دانلود مقاله تصفیه و بهساری آب و بازیابی بخار در صنایع کاغذسازی

تصفیه و بهساری آب و بازیابی بخار در صنایع کاغذسازی
محمد علی آزادفر 79553283843

خدمات:
فعالیتهای گروه‌بندی شده تحت عنوان خدمات آنهایی هستند که برای فرآیند تولید خمیر کاغذ قرار دارند یا مواردی که در جایی دیگر شامل نمی‌شوند ما در این مقالات سعی نداریم که بطور وسیعی هر نوع جنبه کار را مطرح کنیم که برای صنعت ما مهم است.

برای مثال اولین بخش از این نوشته به موضوع آب می‌پردازد مقادیر زیادی از آب در فرآیندهای کاغذ و خمیر کاغذ استفاده می‌گردند اکثر این آب در کاغذسازی و مقداری برای پیش فرآوری بکار می‌رود قبل از اینکه آب وارد فرآیند شود.

با این حال پیش فرآیندی محدود، بویژه آب جوش، برای صنعت بی‌نظیر است و بطور وسیعی توسط متخصصانی در آن حوزه خاص بکار می‌رود.

ما آن را در اینجا مطرح نمی‌کنیم بلکه در عوض مارا به عملیات فاضلاب محدود می‌کند و عملیاتی که در جستجوی کاهش آلودگی آب است.

با ملاحظه آلودگی هوا مجدداَ نواحی منحصر بفرد برای صنعت خودمان را در نظر می‌گیریم ما بخش مربوط به بخار محدود به تولید بخار است.

بخشهای مربوط به برق، گرم کردن و تهویه و حمل مواد برای عملیات مشروح در این متون مطرح می‌‌شوند.

تیمار پساب:
آبهای فرآیندی تخلیه شده پس از عملیات تولید محصولات کاغذی و خمیر بطور کلی بصورت فاضلاب‌های آلی طبقه‌بندی می‌شوند.

زیرا مهمترین ناخالصی‌های موجود در آنها دارای طبیعت آلی هستند.

بعضی از این مواد تشکیل دهنده مانند، پوست، خرده چوب، الیاف و لیگنین و محصولات تجزیه آنها دارای منشأ چوبی هستند و سایرین از قبیل رس‌ها و سایر مواد معدنی، نشاسته‌ها، رزین‌ها، صمغ‌ها و پروتئینها از طریق فرایند کاغذسازی وارد می‌شوند.

اسیدها/ بازها / نمک‌ها و اکسیدهای فلزی نیز موجود هستند آنها از خمیرسازی، سفید کردن و فرآیندهای آماده‌سازی شیمیایی منشأ می‌گیرند.

آب فرآیند بکاررفته نیز جامدات را به آب بیرون رونده به شکل نمک‌های غیرآلی وارد می‌کند.بعضی از جامدات موجود در فرآیند آبها قابل تجزیه هستند و سایرین چنین نمی‌باشند.

برای مثال، اکثر غیرآلیها در معرض تجزیه بیولوژیک هستند در جایی که اکثر مواد آلی به استثنای لیگنین‌ها و تانن‌ها بطور بیولوژیکی تحت شرایط طبیعی یافت شده در آب‌های سطح تجزیه می‌گردد.

لینگنین‌ها و تانن‌ها در شکل‌های موجود در پس‌آبهای خمیرکردن و سفید کردن، خیلی آهسته و تا مقدار محدودی تجزیه می‌شوند.

بطور فیزیکی سازنده‌های پسابهای هرز می‌توانند به سه طبقه تقسیم شوند: جامدهای معلق شده و قابل رسوب، جامدات معلق شده غیرقابل رسوب و جامدات حل شده جامدات قابل رسوب بصورت موادی تعریف می‌شوند که از مایع در مدت رسوب کردن و بی‌حرکت ماندن در مدت یک ساعت، جدا می‌شوند.بخشی از هر کدام از این مواد قابل احتراق بوده و ثابت باقی می‌مانند.

جدولی از طبقه‌‌‌بندی عمومی جامدات در هرزآبهای ( پسابهای)کارخانه در شکل 1-6 نشان داده می‌شود.

جامدات معلق و حذف آنها:
تخلیه جامدات معلق می‌تواند برای دریافت جریانها به تعدادی از شیوه‌ها زیان آور باشد بخش قابل رسوب می‌تواند رسوباتی را تشکیل دهد که برای زندگی بدون هوا (بی‌هوازی) و تجزیه بدون هوا بکار می‌روند و اکسیژن حل شده آب را مصرف می‌کنند و منجر به ایجاد شرایطهای بدبو و بدمنظره می‌شوند.

ماده پراکنده معلق از قبیل الیاف یک تقاضای اکسیژن حل شده را اعمال می‌کند و پرکننده‌ها و پیگمانها می‌توانند تیرگی آب یا رنگی شدن آنرا موجب شوند.

با محدود کردن روزانه این تأثیرات می‌توانند فرآیند خالص سازی طبیعی و خودبخودی جریانها را کند و آهسته نمایند.

دامنه مقدار جامدات معلق مشاهده شده برای هرزآب(پسابها)ی بیحاصل از متداولترین فرایندهای کاغذسازی و خمیرسازی همراه با مقدار قابل احتراق آنها و همچنین تغییرات در حجم هرزآب در جدول1-6 نشان داده می‌شود.

دامنه‌های وسیع مشاهده شده از تفاوتهای در عملیات مربوط به الیاف و بازیافت آن و گردش مجدد آب فرآیند ناشی می‌شوند.

هیچ تلاشی در اینجا برای بحث درباره این عملیات صورت نخواهد گرفت، زیرا در اینجا بخشی از فرایند تولید لحاظ شده در سایر فصل‌های این مقاله و در سایر مقالات می‌باشد.

اکثر منابع جامدات معلق عبارت‌اند از هرزآب‌های آماده‌سازی چوب حاصل از پوست‌کندن و شستشوی گرده بینه می‌باشد.

این هرزآبها حاوی ذرات ریز و درشت پوست چوب، ماسه، و مواد محلول آلی می‌باشد.

غلظت این پسابها بستگی به عوامل متعددی دارد از قبیل فرآیند پوست‌کنی بکاررفته و میزان استفاده مجدد پسابها می‌باشد.

