پاسخ سریع: تصفیه‌خانه‌های شهری روزانه حدود ۷۰ تا ۹۰ گرم مواد جامد خشک به ازای هر نفر تولید می‌کنند. تصفیه‌خانه‌های صنعتی بسیار بیشتر متفاوت هستند، زیرا لجن شیمیایی ناشی از انعقاد اغلب از لجن بیولوژیکی بیشتر است. اندازه‌گیری بر اساس مواد جامد خشک در روز، سپس تبدیل به حجم کیک — هرگز بر اساس دبی ورودی.
جریان تقریباً هیچ چیزی به شما نمی‌گوید
دو تصفیه‌خانه که حجم یکسانی بر حسب متر مکعب در روز را تصفیه می‌کنند، می‌توانند مقادیر لجنی تولید کنند که چندین برابر با هم تفاوت داشته باشد. دبی، اندازه پمپ‌ها و لوله‌کشی را تعیین می‌کند. مقدار لجن از بار جامدات و مواد آلی ورودی، به‌علاوه هر ماده شیمیایی که برای حذف آن‌ها تزریق می‌کنید، ناشی می‌شود.
بنابراین پرسش باید به‌صورت سه عدد جداگانه بازسازی شود:
- مواد جامد خشک در روز — بیولوژیکی به‌علاوه شیمیایی، بر حسب kg DS/d
- خشکی کیک — چند درصد از آن کیک پس از آبگیری مواد جامد است
- حجم کیک — آنچه در واقع برای ذخیره، حمل و دفع آن پرداخت می‌کنید
شهرداری: از مردم آغاز کن
برای فاضلاب خانگی، بارهای طراحی سرانه قابل‌اعتمادترین نقطه شروع هستند. دستورالعمل‌های طراحی آژانس کنترل آلودگی مینه‌سوتا استفاده می‌کنند ۰.۲۰ پوند TSS (۹۱ گرم) و ۰.۱۷ پوند BOD₅ (۷۷ گرم) به ازای هر نفر در روز به‌عنوان حداقل‌های طراحی.
کار کردن روی آن‌ها از طریق جذب اولیه و بازده ثانویه تقریباً به دست می‌دهد ۷۰–۹۰ گرم مواد جامد خشک برای هر نفر در روز در مجموع، حدود ۶۰/۴۰ بین لجن اولیه و لجن فعال مازاد تقسیم می‌شود. بنابراین یک تصفیه‌خانه برای ۵۰٬۰۰۰ نفر، روزانه در حدود ۳٫۵ تا ۴٫۵ تن مواد جامد خشک تولید می‌کند.
دو هشدار دربارهٔ ارقام سرانه. آن‌ها فرض می‌کنند فاضلاب واقعاً خانگی است — تخلیه‌های صنعتی به فاضلاب بلافاصله این فرض را نقض می‌کند. و ارقام ملی منتشرشده بین مناطق قابل مقایسه نیستند، زیرا برخی بر جمعیت متصل تقسیم می‌کنند و برخی دیگر بر جمعیت کل.
صنعتی: از بار شروع کنید، سپس مواد شیمیایی را اضافه کنید
برای پساب صنعتی هیچ میان‌بر سرانه‌ای وجود ندارد. جامدات زیستی از بار آلی که واقعاً حذف شده است منشأ می‌گیرند، و بازده به‌شدت به مدت زمان ماندن لجن در سیستم بستگی دارد.
سن ماسه کل داستان است. آموزش اپراتور DEP پنسیلوانیا زمان‌های ماندگاری ماسه را ارائه می‌دهد ۳.۵ تا ۱۰ روز برای لجن فعال متعارف علیه ۲۰–۳۰ روز برای هوادهی گسترده. نگهداری طولانی‌تر به این معناست که بخش بیشتری از زیست‌توده توسط تجزیه درون‌زاد مصرف می‌شود، بنابراین هوادهی طولانی‌مدت تقریباً یک‌دوم تا یک‌سوم جامدات زائد به ازای هر کیلوگرم BOD حذف‌شده تولید می‌کند.
