کلاریفایر (clarifier) یا زلال ساز یکی از تجهیزات مهم در حوزه تصفیه فاضلاب می باشد که هدف اصلی در آن حذف مواد معلق در آب با اندازه بالاتر از 10 میکرون است. مشخصات به کار رفته در طراحی کلاریفایر با توجه به محل نصب آنها با هم متفاوت بوده و بر همین اساس طراحی و تولید کلاریفایر انجام می گردد. گروه صنعتی هفت؛ تولید کننده کلاریفایر در ابعاد و اندازه های مختلف، در ادامه راهنمای جامعی را درباره طرز کار کلاریفایر، نحوه ساخت کلاریفایر و هر آنچه که باید درباره این تجهیزات بدانید ارائه خواهد داد.
کلاریفایر چیست؟
کلاریفایر (clarifier) به دستگاهی گفته میشود که پس از اضافه شدن مواد شیمیایی منعقد کننده مواد آلی و معلق در آب، در خروجی آب زلال تولید می کند. به عبارت دیگر، در این گروه از تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب، مواد معلق در آب با قطر بیشتر از 10 میکرون بخاطر واکنش شیمیایی آب با مواد منعقد کننده از آب جدا شده و به صورت لجن های لخته شده در کف استخر و حوضچه های تصفیه ته نشین می گردند. با توجه به اینکه کیفیت آب خروجی از دستگاه کلاریفایر تا حد زیادی افزایش پیدا می کند و آب شفافیت بالایی پیدا می کند، به این تجهیزات زلال ساز نیز گفته میشود.
طرز کار Clarifier
دستگاه Clarifier برای لخته کردن مواد آلی و ته نشین شدن آنها در کف آب، علاوه بر مواد شیمیایی منعقد کننده به همزن های ویژه ای نیاز دارد تا فرآیند ترکیب و لخته شدن به درستی صورت گیرد. در حالت کلی می توان گفت طرز کار دستگاه Clarifier شامل موارد زیر می باشد:
ترکیب آب و مواد شیمیایی مخصوص برای لخته شدن مواد آلی با همزن هایی با دور تند
لخته شدن مواد موجود در آب با سرعت کند همزن
خاموش شدن همزن ها و فرصت دادن به مواد منعقد شده برای ته نشین شدن در کف حوضچه یا استخر
انواع کلاریفایر
دستگاه کلاریفایر تصفیه فاضلاب را می توان بر اساس ویژگی های مختلف دسته بندی کرد که از مهم ترین آنها می توان به شکل کلی دستگاه اشاره نمود. به طوریکه در این دسته بندی می توان آنها را به دو گروه کلی کلاریفایر مدور و مستطیل یا مربع تقسیم بندی نمود. هر یک از این دو گروه دارای ویژگی های خاصی هستند که عبارتند از:
کلاریفایر مدور
همان طور که از نام این گروه از زلال سازها مشخص است، شکل دستگاه مدور می باشد. با توجه به ساختار کلی در نظر گرفته شده در طراحی کلاریفایر مدور، برای نصب این تجهیزات به زمین بزرگتر با حداقل قطر 3 متر نیاز می باشد. از مهم ترین کاربردهای زلال ساز مدور می توان به تصفیه خانه های بزرگ فاضلاب اشاره نمود که براحتی می توان در آنها لجن روب نصب کرد تا تخلیه مواد لخته شده در کف استخر به راحتی انجام شود. جمع آوری و تخلیه لجن در نوع مدور زلال سازها به این صورت است که توسط دستگاه های لجن کش در چاهک در نظر گرفته شده در پایین ترین نقطه از دستگاه قرار داده شده و در نهایت تخلیه می گردند.
کلاریفایر مستطیل
نوع دیگری از زلال سازها که در تصفیه خانه های کوچک مورد استفاده قرار می گیرند، دستگاه کلاریفایر مستطیل یا مربع می باشد. از مهم ترین ویژگی های این دستگاه می توان به هزینه کمتر ساخت آن در صورت نیاز به چند زلال ساز در یک تصفیه خانه اشاره نمود. علت این کاهش هزینه ساخت کلاریفایر مستطیلی، استفاده از دیواره اشتراکی بین دو منبع و حوضچه می باشد. سیستم جمع آوری لجن در این نوع Clarifir به این صورت است که مواد انباشته شده در کف به ابتدای استخر منتقل شده و در نهایت تخلیه می گردد.
