صافی چکنده یا فیلتر چکنده در فرایند تصفیه فاضلاب

در تصفیه فاضلاب‌ها از فرایندها و مراحل مختلفی استفاده می‌شود. یکی از این فرایندها صافی چکنده یا فیلتر چکنده است. این روش بر پایه تصفیه بیولوژیکی است که اصولا برای تصفیه فاضلاب‌های بهداشتی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. تصفیه فاضلاب به روش صافی چکنده ، بیش از ۱۰۰ سال است که مورد توجه می‌باشد. در مقایسه با سیستم لجن فعال، این فرآیند از بهره‌برداری ساده‌تر و مقاومت بیشتر در برابر شوک‌های سمی برخوردار است. در این بخش از مقاله قصد داریم در مورد این فرایند و مزایا و معایب آن سخن بگوییم.

صافی چکنده چیست؟

استفاده و به کارگیری از میکروارگانیسم‌ها در پکیح های تصفیه فاضلاب جزء رایج‌ترین و مهم‌ترین گام‌ها است. به دلیل هزینه بسیار کم و بهره‌وری بالا، صافی چکنده به عنوان یک فرآیند عالی معرفی گردید. در واقع فیلتر چکنده بستری از ماسه، سنگ و مواد پلاستیکی مخصوص است، که به صورت چند لایه روی هم قرار گرفته و یک بستر مناسب و عالی برای رشد میکروارگانیسم‌ها فراهم می‌آورد. در این روش، چند لایه از قلوه سنگ یا مواد پلاستیکی متخلخل روی هم قرار گرفته و فضای خالی موجود در بین آنها محیط مناسب برای رشد میکروب‌های هوازی خواهد بود.

تصفیه فاضلاب به روش صافی چکنده

با توجه به میزان بهره وری و کارایی که این روش در حذف مواد آلی دارد، می‌توان آن را به عنوان یک پیش تصفیه در استخرهای بزرگ تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی با ظرفیت بسیار بالا شناخت. در این روش با کمک صافی چکنده بیولوژیکی و فراهم شدن بستر مناسب برای تغذیه و رشد میکروارگانیسم، شرایط برای حذف مواد آلی و BOD فراهم می‌گردد. در نتیجه کیفیت خروجی آن در سطح بسیار مناسب و مطلوبی قرار می‌گیرد.

اقسام متعدد فیلتر چکنده

ساختارهای بسیار زیاد و متنوعی برای تصفیه فاضلاب به روش صافی چکنده وجود دارد، که هر کدام ویژگی‌های منحصر به فردی دارند. بر اساس فاکتورهای مختلف انواع صافی چکنده به شرح زیر هستند.

صافی چکنده با بستر سنگی

در یک دسته بندی کلی صافی‌های چکنده را بر پایه مواد و متریالی که بستر آنها را تشکیل می‌دهند، تقسیم بندی می‌کنند. صافی‌هایی که از قلوه سنگ‌ها تشکیل می‌شوند، جزء رایج‌ترین و کاربردی‌ترین گزینه‌هایی هستند که در تصفیه فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند. این صافی‌ها شامل چند لایه هستند که لایه اولی یا ابتدایی آن قلوه سنگ‌هایی بزرگ با قطر ۸ تا ۱۸ سانتی‌متر می‌باشد. ارتفاع آن‌ها هم حدود ۳۰ سانتی‌متر است. در لایه دوم، ارتفاع افزایش پیدا کرده و قطر قلوه سنگ‌ها کاهش پیدا می‌کند. به عنوان مثال، سنگ‌هایی با قطر ۶ تا ۸ سانتی‌متر لایه‌ای با ارتفاع ۵۰ سانتی‌متر می‌سازند.

صافی با بستر پلاستیکی

به دلیل سنگین بودن بسترهای سنگی و نیاز به سازه‌هایی محکم‌تر برای نگهداری، اصولا استفاده از مواد پلاستیکی به عنوان جایگزین قلوه سنگ‌ها مورد استقبال قرار گرفت. صافی‌های چکنده بیولوژیکی با بستر پلاستیکی دارای ارتفاع خیلی بیشتری هستند. به دلیل همین ارتفاع بالا، رد و بدل شدن هوا در آنها راحت‌تر صورت می‌گیرد. یک نکته حائز اهمیت در این بستر، فیلتر آن است که از ۴ نازل گردان برای پاشیدن فاضلاب به همه سطح‌ها کمک می‌گیرد. در نتیجه سرعت پخش پساب‌ها ایده آل شده و قدرت حذف BOD در سطح مطلوب قرار می‌گیرد.