استفاده از آب برای پوست‌کنی مرطوب حدود 900 تا1200 gpm به‌ازای هر پوست‌کنی است و بصورت درشت برروی تسمه نقاله‌های سوراخ‌دار از کف، غربال می‌شود و با تجهیزات مشابه که قادر به حذف ذرات بیش از in‌ قطر هستند.

هرزآبهای حاصل، حاوی 20تا40 lb از جامدات معلق هستند و غربال ثانوی را بر روی بستر صاف و مرتعشی با غربالهای استوانه‌ای و پوشیده از صفحات سوراخ‌دار یا غربالهای حاوی سوراخهای 050/0 تا25/0 in دریافت می‌کنند .

چنین سیستمی در شکل 2-6 دیده می‌شود تخلیه چنین غربالهایی 10تا 15 را در مقدار جامدات شامل می‌شوند و دارای تقاضای اکسیژن(BOD ) بین و
تخلیه جامدات معلق می‌تواند برای دریافت جریانها به تعدادی از شیوه‌ها زیان آور باشد بخش قابل رسوب می‌تواند رسوباتی را تشکیل دهد که برای زندگی بدون هوا (بی‌هوازی) و تجزیه بدون هوا بکار می‌روند و اکسیژن حل شده آب را مصرف می‌کنند و منجر به ایجاد شرایطهای بدبو و بدمنظره می‌شوند.

چنین سیستمی در شکل 2-6 دیده می‌شود تخلیه چنین غربالهایی 10تا 15 را در مقدار جامدات شامل می‌شوند و دارای تقاضای اکسیژن(BOD ) بین و می‌باشند جامدات معلق می‌توانند تا 45% خاکستر را شامل شوند هنگامی که گرده بینه‌ها پوست کنده (گرده یبنه‌های پوست کنده) می‌شوند و 50 تا95% از این جامدات از یک سرند 1000 مش عبور می‌نمایند.سرند کردن ثانوی نمی‌تواند تمام جامدانت قابل رسوب را حذف نمایند.

عملیات نشان می‌دهد که ته‌نشین شدن این مواد منجر به یک حذف 70تا90% از کل ماده باقیمانده می‌گردد بعضی کارخانه‌ها از زلال کننده‌ها برای حذف جامدات رسوب استفاده می‌نمایند.

تجربه نشان می‌دهد که مقادیر بارگیری سطح از 800 تا1000 (روز) و یک دوره نگهداری 2 ساعته 2hr برای دستگاهها اجازه حذف تقریباً تمام جامدات رسوب شونده باقیمانده را می‌دهد این دستگاه‌ها مجهز به دستگاههای جمع‌آوری کننده مواد در سطح آب هستند تا مواد شناور را از فاضلاب‌ها جمع نمایند.

جریانهای زیرسینی از این واحدها سرعت تخلیه زیادی را نشان می‌دهند و بین 6 و9% مقدار جامدات را جمع‌آوری می‌کنند آنها برروی استوانه خلاء صافی‌های دیسک و مدور با سرعتهای بین 10 و 12 قابل آبگیری می‌باشند و یک کیک فیلتر شده (filter cake ) حاوی 30% جامدات را تولید می‌کنند این کیک بطور کلی برروی زمینی تخلیه می‌شود یا با مقدار رطوبت کمتر پرس می‌گردد و سپس سوزانده می‌شود در بعضی موارد اگر چه رسوب کردن فیلتراسیون و شناورسازی همگی برای حذف جامدات معلق، از هرزآبهای کارخانه کاغذ و خمیرسازی بکار برده می‌شوند رسوب کردن مهمترین فرآیند واحد متداول است که بکاربرده می‌شود.

تحت اکثرشرایط، نصب این تجهیزات کم هزینه‌تر از سایر فرآیندها می‌باشد و نسبت به تغییرات در غلظت جامدات و جریان تغذیه حساسیت کمتری وجود دارد و مستلزم توجه و نگهداری کمتری می‌باشد.

در اوایل عملیات از حوضچه‌های خاکی یا مخازن مخروطی بطور متناوب و یکی در میان استفاده گردد تا پس‌آبهای کاغذسازی و خمیرسازی رسوب کنند اگر چه مقداری از این دستگاهها هنوز مورد کاربرد دارند و در بعضی عملیات بکار می‌روند ولی آنها توسط انواع ضخیم کننده‌ها جایگزینی شده‌اند که بطور مکانیکی زلال کننده تمیز شده می‌باشد.

برای بعضی مقاصد خاص واحدهای مستطیلی بکار برده می‌شوند.

اما انواع دایره‌ای شکل مشابه با مورد نشان داده شده در شکل3-6 کاربرد دارد.

درجایی که جداسازها برای حذف جامدات قابل رسوب بکار می‌روند تصفیه کننده‌هایی از نوع راکتور که تغلیظ مکانیکی را موجب می‌شوند بطور وسیعی کاربرد دارند.

زیرا چنین واحدهایی فایده مواد شیمیایی جداکننده را افزایش می‌دهند حدود 60 دستگاه باقیمانده نشان داد که حدود 95% از جامدات قابل رسوب کردن از اکثر پس‌آبهای کارخانجات قابل جذب می‌باشند.

حذف جامدات معلق برای پسآبهای متفاوت تغییر می‌کند زیرا درصد کل جامدات معلقی که قابل رسوب هستند تغییر می‌نماید.

جدول 2-6 اطلاعات عملکرد زلال کننده‌های مختلف را برای انواع پس‌آبهای کارخانجات نشان می‌‌دهد.

به استثنای پس‌آب کارخانه جوهرزدایی رسوب دهی باعث یک کاهش جامدات معلق بیش از 80% و برای کارخانجات چاپ روزنامه و دستمال کاغذی بیش از 40% بود.

این نتایج نشان می‌دهند که در تمام موارد مقادیر زیادی از کاهش جامدات معلق حاصل از حذف جامدات قابل رسوب توسط زلال‌کننده‌ها رخ می‌دهد.

حتی پس‌آب کارخانه جوهرزدایی که حاوی غلظت قابل ملاحظه‌ای از ماده پراکنده شده است، یک کاهش 69%را نشان داد که بیشتر از مقدار بدست آمده از تصفیه فاضلاب است که از آن فقط این 50و60%از کل جامدات معلق حذف می‌گردد.

بدلیل اینکه حداقل بخشی از جامدات قابل سوب موجود در پس‌آبهای کاغذ و خمیر از لحاظ بیولوژیک قابل تجزیه هستند زلال‌سازی منجر به کاهش درBOD می‌شود.

