معرفی فرایند  

شناورسازی به کمک هوای فشرده (DAF) یکی از فرایند های مهم تصفیه آب، پساب و فاضلاب های صنعتی می باشد که باعث زلال شدن پساب و فاضلاب به علت حذف انواع آلاینده های معلق از آن مانند روغن، گریس، چربی و ذرات کلوئیدی می شود. عملیات حذف آلاینده ها و ذرات کلوئیدی در این روش براساس تزریق هوای فشرده به پساب می باشد. دراثر این عمل، حباب های ریز آزاد شده به ذرات کلوئیدی معلق در فاضلاب چسبیده و باعث شناورشدن ذرات به سطح DAF می گردند که در آنجا توسط اسکراپر جمع آوری و به یک مخزن نگهداری چربی تخلیه می‌گردند. زلال بودن آب خروجی از واحد DAF یکی از معیارهای کارکرد مناسب این سیستم می باشد. در صورتی که چربی و روغن بصورت امولسیون(محلول) در پساب وجود داشته باشند و یا وزن مخصوص آنها در حدی نباشد که به راحتی شناور شوند از هوای محلول برای شناور سازی استفاده می شود.

همانطور که گفته شد شناورسازی به کمک هوای فشرده دارای کارائی بسیار بالایی در حذف مواد شناور و معلق موجود در فاضلاب می باشد. در بسیاری از مراجع کارائی این فرایند در تصفیه پساب های صنعت روغن نباتی را تا حدود 90% ذکر کرده اند. سیستم DAF در پساب صنایع لبنی نیز کاربرد زیادی دارد. پساب صنایع غذایی از جمله کشتارگاه ها و فراورده های گوشتی، کنسروسازی و اصولاً پساب هایی که دارای چربی هستند با این روش تا حد زیادی تصفیه می شوند.

همچنین در بسیاری از صنایع شیمیایی وپتروشیمی از فرایند DAF به طور فزاینده ای برای جداسازی نفت و چربی های شناور استفاده می شود. به طور کلی از واحد DAF در تمامی تصفیه خانه های شیمیایی می توان استفاده کرد.

شماتیک فرایند واحد چربی گیری

مزایای روش شناور سازی DAF نسبت به سایر روش های حذف روغن و چربی :

1- به زمان ماند کمتری نیاز دارد، در نتیجه هزینه ساخت آن پایین تر است.

2- به کمک این فرآیند هم میتوان مواد قابل ته نشینی و هم مواد سبک را جدا سازی کرد.

3- در اکثر موارد غلظت مواد شناور شده بیشتر از مواد ته نشین شده است که در نتیجه به راحتی قابل جمع آوری است.

4- امکان تولید بوی نامطبوع در این روش بسیار کمتر است.

5- امکان کاهشBOD و تثبیت واقعی مواد بیشتر است.

6- راندمان حذفTSS وBOD به روش شناور سازی به ترتیب 50-90 و 60 -85 درصد گزارش شده است.

كاربردها:

1- پالايشگاه‌ها و صنايع پتروشيمي

2- صنايع غذایی و لبنیات

3- پروسه‌هاييكه فاضلاب همراه با مقدار زيادي روغن مي‌باشد.

4- كارخانجات چوب و كاغذ

5- صنايع نساجي

6- صنايع چرم‌سازي

7- صنایع فلزی

معرفی فرایند  

جدا کننده‌های ثقلی ( چربی گیر های ثقلی ) معمولاً برای زدودن و حذف روغن، گریس و نفت بصورت آزاد و غیر امولسیون بکار می‌روند. از نظر تئوری فرآیند جداسازی در چربی گیر های ثقلی بوسیله قانون استوکس در غیاب جریان توربولانسی و جریانهای گردشی پیش‌بینی می‌شود. بنابراین در عمل راندمان جدا کننده ثقلی بستگی به طراحی دقیق هیدرولیک جدا کننده و زمان ماند پساب دارد.

سیستم چربی گیر API در واقع یک جدا کننده روغن از آب می‌باشد که تحت استانداردهای API طراحی شده باشد. این سیستم بطور وسیعی در تصفیه خانه‌ها و بسیاری از واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای طراحی مخازن دایره‌ای و مستطیلی استانداردهایی وجود دارد ولی در عمل واحدهای مستطیل شکل سازگاری بیشتری داشته و به میزان وسیعتری بکار می‌روند. اغلب واحدها بنا به دلایل متعددی بطور محافظه کارانه طراحی می‌شوند.

در این واحدها( چربی گیر ها ) علاوه بر حذف روغن و چربی، ذرات جامدی نظیر پیچ و مهره، ورقه‌های پلاستیکی، قطعات بزرگتر فلزی و غیره که غالباً در فاضلابروها ملاحظه می‌شوند بوسیله جدا کننده‌ها حذف می‌شوند. در نتیجه در این نوع جدا کننده‌ها ( چربی گیر ها )به لجن روبهای قویتری نیاز خواهیم داشت.

طراحی انواع مختلف جدا کننده‌های آب- روغن ( چربی گیر ها )بر اساس اختلاف دانسیته استوار می‌باشد. قابلیت و توانایی جدا کننده در بهبود بخشیدن به عملکرد جداسازی روغن از پساب تابع عوامل متعددی می‌باشد که عبارتند از :

– نوع و حالت روغن و چربی در جریان پساب

– خواص جریان حاصل

– طراحی و اندازه واحد

– زمان ماند پساب

چربی گیر ها از نوع API و CPI برای حذف و کاهش روغنهای امولسیون طراحی نمی‌شوند بلکه فقط برای روغنهای آزاد مورد استفاده قرار می‌گیرند. اندازه استاندارد قطر ذرات روغن برای حذف روغن ۱۵۰ میکرون می‌باشد.