به‌عنوان یک بررسی در سطح اپراتور، آموزش لجن فعال Michigan EGLE استفاده می‌کند ۰.۷ پوند مواد جامد به ازای هر پوند BOD حذف‌شده بر مبنای کل جامدات معلق برای عملیات متعارف. از آن به‌عنوان یک بررسی سلامت‌سنجی روی یک رقم طراحی استفاده کنید، نه به‌عنوان خودِ رقم طراحی — این روش دارای زمان ماند کوتاه، مبتنی بر TSS است و جامدات بی‌اثر واردشده با پساب ورودی را نیز شامل می‌شود.
لجن شیمیایی همان چیزی است که مردم را غافلگیر می‌کند
اینجاست که برآوردهای صنعتی اشتباه می‌روند. منعقدکننده ناپدید نمی‌شود — رسوب می‌کند و به لجن می‌پیوندد.
کف استوکیومتری سرراست است. تبدیل آلوم به هیدروکسید آلومینیوم حدود ۰.۲۶ کیلوگرم مواد جامد خشک به ازای هر کیلوگرم آلوم; تبدیل کلرید آهن به هیدروکسید آهن حدود ۰.۶۶ کیلوگرم به ازای هر کیلوگرم FeCl₃. این‌ها حداقل‌ها هستند: آن‌ها فقط هیدروکسید را می‌شمارند، نه فسفات هم‌رسوب‌شده، مواد آلی جذب‌شده یا جامدات ورودی به‌دام‌افتاده را.
مقادیر اندازه‌گیری‌شده مرتبه بزرگی را تأیید می‌کنند. مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۶ در نمک‌زدایی و تصفیه آب اندازه‌گیری‌شده ۰٫۴۰–۰٫۸۲ میلی‌گرم لجن به ازای هر میلی‌گرم FeCl₃ دوز در پساب‌های هوازی و بی‌هوازی اعمال شد. یک بازه طراحی عملی ۰.۴–۰.۸ کیلوگرم ماده خشک به ازای هر کیلوگرم FeCl3 قابل دفاع است.
مقایسه را انجام دهید و نکته آشکار می‌شود. در ۸۰ mg/L کلرید فریک، حدود ۵۳ mg/L جامدات شیمیایی تولید می‌کنید. یک مرحله بیولوژیکی که ۲۰۰ mg/L BOD را با بازده مشاهده‌شده ۰٫۳ حذف می‌کند، حدود ۶۰ mg/L تولید می‌کند. در آن دوز، این دو already در همان مرتبه بزرگی هستند — و دوزدهی صنعتی اغلب بسیار بالاتر اجرا می‌شود.
مطالعهٔ سال ۲۰۱۶ همان نشان داد که در بالای حدود ۸۰ mg/L از FeCl₃، نسبت جامدات فرار به کل به حدود ۰٫۵ کاهش می‌یابد. لجن نیمی معدنی می‌شود. این موضوع از دو جهت اهمیت دارد: لجن معدنی سنگین‌تر است، و رفتار آبگیری آن با لجن بیولوژیکی متفاوت است.
از جامدات خشک تا حجم کیک
جامدات خشک در روز یک عدد مهندسی است. حجم کیک عددی است که بر اساس آن صورتحساب میشوید.