مقداری از آن کاهش می‌تواند زیاد باشد مانند در حالت آبهای حاوی ماده آلی کم و حاوی الیاف با شکلی که فوراً رسوب می‌نماید.

برعکس، آبها با مواد آلی محلول و یا مقادیر زیاد مواد آلی پراکنده در BOD به مقدار زیاد توسط حذف جامدات قابل رسوب، کاهش نمی‌یابند.

عامل دیگری لحاظ می‌شود.

سرعت جذب اکسیژن الیاف کمتر از مواد حل شده می‌باشد زیرا الیاف باید ابتدا توسط تجزیه میکروبی تبدیل به مایع شوند(liquidfild ) قبل از اینکه اکسیداسیون رخ دهد.

در مقایسه منحنی‌ها سرعت BOD را لازم به ذکر است که تقاضای اکسیژن محلول در 5 روز تأمین می‌شود.

در حالیکه الیاف ، اکسیژن حل شده را در طول بیش از 20 روز جذب می‌نماید.

بنابراین، این حقیقت که BOD یک آزمایش 5روزه است باعث تأثیر برروی مواد مصرف کننده اکسیژن می‌شود .

مقدار تقاضا را برای ماده قابل تجزیه و رسوب محدود می‌نماید.

نتایج بدست آمده براساس جدول‌بندی اطلاعاتBOD حاصل از کارخانجات مختلف در جدول 3-6 نشان داده می‌شود.

از این نتایج واضح است که پس‌آبهایی از کارخانجات کاغذسازی و خمیرسازی با ماده آلی حل شده کم، بیشترین کاهشBOD را نشان می‌دهند.

زیرا آنها 94 و 62% بودند( به ترتیب).

پس‌آبهای کارخانجات جوهرزدایی و خمیرسازی فقط 22و61% کاهش BOD داشتند که مقدار زیاد مواد آلی پراکنده یا محلول را نشان می‌‌دهد.عملیات زلال کننده بطور مؤثر بستگی به طراحی و تولید صحیح دستگاه و جمع‌آوری، خمیرسازی و سیستم جداسازی دارد.

بسیاری از کارخانجات کاغذ، ضایعات را به شکل تراشه، پوست و کاغذ با استحکام‌تر(مرطوب) دارند که قابل حذف نمی‌باشد و مشکلات پمپ‌کردن لجن را موجب می‌شوند هنگامی که پمپ کردن لجن کنترل شده انجام می‌شود.

مشکل اصلی پمپ و انسداد خط تولید ناشی از اشیای خارجی باعث نیاز با غربال‌کردن ریزتر در تمام تجهیزات جدید و افزودن احتمالی بعضی از تجهیزات دیگر شده است.

فایده تجهیزات با سوراخهای تقریباَاینچ آشکارتر شده است( بویژه در عملیات پمپ‌کردن پس‌آبهای خمیر کاغذسازی)در جایی که زلال کننده بصورت یک وسیله ضخیم‌کردن پس‌آبهای کارخانه بکار می‌رود.

در جریانهای کم 2تا4 ( میلیون گالنی در روز) غربالهای مرتعش برای این منظور مناسب هستند.

سیستمهای پمپ‌کردن فاضلاب‌کش‌ها باید جلوگیری از حبس هوا طراحی نگهداری شوند.

در جایی که آب سفید به تنهایی فرآوری می‌شوند.

اغلب لازم است که هوای محبوس از پسآب با استفاده از یک هوازدایی کننده حذف شود تا مانع از فلوتاسیون در زلال‌کننده( کلریفایر) شود.

همچنین سیستمها باید طوری آرایش داده شوند که ارتعاش بسیار کمی حتی‌‌الامکان در جریان و دمای پس‌آب کلریفایر( زلال‌کننده) بدست آید.

اطلاعات کارخانجات نشان داده‌اند که مقادیر بارگذاری از 600 تا 700 در روز باعث تولید پس‌آبهای خوب برای عمل‌آوری اکثر پس‌آبها شده است.

این مقدار می‌تواند تا 1000 برای پس‌آبهای حاوی جامدات سنگین‌تر باشد از قبیل پس‌آبهای دستگاه پوست‌کن(بارکر)barker یا با مقدار کمتر( در روز) برای جامدات سبک از قبیل موارد موجود در بعضی پس‌آبهای کارخانجات دستمال کاغذیtissus برای عمل‌آوری در تجهیزات کوچک کمتر از zmgd /ft1 از طول weir ( جلوگیری کننده و جمع‌آوری کننده) پس آب به ازای ظرفیت روزانه گالن مطلوب می‌باشد.

بعضی تجهیزات بزرگ از گذرگاههای پیرامونی بجای موانع برای جداکردن پس‌آبها استفاده می‌نمایند تمام تأسیسات زلال کننده( کلریفایر) باید از مکانیزم‌های جمع‌آوری کننده(Collector ) از نوع ضخیم کننده(thicker )استفاده نمایند.که بدلیل استحکام مکانیکی و مطلوب بودن کاربرد دستگاه برای ضخیم‌کردن جریان تحتانی و همچنین زلال کردن جریان رویی (فوقانی) می‌باشد.

مکانیزم چنگک شن‌کش(reke ) باید برای گشتاور(turque)(بر حسبft-lb )شعاع برابر مجذور مربع بکاربرده شود.

در سرعت / عمق‌های آب دیوار جانبی 10 تا 12 ft در عمل در تمام موارد زمانی نگهداری(detention )4hv همچنین حجم کافی برای ذخیره لجن در طی فرآیند ضخیم‌سازی را فراهم کرد.

جمع‌آوری کننده‌های لجن سطحی در بسیاری از زلال‌کننده‌ها ضروری می‌باشند( بویژه در دستگاههای کوچکتر).

وسائل تخلیه این دستگاهها توسط نیری جاذبه باید در هر جایی که امکان و فراهم شود تا نگهداری را آسان نماید.

شواهد حاکی از آن است که حداقل(درز) فاصله بین چاه آرام کننده(stilling well) و کف زلال کننده ( کلریفایر) باید بوجود آید تا از خروج جامدات از ناحیه چاهک جمع‌آوری جلوگیری شود.

بنظر می‌رسد که این درز باید حدود 12 فوت دستگاه‌های با قطر 150 ft یا بیشتر باشد.

