می شود. به عنوان مثال، بسیاری از کارخانه ها ابتدا از API برای حذف روغن های آزاد استفاده می کنند، سپس DAF را به عنوان پیش تصفیه به کار می برند و در نهایت از CPI برای حذف روغن های امولسیون شده کاربرد دارد.
سخن آخر
هدف همه این روش ها حذف مؤثر روغن و گریس از فاضلاب صنعتی برای حفاظت از محیط زیست و رعایت استانداردهای قانونی است. با پیشرفت فناوری، روش های جدیدتری نیز در حال توسعه هستند که می توانند راندمان بالاتر و هزینه کمتری داشته باشند.