تبدیل عبارت است از:
حجم کیک (m³/d) = مواد جامد خشک (kg/d) ÷ [ چگالی توده‌ای کیک (kg/m³) × کسر مواد جامد ]
چگالی توده‌ای کیک معمولاً در محدوده ۱٬۰۵۰ تا ۱٬۲۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب در نظر گرفته می‌شود، و برای کیک اصلاح‌شده با آهک یا آهن با محتوای معدنی بالا به سمت مقادیر بالاتر میل می‌کند. با استفاده از ۱٬۱۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب، یک تن مواد جامد خشک تقریباً اشغال می‌کند:
- ۴.۵ متر مکعب در ۲۰٪ مواد جامد خشک
- ۳.۶ متر مکعب در ۲۵٪
- ۳.۰ متر مکعب با ۳۰٪
- ۲.۶ متر مکعب در ۳۵٪
انتقال کیک از ۲۰٪ به ۳۰٪ مواد جامد خشک، حجم حمل‌ونقل را برای همان جرم مواد جامد، حدود یک‌سوم کاهش می‌دهد. جایی که دفع بر اساس حجم محاسبه می‌شود، این همان توجیه تجاری برای فیلتراسیون فشاری است که به‌صورت حساب‌وکتاب ریاضی بیان شده، نه به‌عنوان یک ادعا.
خشکی کیک را واقعاً تا چه حد می‌توانید برسانید؟
برگه اطلاعات آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده درباره پرس‌های فیلتر صفحه فرورفته، جامدات کیک را گزارش می‌دهد ۴۵–۵۰٪ برای لجن اولیه به‌همراه لجن فعال مازادو تا ۵۵٪ برای لجن تصفیه‌شدهٔ ثالثیهٔ تیمارشده با آهک.
پیش از آنکه برنامه‌ریزی خود را بر پایهٔ آن ارقام بنا کنید، یادداشت آماده‌سازی را بخوانید. همان سند مشخص می‌کند که برای رسیدن به آن‌ها، ۱۰ تا ۳۰٪ آهک و ۵ تا ۷٫۵٪ کلرید فریک بر مبنای وزن خشک لازم است. آهک و آهن به‌صورت تودهٔ بی‌اثر به کیک می‌روند، بنابراین بخشی از آن درصد بالا جامدات افزوده‌شده است نه آبی که حذف شده. با فقط شرطی‌سازی پلیمریهمان منبع حدود ۴۵٪ برای جامدات اولیه و ۳۵٪ برای لجن اولیه به‌همراه لجن فعال‌شده.
برای مقایسه، برگه اطلاعات پرس فیلتر نواری EPA برای لجن اولیه خام به‌همراه لجن فعال زائد ۲۰–۳۵٪ و برای لجن فعال زائد هضم‌شده بی‌هوازی ۱۲–۲۲٪ را ارائه می‌دهد. شکاف میان فیلتراسیون نواری و فشاری واقعی است، و در لجن‌هایی که بدترین آبگیری را دارند، بیشترین مقدار را دارد.
یک نکته قابل استناد دیگر که ارزش دانستن دارد: برگه اطلاعات EPA بیان می‌کند که پرس‌های فیلتر با صفحه فرورفته برای تصفیه‌خانه‌های زیر حدود ۴ MGD (حدود ۱۵٬۰۰۰ m³/d) مقرون‌به‌صرفه هستند.
برای برآورد لجن چه چیزی باید ارسال شود
- جمعیت تحت پوشش، یا جریان فرآیند و COD/BOD و TSS ورودی
- آیا فاضلاب‌رو صنعتی دریافت می‌کند، و از کدام صنایع
- نوع و دوز منعقدکننده، و هرگونه افزودن آهک
- سن ماند یا حالت هوادهی، در صورتی که مرحله بیولوژیکی از قبل وجود داشته باشد
- آیا لجن قبل از آبگیری هضم می‌شود یا تغلیظ؟
- نحوه محاسبه هزینه دفع — بر اساس وزن یا بر اساس حجم
مرتبط: چند صفحه فیلتر نیاز دارید, تعیین اندازه فیلتر پرس برای لجن شهری بر اساس جمعیت، و فیلتر پرس در مقابل پرس پیچی. تجهیزات مرتبط: فیلتر پرس محفظه‌ای و پرس فیلتر غشایی.