با افزایش مختصر در عمق آب چاه جانبی با اصلاحات جزئی برای چاههای آرام کننده استاندارد و تعمیر تجهیز شده توسط تولید کننده‌ها و یک شیب کف 1-in/ft قرار دارد باعث ایجاد درز مطلوب می‌شود یک مشکل معمول در اندازه‌بندی ( سایزینگ) خطوط تخلیه(drowoff ) خطوط لجن عبارت‌اند از(under sizing)می‌باشد که باعث پل‌زدن(bridging ) در مدخل ورودی یا کاهش سر(hand loss ) بسیار زیاد می‌شود که موجب توقف می‌گردد و هنگامی که بارهای الیاف سنگین پیش می‌آیند.

هر کدام از این مشکلات بزرگ می‌شود وقتی که ضخیم کردن لجن انجام می‌گردد.

برای غلبه برا ین مشکلات، خطوط تخلیه لجن با اندازه‌های زیر بکاربرده می‌شوند.6in در دستگاههایی با قطر 50تا 100 ft /in 8 در دستگاههای 100 تا 200 ft و 10 ft و 10 in برای دستگاههای بالاتر از 200 ft .

پمپ‌های سانتریفوژی برای حرکت جریانهای تحتانی زلال کننده در کارخانجاتی ترجیح داده می‌شوند که حجم زیادی از لجن موجود باشد.

پمپ‌های پیچی در کارخانجات کوچک متداول هستند بویژه در مواردی که پمپ‌کردن با سرعت متغیر مطلوب است.

پمپ‌های نوع پلانجر فقط در بعضی کارخانجات یافت می‌شوند.

اینها مستلزم توجه دقیق هستند در جایی که آشغال زیادی در لجن یافت می‌شود توجه خاصی باید به جلوگیری از .ورود و حبسی هوا در داخل سیستمهای پمپ‌کردن داده شود.

در جایی که مقادیر کاهش جامدات معلق به مقدار زیاد لازم باشد، جداساز‌ها و مواد کمکی برای رسوب کردن جامدات( رسوب نشونده) از طریق ایجاد دلمه بکاربرده می‌شود.

آلوم(Alum ) بطور معمول و فراوان بکار می‌رود.

تحت بعضی شرایط تنظیم PH قبل از دلمه شدن مطلوب می‌باشد، و در بعضی کارخانجات مواد کمکی خاصی از قبیل سیلیس فعال شده یا پلی‌الکترولیت‌های بکاررفته برای این منظور استفاده می‌شوند.

در اکثر کارخانجات کاغذسازی یک سیستم زلال‌سازی خوب توسط مواد دلمه‌ساز می‌تواند یک پس‌آبی را تولید کند که کمتر از از ماده معلق کلی را دارا می‌باشد.

وقتی دلمه‌کننده ها بکار می‌روند، فقط تمام آبهای شوینده خمیر و خمیرسازی از سیستم لازم باشد، زیرا اینها مزاحم فعالیت ماده دلمه کننده هستند و شستن به مقدار لازم خیلی مهم است.

2-6 ضخیم کردن، آب‌گیری، تخلیه لجن‌ها در زلال‌کردن پس‌آبهای کارخانه کاغذو خمیر کاغذ، جامدات حذف شده از جریان پس‌آب در محصول قابل استفاده مجدد نمی‌باشند و بنابراین باید دور ریخته شوند.

این مشکل تخلیه خیلی بیشتر از مشکل زلال‌سازی است، زیرا جامدات بطور‌کلی بصورت یک لجن رقیق حذف می‌شوند و لازم است ضخیم( غلیظ) شده و آبگیری از لجن قبل از تخلیه نهایی انجام شود.

بدلیل اینکه کاهش لجن‌ها به یک حالت جامد با حجم بسیار کم امری ضروری است تا اجازه کنترل حمل آسان را بدهد، و شرایط بدبو را جلوگیری کند این کار صورت می‌گیرد.

لجن‌های بدست آمده از محصولات گوناگون دارای انواع خصوصیات آب‌زدایی غلیظ کردن قابل ملاحظه و متفاوت می‌باشند.

و تغییرات چشمگیری در آب زیرزمینی بدست‌آمده رخ می‌دهد حتی از یک عملیات واحد که بدلیل نوسان در مقدار الیاف پرکننده در ماده ورودی زلال کننده می‌باشد.راندمان دستگاههای آب‌گیری بستگی به سازگاری لجن ورودی دارد.

بنایراین غلیظ کردن جریان زیرزمینی در داخل زلال‌کننده لازم می‌باشد تا سازگاری بالایی بدست آید.

سه دستگاه عمده برای این مقصود بکار می‌رود که مخزن دکانتاسیون واحد غلیظ کننده و واحد فلوتاسیون هوامی‌باشند.

بدلیل اینکه نوع دوم از برهم زدن آهسته لجن استفاده می‌کند، جداسازی آب در مخازن غیر هم‌خورده رخ می‌دهد و این ماشینها عموماَ لجن ضخیم‌تری تولید می‌کنند.

دستگاههای فلوتاسیون یک سازگاری مشابه با غلیظ‌کننده‌ها بوجود می‌آورند، اما آنها برای لجن‌های سبک عالی می‌باشند که بطور وسیعی برای آنها بکاربرده می‌شوند.

دامنه غلیظ کردن قابل حصول برای جریانهای زیرزمینی از 3تا12% است.

لجن‌های با مقدار بالا حاصل از پس‌آب جو.هر‌زدائی، بالاترین سازگاری را موجب می‌شوند، و لجن‌های حاصل از عملیات چوب زمینی( چوب‌‌زدائی)پایین‌ترین مقدار را موجب می‌گردند.

لجن‌های برروی بسترهای تخلیه با توسط وسایل مکانیکی تخلیه می‌شوند.

عملکرد مورد قبول در مقالات شرح داده می‌شوند.

در طی آب هوای خشک بسترهای لجن تا 1 فوت عمق عموماَ یک ماده قابل حرکت را تولید می‌کنند که دارای سازگاری بین 65و75 % جامدات هستند.

دو وسیله مکانیکی متداول لجن‌های غلیظ شده آب‌گیری عبارت‌اند از سانتریفوژ و فیلتراسیون خلاء می‌باشند.

اولین مورد میتواند بعضی‌ها را در مقادیر از 2تا 20 از جامدات خشک آبگیری کند که بستگی به طبیعت و سازگاری بار ورودی دارد.