معرفی فرایند  

با توجه به اینکه وجود چربی و روغن و مشتقات نفتی در فاضلاب ورودی باعث ایجاد اختلال در فرآیندهای بیولوژیکی لجن فعال می‌گردد، بنابراین در بسیاری از تصفیه‌خانه‌های صنعتی که چربی و روغن در پساب وجود دارد در ابتدای تصفیه‌خانه یک واحد چربی‌گیر تعبیه می‌گردد.
مشکلی که در فرآیند لجن فعال در صورت عدم حذف چربی‌ها بوجود می‌‌آید این است که چربی‌ها بر روی توده‌های بیولوژیکی چسبیده و باعث می‌شوند که عمل هوادهی و اکسیژن‌رسانی دچار مشکل شده و در نهایت باعث کاهش چشم‌گیر راندمان تصفیه می‌شود.



باتوجه به مطالب ذکر شده روش‌های مختلفی برای چربی‌گیری (روش فیزیکی، روش API، روش CPI و روش DAF )پیشنهاد می‌شود که یکی از حالت‌ها، چربی‌گیری به شکل CPI می‌باشد.

البته هر یک از روش‌های ذکر شده دارای معایب و محاسنی می‌باشد که ما باید با شناخت کامل از هر یک از فرآیندها، بهترین روش را برای چربی زدایی انتخاب نماییم.
معمولاً چربی‌گیرهای CPI برای حذف چربی و روغن‌های آزاد و همچنین برای حذف مشتقات نفتی در نظر گرفته می‌شود.
این نوع چربی‌گیر که گاهی به نام TPI نیز شناخته می¬شود به طور گسترده¬ای جایگزین چربی‌گیرهای API  و مخازن ته¬نشینی اولیه شده¬اند.
به طور کلی جداکننده‌های CPIتا حدودی مشابه روش API می‌باشد. با این تفاوت که در این جداکننده‌ها از یک سری صفحات مورب و موج‌دار‌ استفاده شده است که با زوایای ۴۵ تا ۶۰ درجه در داخل مخزن قرار گرفته¬اند.
جنس صفحات بسته به مشخصات فیزیکی و شیمیایی پساب ممکن است فلزی یا پلاستیکی باشند و معمولاً با توجه به PH پساب از مواد پوشش دهنده مقاوم در برابر خوردگی استفاده می‌شود. در واقع مهمترین نقش صفحات ایجاد فضای مناسب برای شکل‌گیری جریان آرام می‌باشد.
علاوه بر صفحات جداکننده، این سیستم مجهز به سطح‌ روب برای جمع‌آوری ذرات شناور شده و همچنین لجن روب برای جمع آوری لجن ته نشینی میباشد.
نحوه عملکرد این واحدها ‌به این ترتیب است که با ورود فاضلاب از قسمت ورودی به علت سرعت کم جریان و قرارگرفتن جریان در مسیر صفحات موازی حالت آرام در جریان ایجاد می‌شود و در این حالت لمینار (آرام) چربی‌ها از فاضلاب جدا می‌شوند و ذرات معلق نیز از آن جدا می‌گردند.

چربی‌ها به دلیل کم بودن چگالیشان به سمت بالای واحد حرکت کرده و به سطح مخزن می‌رسند و با تجهیزات مربوطه SKIMER)) جمع‌آوری می‌شوند.
ذرات معلق نیز در قسمت پایین مخزن ته‌نشین می‌شوند و نهایتاً به شکل لجن خارج می‌شوند.

از مهمترین مزایای سیستم CPI نسبت به API می توان به موارد زیر اشاره کرد :

1- بالابردن راندمان حذف جداسازی مواد روغنی از پساب

2- ایجاد جریان آرام بین صفحات

3- کاهش قابل توجه مسافتی که ذرات روغن باید طی کند تا به سطح برسند

4- تحت تأثیر قرار نگرفتن توزیع جریان در داخل جداکننده به وسیله وزش باد

5- تخلیه آسان لجن و مواد ته‌نشین شده در جداکننده
 

ویژگی‌های چربی گیر CPI

1-  نصب و راه اندازی آسانبالا بودن راندمان حذف روغن و چربی های غیر امولسیونی از پساب

2- قابلیت حذف ذرات روغن غیر امولسیونی تا قطر حداقل ۳۰ میکرون

3- پایین بودن مصرف انرژی

مهم‌ترین موارد مصرف جدا کننده CPI به صورت ذیل می‌باشد :

1- پالایشگاه‌های نفت و گاز

2-  پایانه‌ها و بنادر نفتی

3-  تعمیرگاه‌ها

4- صنایع غذایی

5-  صنایع تولید مواد شوینده و شیمیایی

6-  صنایع اتومبیل‌سازی

7- صنایع پتروشیمی

واحدهای CPI به طور گسترده‌ای در بسیاری از صنایع برای جداسازی آب و روغن به کار می‌روند اما در پالایشگاه‌ها با استقبال کمتری روبرو شده‌اند به این دلیل که این واحدها قادر به پذیرش و تحمل شوک‌های حاصل از افزایش ناگهانی بار آلی و جریان‌های با حجم زیاد را به خوبی جداکننده‌های API نمی‌باشند.
جداکننده‌های CPI نسبت به جریان‌های پساب عبوری و بار روغن دارای محدودیت‌هایی می‌باشند که باعث کاهش راندمان عملکرد واحدها می‌شوند. مقدار جریان گذرنده از واحدهای CPI با مساحت صفحات و حجم واحد متناسب می‌باشد.