پرسش‌های متداول
یک تصفیه‌خانه فاضلاب روزانه چه مقدار لجن تولید می‌کند؟
تصفیه‌خانه‌های شهری روزانه حدود ۷۰ تا ۹۰ گرم مواد جامد خشک به ازای هر نفر تولید می‌کنند. یک تصفیه‌خانه برای ۵۰٬۰۰۰ نفر روزانه حدود ۳٫۵ تا ۴٫۵ تن مواد جامد خشک تولید می‌کند. تصفیه‌خانه‌های صناعی بسیار بیشتر متفاوت‌اند، زیرا دوز منعقدکننده و بار آلی این رقم را تعیین می‌کنند نه جمعیت.
آیا می‌توانم لجن را از نرخ جریان تخمین بزنم؟
نه. اندازه پمپ‌ها و لوله‌کشی بر اساس دبی تعیین می‌شود، نه مقدار لجن. دو تصفیه‌خانه که حجم یکسانی را تصفیه می‌کنند می‌توانند بسته به جامدات ورودی، بار آلی و دوز مواد شیمیایی، توده لجن چندین برابری متفاوت تولید کنند. در عوض از جامدات خشک در روز تخمین بزنید.
کلرید فریک چه مقدار لجن تولید می‌کند؟
حدود ۰.۴ تا ۰.۸ کیلوگرم مواد جامد خشک به ازای هر کیلوگرم کلرید فریک دوز شده، بر اساس مقادیر اندازه‌گیری‌شده. کف استوکیومتری ۰.۶۶ کیلوگرم به ازای هر کیلوگرم است، با احتساب تنها رسوب هیدروکسید. آلوم بر همین اساس حدود ۰.۲۶ کیلوگرم به ازای هر کیلوگرم تولید می‌کند.
آیا لجن شیمیایی از لجن بیولوژیکی سنگین‌تر است؟
اغلب بله، در کارخانه‌های صنعتی. در ۸۰ mg/L کلرید فریک، جامدات شیمیایی از قبل با جامدات بیولوژیکی حاصل از حذف ۲۰۰ mg/L BOD قابل مقایسه هستند. بالاتر از این دوز، لجن تقریباً نیمی معدنی می‌شود، که هم جرم آن و هم رفتار آبگیری آن را تغییر می‌دهد.
چگونه جامدات خشک را به حجم کیک تبدیل کنم؟
جامدات خشک در روز را بر چگالی توده‌ای کیک ضرب‌در کسر جامدات تقسیم کنید. با استفاده از ۱٬۱۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب، یک تن جامدات خشک حدود ۳٫۰ متر مکعب کیک با ۳۰٪ جامدات خشک، یا ۴٫۵ متر مکعب با ۲۰٪ می‌دهد.
آیا هوادهی گسترده لجن کمتری تولید می‌کند؟
بله، تقریباً یک‌دوم تا یک‌سوم لجن فعال متعارف به ازای هر کیلوگرم BOD حذف‌شده. دلیل آن سن لجن است: هوادهی ممتد ۲۰ تا ۳۰ روز در مقابل ۳٫۵ تا ۱۰ روز در روش متعارف کار می‌کند، بنابراین تجزیه درون‌زاد بخش بیشتری از توده زیستی را مصرف می‌کند.
جمعیت یا بار فرآیندی، دوز منعقدکننده و مبنای دفع خود را ارسال کنید، و ما مقدار لجن و حجم کیک را همراه با شما محاسبه خواهیم کرد: درخواست برآورد لجن و اندازه‌بندی.
منابع: آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده — برگه اطلاعاتی پرس فیلتر با صفحات فرورفته (832-F-00-058), آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده — برگه اطلاعات غلیظ‌سازی ثقلی (832-F-03-022), آژانس کنترل آلودگی مینه‌سوتا — دستورالعمل‌های تعیین جریان طراحی و بارگذاری.