کیک تولید شده بین 20 تا30% جامد دارد با لجن‌های مختلف آهک و یا کلریدفریک بصورت ماده حالت دهنده برای افزایش بارگیری‌های فیلتر اضافه می‌شود.

در سالهای اخیر، نوع کمربندی فیلتر برای این مورد بسیار بکاررفته است.

زیرا می‌تواند لجن‌های مشکلتری را حمل کند تمام لجن‌ها را با سرعت بیشتری و در مقایسه با فیلترهای معمولی/ حذف می‌شوند.

کاربرد سانتریفوژهای از نوع تسمه‌ نقاله افقی برای آبگیری لجن را یک سرعت زیادی افزایش می‌یابد یک مثال درباره چنین تأسیساتی در شکل 4-6 دیده می‌شود.

این افزایش در کاربرد ناشی از آن است که سانتریفوژها به توجه کمی نیاز دارند و نگهداری کمتری نیاز دارند و می‌توانند یک کیک خشک‌تر از فیلتر کردن خلاء تولید نمایند.

برای مقادیر بیش از 85% کیکهای تا35% جامد بدست آمده‌اند .عملکرد سانتریفوژ برای لجن‌های مختلف در مقالات شرح داده می‌شود و اطلاعات مربوط به عملکرد چنین ماشینی در شکل 5-6 نشان داده می‌شوند.

آبگیری بعدی کیک فیلتر یا کیک سانتریفوژ می‌تواند توسط پرس کردن مکانیکی بدست آید.

آزمایش نشان داده است که پرس‌کردن در 300 pis برای مدت 5 دقیقه می‌تواند کیک‌های 39% جامد را از لجن کارخانه مقواسازی و 53% از لجن جوهرزدایی تولید کند و دو پرس مناسب در حال حاضر وجود دارند.

سوزاندن تر و خشک لجن‌ها بررسی شده‌اند و سیستم خشک‌سوزی در مقیاس کامل توسط چند شرکت بکاررفته است، نیازهای آب‌گیری در مقادیر قابل احتراق گوناگون برای تولید یک لجن وجود دارد که همگی احتراق خودش را مطابق شکل 6-6 انجام می‌دهند.

پیش‌بینی می‌شود که زباله‌سوزی( خشک) در آینده برای لجن‌هایی با مقدار مواد فرار بالاتر بکار برود.

ولی یک را‌ه‌حل را برای تخلیه پس‌مانده‌های محتوی خاکستر زیاد پیشنهاد نمی‌نماید.

تلاشهای گسترده برای استفاده از لجن‌ها برای تولید محصولات فرعی با موفقیت همراه نبوده‌است زیرا مواد ضروری در اکثر لجن‌ها موجود نبوده‌اند دلایل دیگر عبارت‌اند از فقدان یکنواختی، مقدار آب زیاد، پاک بودن ناکافی این مواد در مقایسه با مواد خام جدید می‌باشند.

بعید بنظر می‌رسد که کاربردهای محصول فرعی توسعه یابد.

BOD پس‌آبهای کارخانجات و کاهش آن: سلولز و محصولات حاصل از تجزیه آن، عصاره‌های چوب و بسیاری از افزودنی‌های آلی( غیر معدنی) بکارنرفته در تولید کاغذ‌ها توسط باکتریهای هوازی موجود در آبهای طبیعی تجزیه می‌گردند.

بدلیل آنکه باکتریها از اکسیژن حل شده در آب در فرآیند تنفس خودشان استفاده می‌کنند، غلظت معمولی این اکسیژن می‌تواند کاهش یابد یا کاملاً تهی سازی شود.

چنین شرایطی می‌تواند برای زندگی آبزیان خطرناک باشد که بستگی به اکسیژن حل شده برای فرآیند تنفس دارد.

اگر اکسیژن بطور کامل تخلیه شود، تجزیه غیر هوازی موجب تولید بوها و شرایط نامناسب می‌شود.

جزئیات این فرآیندهای تجزیه که در آبهای سطحی رخ می‌دهد توسطPhelps بحث می‌شوند.

BOD بر حسب میلی‌گرم مصرف شده و توسط یک لیتر از پس‌آب خروجی با آب در مدت 5 روز می‌باشد مقدار 5 روز انتخاب شد زیرا میزان نرخ (سرعت) مصرف اکسیژن پس از این دوره بطور کامل برای خمیرپس‌آبها و خمیر‌کاغذ از منحنی شکل 7-6 پیروی می‌نماید.

مصرف اکسیژن پس از 5 روز می‌تواند به مقدار زیادی به الیاف سلولز نسبت داده شود که تقاضای آن به آهستگی صورت می‌گیرد زیرا آنها باید ابتدا به محصولات تجزیه مایع تبدیل شوند که برای اکسیداسیون توسط میکروارگانیزم لازم می‌باشند.

بعضی مواد آلی موجود در پس‌آبها از قبیل لیگنین‌ها، بسیار نسبت به تجزیه میکروبی مقاوم هستند اگر چه مقدار مصرف اکسیژن آنها بالا است که توسط تقاضای اکسیداسیون شیمیایی COD مشخص می‌گردد، مقدارBOD کوتاه مدت آنها خیلی کم می‌باشد.

بنابراین برای اکثر پس‌آبهای کارخانجات خمیرکاغذسازی که دارای لینگنینهای زیادی هستند، مقدار COD ممکن است مضاعف یا حتی بیشتر از دو برابر مقدارBOD 2 روزه باشد.

مقادیر بارگیری جریان BOD 5 روزی برای تعدادی از فرآیندهای خمیرسازی و کاغذسازی متداول در جدول 4-6 ذکر می‌شوند.

امکان پیش‌بینی تأثیر بارهای آلی برروی جریانها به کمک محاسبات انجام شده وجود دارد.

این روش‌ها توسط vel و دیگران شرح داده می‌شوند.

بنابراین، بارگیری پس‌آب مجاز و مقدار عملیات لازم برای حفظ مقدار مفروض اکسیژن حل شده در هر مقدار جریان تحت هر مجموعه ثابت از شرایط می‌تواند تعیین شود هنگامیکه ظرفیت حمل ضایعات توسط جریان محاسبه شده باشد این روش برای کامپیوترها بکاررفته است و کارخانجات از آن بهره می‌برند.