طراحی کلاریفایر
بر اساس فاکتورهای دیگری از قبیل نحوه عملکرد زلال ساز می توان آنها را در گروه های دیگری تقسیم بندی نمود که عبارتند از:
کلاریفایر تک عبوری
زلال ساز تک عبوری یا One- pass Clarifier به کلاریفایرهایی گفته میشود که به صورت افقی تولید شده و از در مجموع شامل سه بخش اتاق مانند است. طرز کار این نوع زلال ساز به این صورت است که در اتاق اول مواد شیمیایی منعقد کننده با همزن تند در آب مخلوط شده و سپس وارد اتاق بعدی میشوند. در اتاق دوم همزمن با دور کندتر شرایط را برای ته نشین شدن لخته و لجن در آب فراهم نمود و در اتاق سوم مواد ته نشین شده از کف استخر تخلیه و آب زلال مورد استفاده قرار می گیرد.
کلاریفایر جریان در جهت بالا
برخلاف زلال ساز تک عبوری، در نوع جریان در جهت بالا (Up flow Clarifier) فرآیند لخته سازی مواد آلی موجود در آب در محیط های جدا از هم صورت نمی گیرد. این نوع کلاریفایر تصفیه فاضلاب در مجموع شامل یک دستگاه تک بخشی می باشد که ابتدا مواد شیمیایی با همزن تند در آب ترکیب، سپس سرعت همزن کاهش پیدا کرده و مواد منعقد شده فرصت جداسازی از آب را پیدا نمود و در نهایت در کف استخر یا حوضچه تصفیه فاضلاب ته نشین می گردد. آب زلال تولید شده از بخش سرریز دستگاه مورد استفاده قرار می گیرد. این گروه از Clarifier نیز در دو دسته کلی پوشیده از لجن و برخورد جامدات تقسیم بندی میشوند.
طراحی کلاریفایر
در طراحی کلاریفایر چند فاکتور مهم باید مد نظر قرار گرفته شود تا خروجی مطلوبی از دستگاه دریافت گردد. یکی از مهم ترین فاکتورها بار سطحی می باشد که در واقع همان میزان آب عبوری از سطح در واحد زمان است. هر چه سرعت یا مقدار آب عبوری از سطح در واحد زمان بیشتر باشد، بدون شک مواد منعقد شده فرصت کمتری برای ته نشین شدن خواهند داشت و در نهایت منجر به کاهش راندمان دستگاه می گردد.
از دیگر موارد بسیار مهم که در طراحی کلاریفایر به آن توجه میشود، عمق دستگاه می باشد. اگر در حین طراحی Clarifier عمق کمی برای آن در نظر گرفته شود، مواد منعقد شده مجدد وارد آب شده و کیفیت و زلالی آب تا حد زیادی کاهش پیدا خواهد کرد. البته اگر عمق دستگاه زیادتر از حد استاندارد در نظر گرفته شود نیز تاثیر منفی بر راندمان دستگاه خواهد داشت. زلال سازهایی که عمق زیادی دارند برای ته نشین شدن مواد منعقد شده در آب به زمان بیشتری نیاز خواهند داشت که این مساله برای تصفیه خانه های بزرگ می تواند مشکلاتی را به همراه داشته باشد.
کاربرد کلاریفایر
هدف از تولید کلاریفایر، تصفیه آب و فاضلاب و زلال سازی آن می باشد که خروجی این فرآیند را می توان در محیط های مختلفی مورد استفاده قرار داد. از جمه کاربردهای Clarifier می توان به گزینه های زیر اشاره کرد:
استفاده از زلال ساز در تصفیه خانه آب شهری
مورد استفاده در تصفیه های صنعتی
کاربرد در پیش تصفیه فاضلاب
تغلیظ مواد معدنی
ته نشینی
- یک فرآیند فیزیکی و غیر شیمیایی است
- جداسازی ذرات معلق سنگین تر از آب
- نیروی ثقلی، باعث آن میشود
- حذف ذرات معلق و ذرات کلویید منعقد شده
- حذف لخته های سنگین بعد از تزریق لخته ساز به آب
- حذف رسوب های که در واکنش های شیمیایی تصفیه آب به وجود آمده
روش های ته نشینی
- ته نشینی ذرات مجزا
- ته نشینی لخته ها
- ته نشینی ناحیه ای
- ته نشینی ذرات متراکم
عوامل موثر بر ته نشینی
- اندازه ذرات
- پراکندگی اندازه ذرات
- شکل ذرات
- بار یونی ذرات
- دانسیته ذرات
- دمای آب
- اجزای حل شده در آب
- شرایط محیطی
- ساختار حوضچه ته نشینی