تصفیه فاضلاب به روش صافی چکنده با باز چرخشی

بعد از تصفیه فاضلاب به کمک میکروارگانیسم‌های موجود در بستر سنگی و پلاستیکی در بعضی از صافی‌ها، شاهد وارد شدن مجدد پساب‌های ته نشین شده به بستر هستیم. این عملیات از رشد حشرات و ایجاد بوی متعفن جلوگیری به عمل می‌آورد. همچنین کارایی و نرخ بهره وری را تا حد مطلوبی بهبود می‌بخشد.

انواع فرآیندهای تصفیه فاضلاب به روش صافی چکنده

فیلترهای چکنده در انجام عملیات تصفیه، اصولا از فرایندهای مختلفی بهره می‌برند، که این فرآیند را در ادامه شرح می‌دهیم.

فرایند نرخ پایین

این نوع روش در تصفیه فاضلاب، روشی نسبتا ساده و قابل اطمینان است که پساب با کیفیت ثابت را تصفیه می‌کند. راکتورهای این نوع فرایند به شکل دایره و مستطیل است. در اغلب راکتورهای فرایند صافی چکنده نرخ پایین، عمق بستر دارای لجن بیولوژیک تنها 1.2 و 0.6 متر است. مشکل اصلی این فرآیند از صافی چکنده در تصفیه فاضلاب آن است که بو ایجاد می‌کند. به ویژه در شرایطی که فاضلاب‌ها سپتیک شده و یا هوا گرم باشد. بنابراین لازم است که از روش های حذف بو از فاضلاب نیز استفاده شود.

تصفیه فاضلاب به روش صافی چکنده با بار زیاد

این روش تصفیه فاضلاب فیلتر نرخ بالایی است که بار آلی آن از ۱.۶ کیلوگرم بر مترمکعب در روز بیشتر است و بارگذاری هیدرولیکی آن به ۱۹۰ متر مکعب بر متر مربع در روز می‌رسد.

فرایند دو مرحله‌ای

سیستم دو مرحله‌ای با ته نشینی میانی اغلب برای تصفیه فاضلاب‌هایی با قدرت بالا و نیتریفیکاسیون به کار می‌روند. فیلتر مرحله اول و ته نشینی، به حذف BOD کربن می‌پردازند و نیتریفیکاسیون در فیلتر مرحله دوم رخ می‌دهد.

مزایای تصفیه فاضلاب به روش صافی چکنده

به دلیل وجود روش‌های متعدد و استقبال زیاد از این روش، مزایای زیادی می‌توان برای آن برشمرد. این مزایا عبارتند از:

• هزینه پایین راه اندازی و صرفه جویی اقتصادی
• عدم نیاز به نیروی متخصص یا تخصص خیلی بالا در راه اندازی بستر تصفیه
• عدم کاهش کارایی به دلیل تغییر در دبی فاضلاب
• قدرت بالا در نیترات سازی

معایب فیلتر چکنده

هر کدام از روش‌های به کار رفته برای تصفیه آب و فاضلاب دارای محدودیت و معایبی هستند که فیلترهای چکنده هم از این قانون مستثنی نمی‌‌باشند. مهم‌ترین معایب آن عبارتند از:

• نیاز به زمین با متراژ و وسعت بالا برای راه اندازی تصفیه خانه
• فراهم شدن بستر مناسب برای حشرات
• احتمال یخ بستن صافی در فصل زمستان

مهم‌ترین نکات در طراحی صافی‌های چکنده

در طراحی صافی چکنده اصولا یک سری نکات را باید رعایت نمود این نکات شامل موارد زیر است.

• توجه به سیستم زهکشی بستر برای فراهم شدن شرایط مناسب
• انتخاب فاصله مناسب بین بازوهای گردان و دوران و بستر
• توجه به حداکثر ارتفاع بستر بر اساس نوع صافی چکنده و مقدار فاضلاب
• انتخاب سازه مقاوم و مناسب برای راه اندازی بستر روی آن