اکسیداسیون بیولوژیک تنها روش اقتصادی برای حذف کردن اکثر شکلهای ماده آلی از محلولهای رقیق می‌باشدفرآیندهایی که از این قانون استفاده می‌کنند بالغ بر جریانهای فشرده‌ای هستند که در آنها فرآیند خالص کردن طبیعی با سرعت زیادی پیش می‌رود.

عملاَ تمام پس‌آبهای کاغذ‌سازی و خمیر‌سازی می‌توانند به چنین عملیاتی پاسخ دهند.

مقداری از آنها باید ابتدا سرد شوند یا خنثی گردند و عملاً تمام آنها باید با نیتروژن و فسفر معلق گردند.

بدلیل کمبود مواد غذایی میکروبی در آنها، سرعت اکسیداسیون زیادی ضروری می‌باشد.

اکثر واحد‌های بکاررفته برای حصول اکسیداسیون بیولوژیک پس‌آبهای کاغذسازی و خمیرکاغذ بسترهای پایدارسازی هستند.

دو نوع متداول بستر( حوضچه) در زمان حاضر بکار می‌روند، آنهایی که بستگی به هوادهی مجدد و طبیعی دارند و آنهایی که در آنها هوادهی مجدد توسط هوا دهنده‌های سطحی بطور مکانیکی ایجاد می‌شوند.

این دو نوع در مقالات مفصلاَ شرح داده می‌شوند.

حوضچه‌هایی که می‌توانند عمق متغیر داشته باشند ولی هرچه کم عمق‌تر باشند بارگیری BOD مجاز برای مقدار معینی کاهش بالاتر است دربارگیری‌های کمتر از 50 BOD lb در هر ثانیه اگر در روز کاهش در نزدیک به 90% می‌تواند در طی آب و هوای گرم انتظار برود.

برای حوضچه‌های با متوسط 5ft عمق ضریب هوادهی مجدد برابر با 105/0 استفاده شده است.

بدلیل موانع طبیعی (عوارض طبیعی) و عدم نیاز درصد بالایی کاهش BOD / حوضچه‌های پایدارسازی عمیق در بعضی حالتها ایجاد شده‌اند.

بعضی از این موارد دو منظوره هستتد زیرا ذخیره لازم را فراهم می‌کنند هنگامی که منظم‌سازی تخلیه انجام می‌شود.

اطلاعات عملکرد برای چنین تأسیساتی در جدول 5-6 دیده میشود.

در توسعه حوضچه‌های هوادهی شده بطور مکانیکی یک سری از روشهای هوادهی بررسی می‌شوند.

از این میان، هوا دهنده‌های سطح مکانیکی، مؤثرترین بوده‌اند و برای انواع تأسیسات اخیراً بکاررفته‌اند.

با هوادهی کافی، کاهش‌هایBOD حدود 75% می‌تواند در هر دوره نگهداری حبس 4 روزه پیش‌بینی شود( بیش از 90% در هر دوره 7 روزه) بستگی به میزان هوادهی بکاررفته و قدرت عملیات پس‌آب بارگیریهایBOD تا 400 (acre) بکار رفته‌اند .

سرعتهای اکسیداسیون( مقادیر k )1/0 در Cº20 و 16/0 o در Cº 30 مشاهده می‌شوند، در شکل 8-6 رابطه بین قدرت پس‌آب برای بارگیریهایBOD را در یک مقدار کاهش ثابت80% نشان می‌دهد.

هوادهنده‌های سطح مکانیکی، عموماً می‌توانند به حل شدن در حداقل 40 lb اکسیژن در هر روز وابسته باشند.

برای عملیات موفق، پس‌آب مورد عمل باید بخوبی زلال شود ولحاظ کردن یک حوضچه با مدخل ورودی کوچک در طراحی عملی مناسب است که می‌تواند بطور نوبتی تمیز شود تا بی‌نظمیها در عملکرد سیستم پیش زلالسازی را جبران کند.

حداقل دو حوضچه مجزا باید برای تمیزکردن ساخته شود و آنها باید مطابق با عملیات ذخیره خوب ساخته شوند.

وسایل تغییر سطح آب پس‌آب عموماً برای کنترل پشه بکار می‌رود یک نوع از این تجهیزات در شکل 9-6 ملاحظه می‌شود.

این فرآیند دارای مزایای زیادی نسبت به سایر موارد است.

بدلیل حجم زیاد جابجا شده در سیستم و اختلاط سریع ، نصبهای پس‌آب قوی می‌توانند جذب شوند و تغییرات در قدرت پس‌آب می‌تواند بدون تغییر در خصوصیات آب خروجی تحمل گردد.

مواد غذایی کمتری لازم می‌باشد و چون مقدار جامدات فعال تولید شده کم رطوبت و بخوبی اکسیده می‌شود، مشکل تخلیه لجن پساب وجود ندارد.

بو نیز با پایدارسازی هوادهی کافی برای تقاضای اکسیژن کافی از پس‌آب بکار رفته ، عرضه می‌شود.

بررسی زیادی برای بکارگیری عملیات فیلتر برای پس‌آبهای کارخانجات کاغذ و خمیر کاغذسازی بکاررفته است و این دستگاهها پذیرش کمی یافته‌اند که بدلیل مشکلات انسداد، راندمان کم، و هزینه سرمایه‌گذاری بالا می‌باشد.

با توسعه مواد پلاستیک، دوباره توجه پیش‌آمد، زیرا مواد جدید توانستند مشکلات ذاتی انسداد را حذف نمایند و آزمایشات نشان داده‌اند که مقدار زیادی ازBOD توانست فیلترها با مقادیر درصد کم حذف گردد( 30 تا60%) و مقادیر کاربرد پس‌آب زیاد بالا و بارگیری‌هایBOD را شامل شود.

در حال حاضر دو دستگاه بسیار بزرگ در کارخانجات خمیر کاغذ کرافت در آمریکای جنوبی بکار می‌رود: ساخت یکی از آنها در شکل10-6 ملاحظه می‌شود.

رابطه بین بارگیریBOD و حذف توسط این نوع فیلتر در شکل 11-6 ملاحظه می‌گردد.

مقادیر کاربرد پس‌آب تا بررسی شده‌اند.

این دستگاه‌ها برای عملیاتی لازم هستند که دستگاهها قبل از عملیات بعدی بکار می‌روند آنها بصورت برجهای خنک کننده عمل می‌کنند و می‌توانند برای پس‌آب کارخانجات کرافت بکار بروند.

آزمایشات پابلوت- پلانت با بکارگیری ترکیبی از یک فیلترtrackling و لجن فعال نشان داد که خالص کردن خیلی یکنواخت دربارگذاری‌های زیاد بدست آمد هنگامیکه لجن فعال برگشتی با پس‌آب ورودی قبل از عبور از داخل فیلتر مخلوط گردید.

عقیده برآن بود که این روش توسعه و فقط یک رشد بیولوژیک قابل ملاحظه را برروی ماده فیلتر تضمین کرد.

پس از تحقیق پایلوت‌پلانت و آزمایش‌هایی قابل ملاحظه، فرآیند لجن فعال برای عملیات پس‌آبهای کارخانجات کاغذسازی و خمیرسازی پذیرفته شده، و در حال حاضر هشت کارخانه بزرگ در کارخانه مقواسازی، کرافت و پس‌آبهای صنعتی بکار می‌رود.

چندین کارخانه لجن فعال شده نیز بصورت حجم قابل ملاحظه‌ای از پس‌آب کاغذسازی مورد بهره‌برداری می‌باشد یک کارخانه بزرگ در امریکای جنوبی در شکل 12-6 دیده می‌شود.

این فرآیند قادر است یک پس‌آب پایدار شده را تولید کند و بطور کلی بکاربرده می‌شود.

هنگامی که مساحت زمین محدود باشد، زیرا زمان حفظ کل پس‌آب خروجی شامل پیش‌زلال‌سازی حدود 10 ساعت یا کمتر می‌باشد.

نمودار جریان در شکل B –6 دیده می‌شود فایده این فرایند بستگی به توسعه لجن ماده فعال بیولوژیک دارد که به لجن فعال شده معروف است که مواد آلی را از پس‌آب جذب کرده اکسید می‌نماید.

بدلیل هوازی بودن فرآیند اکسیژن حل شده باید در مخلوط پس‌آب و لجن فعال باقی بماند.

این نگهداری می‌تواند توسط نفوذ هوای فشرده از طریق مواد متخلخل توسط هم‌زدن مکانیکی یا ترکیب هر دو مورد بدست آید.

در صنعت در حال حاضر به سوی هوادهی مکانیکی پس‌آبهای ضعیف و ترکیب موارد قوی روی آورده‌اند.

عملکرد فرآیند لجن فعال برای پس‌آبهای کاغذسازی و خمیرسازی در شکل 14-6 دیده می‌شود.

که بارگیریBOD در آن رسم شده است.( در مقابل تخلیه) از این منحنی بنظر می‌رسد که 80% از کاهشBOD می‌تواند در بارگیریهای ظرفیت مخزن هوادهی بدست آید.

این مقدار زیاد با تمام پس‌آبها بدست نمی‌آید، اما با اکثر آنها قابل حصول است.

آبیاری و کاربرد زمینی: در امریکا پس‌آبها توسط آبیاری یا کاربرد مستقیم روی زمین تخلیه می‌شوند.

اکثر این تأسیسات از نوع اسپری هستند و شامل رشد یک محصول بهتر می‌باشند.

ولی از آبیاری برای صیفی‌جات و از غرقاب‌سازی برای رشد و پرورش برنج استفاده می‌کنند.

اکثر پس‌آبها حاصل از کارخانجات کاغذسازی و خمیر کرافت می‌باشند.

از مایع( لیکور) سولفیت در ویسکانسین توسط بعضی کارخانجات استفاده می‌شود.

در آبیاری پاشیدنی (اسپری) فقط روش مناسب گیاهی برای حصول مقادیر حجمی زیاد بدلایل وجود تنفسی و تبخیر و افزایش نفوذپذیری خاک، امری ضروری است.

این امر بویژه برای خاکهای با بافت ریز مناسب می‌باشد.

بررسی‌های انجام شده توسط خاکهای با خصوصیات متفاوت، اطلاعات مربوط به سرعت کاربرد را در شکل 15-6 برای پس‌آبهایی با مقادیرBOD متغیر نشان می‌دهد.از این منحنی‌ها مشخص میگردد که در خاکهایی با تخلیه( زهکشی) خوب، بیش از 5/0 in یا بیشتر از پس‌آب می‌تواند در هر روز بکار رود برای خاک‌هایی بازهکشی‌های ضعیف، سرعت های کاربرد کمتر از در روز خواهد بود.

آزمایش نشان داده است که بارگیریBOD نباید از در روز تجاوز کند و مقدار PH باید بین 6 و 5/9 باشد.

نسبت جذب سدیم باید کمتر از 0/8 برای خاکهای نفوذ‌پذیر باشد اگر بیشتر باشد، اصلاح تعادل معدنی با کاربرد گچ ژیپس برای جلوگیری از کاهش نفوذپذیری امری ضروری می‌باشد.

اما نباید از Fº115 تجاوز کند اما این امر بندرت مشکل آفرین است که بدلیل تأثیر خنک کنندگی اسپری‌‌کردن می‌باشد.با عبور خاک رنگ پس‌آب های سفید‌کننده و پمپ کردن کاهش می‌یابد.

میزان این کاهش بستگی به خصوصیات خاک دارد و خاکهای حاوی رس دارای بالاترین ظرفیت جذب می‌باشند.

اجسام رنگی تمایل دارند در طی فصل آبیاری حفظ شوند و در طی فصل بارانی خارج گردند.

این امری با مزیت است، زیرا جذب رنگ بطور سالیانه حفظ می‌شود.

کاهش BOD عموماَ از 90%تجاوز نمی‌کند هنگامیکه بارگیری کمتر از است.

و نشان می‌دهد که مقدار اکسیداسیون میکروبی مواد سازنده پس‌آب تجزیه‌پذیر از طریق تراوش درون خاک رخ می‌دهد.

تولید محصول با استفاده از پس‌آبها بصورت یک عامل آبیاری خیلی شبیه به موارد بدست امده با ابهای سطحی و چاهی می‌باشد.

در هنگام نوشتن بررسیهای طراحی شده برای ارزیابی تأثیر آبیاری پس‌آب روی رشد جوانه‌های کاج در ایستگاه آزمایشگاهی سوترن‌فارست در لوئیزیانا صورت گرفتند.

تا به امروز هیچ نتایج جامعی بدست نیامده‌اند.

در طراحی یک سیستم آبیاری، مقدار جامدات معلق پس‌آب باید در نظر گرفته شود.

مشکلات همراه با پمپ‌های فشار بالا انسداد شیپوره نازل( افشانک)، انباشتگی روی خاک، یا آسیب محصول می‌تواند از حمل یک پس‌آب مصنوعی مواد معلق زیاد حاصل گردد.

توصیه می‌شود پس‌آبهای حاوی کمتر از ماده معلق را برای پرهیز از چنین مشکلاتی بکار برید خاک می‌تواند مقدار محدودی از ماده سلولزی را تجزیه کند ولی چنین تجزیه‌ای آهسته است که توسط شکل 16-6 دیده می‌شود.

بنابراین برای حذف جامدات قابل رسوب پیش‌فراوری امری مطلوب است و حداقل عملیات با سرند‌کردن 20 مش مناسب است.

پیش‌بینی لازم است برای عملیات مزارع( مزرعه) صورت گیرد.

حوضچه‌های قوی عموماَ برای این منظور بکار برده می‌شوند.

در بعضی موارد در چا‌های مرطوب همراه با پمپها بکار برده می‌شوند که از سطوح مختلف توسط شیرهای کنترل از راه دور فعال می‌گردند که تعداد نازل‌ها را در عملیات تعیین می‌کند.

پمپهای سانتریفوژ با فشار بالا تقریباَ برای سیستم توزیع بکارمی‌روند سیستم باید خود تخلیه باشد تا آسیب از انجماد یا خوردگی را حذف نماید.

حوزه‌های محصول باید هر 3 یا4 هفته در طی فصل تولید تا یک سطح 6 اینچ بریده شود.

قبل از چرا یک دوره خشک کردن باید مجاز باشد تا از فشردگی خاک جلوگیری گردد درجایی که چرخ‌های وسایل نقلیه عبور کرده‌اند تجهیزات چرای سبک با تایرهای بزرگ باید بکار برده شوند تحت شرایط بادی اسپری می‌تواند تا 300 فوت بکاربرده شود و مزرعه‌ها باید با یک چنگک فشرده سرند شوند یا از تجهیزات با ظرفیت کم و ارتفاع اسپری محدود استفاده می‌گردد.

بهبود جریان و روش‌های کنترل تخلیه: در بعضی موارد که جریانها بطور دوره‌ای خیلی کم هستند و پس‌آبهای مورد عمل باعث تهی‌سازی اکسیژن شدید می‌شوند، هوادهی مجدد جریان به کمک هوای نفوذ کرده، هوا دهنده‌های سطح مکانیکی، توربین‌های تهویه در ایستگاههای هیدروالکتریک یا مسیرهای طراحی شده برای این منظور انجام می‌گیرد.

حدود 60 پوند از اکسیژن می‌تواند در هر اسب بخار در روز توسط هوادهنده‌های مکانیکی حل شود.

با این حال این مقدار به میزان سطح اکسیژن حل شده اولیه آب بستگی دارد و هرچه سطح پایین‌تر باشد گاز حل شده در واحد نیرو بیشتر خواهد بود به نظر می‌رسد که این روش کاربرد بیشتری را در آینده برای بخش‌های جریان بین سدهای ناوبری پیدا کند درجایی که ضریب هوادهی مجدد طبیعی خیلی کم می‌باشد.

عدم تعادل بیولوژیکی میتواند در جریانهای دریافت کننده پس‌آبهای حاوی کربوهیدرات رخ دهد.

نتیجه عبارت‌اند ازرشد سنگین ارگانیزم‌هایی مانند اسفاروتیدی ناتان‌ها یا لپیتومتیسیس می‌باشد.

قطع نظر از هر چیزی، چنین رشدی با تورهای ماهیگیری و کاهش زمان ماهیگیری و مشکل تمیز کردن تورها همراه است.

چنین شرایطی در جریانهایی پیش می‌آید که آلودگی ارگانیک توسط یک گاز اکسیژن محلول منعکس نمی‌شود.

مؤثرترین روش کنترل تحت بعضی شرایط عبارت‌اند از تنظیم تخلیه پس‌آب است.

با رها کردن پس‌آب را در یک مدت زمان معینی ارگانیزم‌ها از مواد غذایی تهی شده و می‌میرند.

دوره تخلیه برای جلوگیری از تثبیت مجدد یک رشد نامناسب است، عملیات این روش کنترل از یک اندازه کافی بار پس‌آب بدون تهی‌سازی اکسیژن جدی استفاده می‌کند.

در عمل، یک حوضچه نگهداری با ظرفیت حفظ پس‌آب برای 5 روز و تخلیه بیش از 1 روز برای این سیستم آرایشی بهینه‌ای می‌باشد.

حوضچه‌های نگهداری این نوع نیز در کارخانجات در حمل‌های جذر و مد و در جهت جریان ایستگاههای هیدروالکتریک بکاربرده می‌شوند.

موارد قبلی برای حفظ پس‌آب در طی جذر و مدها آرایشی می‌یابند.

موارد اخیر برای تخلیه پسآب متناسب با تخلیه آب از ایستگاه هیدرولیک مخالف جریان آرایش می‌یابند.

حوضچه‌های نگهداری مشابه در بعضی کارخانجات برای حفظ تخلیه‌های دوره کوتاه از پس‌آبهای قوسی بکار می‌روند طوری که تخلیه نهایی آنها می‌تواند در طول مدت زمان بالانس منظم شود و بارهای جریان متوازن گردد.

در بعضی موارد، کارخانجات خلیجی از ریزش آب در داخل اقیانوس استفاده می‌کند و بنابراین از مزیت رقیق‌سازی توسط اقیانوس بهره می‌برد.

ریزشهای به رودخانه در کارخانجات بزرگ معمول هستند زیرا آنها اجازه اختلاط سریع پس‌آب و آب را می‌دهند.

و از تشکیل غلظت پس‌آب زیاد در جریان جلوگیری می‌کنند.

تأثیر پس‌آبهای کاغذ وخمیر کاغذ برروی زندگی آبزیان موضوع بررسیهای بسیاری بوده است.

مرگ و میر بین ماهیان ناشی از پمپ کردن پس‌آبها یا کاهش دفعات صورت می‌گیرد و در اکثر بررسیها از این نوع به طرف تأثیرات پایدارتر هدایت می‌شوند که پس‌آبها ممکن است برروی محیط آبی( آب رسی) داشته باشند.