مخزن متعادل ساز – یکنواخت سازی جریان | شرکت شاران صنعت

مخزن متعادل ساز به منظور متعادل سازی میزان جریان و مشخصات فاضلاب و دستیابی به نرخ جریان نسبتاً ثابت در واحدهای اصلی تصفیه خانه فاضلاب احداث می شود و هدف از آن غلبه بر مشکلات بهره برداری ناشی از نوسانات نرخ جریان، بهبود عملکرد فرآیندهای پایین دستی و کاهش ابعاد و هزینه های واحدهای پایین دستی تصفیه خانه است. در واقع مخزن متعادل ساز در فرآیند تصفیه فاضلاب در مواردی که تغییرات کمی و کیفی فاضلاب قابل توجه باشد جهت ایجاد جریان یکنواخت، کاهش غلظت متغیرهای تصفیه و امکان طراحی تصفیه خانه متراکم تر و بالا بردن عملکرد واحدهای فرآیندی بعدی استفاده می شود.

عملکرد مخزن متعادل ساز

عملکرد مخزن متعادل ساز در تصفیه فاضلاب را می توان به دو بخش تقسیم کرد: متعادل سازی جریان و متعادل سازی مولفه ها. متعادل سازی جریان به تغییرات نرخ جریان در فرآیندها و تبدیل جریان سیکلی به جریان پیوسته و پایدار مربوط است. متعادل سازی مولفه ها به غلظت آلاینده های هدف در فاضلاب مرتبط است. غلظت آلاینده های فاضلاب صنعتی در طول روز با شروع و پایان عملیات و پاکسازی خط تولید تغییر می کنند. اما تصفیه خانه ها بر مبنای دامنه محدودی از آلاینده طراحی شده و با تغییر قابل ملاحظه غلظت، راندمان مناسبی نخواهند داشت. عمل اختلاط درون مخزن متعادل ساز جهت حفظ ترکیب فاضلاب و جلوگیری از ته نشینی مواد در آن حائز اهمیت است. اختلاط در مخزن متعادل ساز توسط مخلوط کن های مکانیکی و یا هوادهی انجام می گیرد. هرچند هوادهی توسط حباب های درشت هوا صورت می گیرد، انحلال اکسیژن در فاضلاب نیز رخ می دهد. در صورت وجود احتمال تجزیه مواد آلی درون فاضلاب و ایجاد شرایط سپتیک، این پدیده مطلوب خواهد بود. مهمترین پارامتر طراحی مخزن متعادل ساز در تصفیه فاضلاب ابعاد حوضچه آن است. با توجه به آنکه عملکرد مخزن متعادل ساز در تصفیه فاضلاب از نقطه نظر شرایط اختلاط کامل، هوادهی مناسب و همچنین هزینه آن، تابعی از ابعاد مخزن هستند، مخزن متعادلساز در تصفیه فاضلاب نباید بزرگتر از میزان لازم جهت دستیابی به درجه مد نظر تعادل ساخته شود.
مخزن متعادل ساز در تصفیه فاضلاب ممکن است در خط یا خارج از خط احداث شود. در آرایش در خط همه جریان فاضلاب از مخزن متعادل ساز عبور می کند. از این آرایش می توان برای دستیابی به غلظت قابل ملاحظه مواد و اجزاء و نرخ جریان تعدیل یافته استفاده کرد. در آرایش خارج از خط جریان های فراتر از حدی معین به مخزن متعادل ساز هدایت می شوند. در این آرایش نیاز به پمپاژ به حداقل می رسد و از غلظت تعدیل یافته اجزا کاسته می شود. شکل ۱ نحوه استقرار مخزن متعادل ساز در تصفیه فاضلاب را نشان می دهد.
از جمله مزایای مخزن متعادل ساز در تصفیه فاضلاب می توان به این موارد اشاره کرد: (۱) تسهیل تصفیه بیولوژیک، حذف یا به حداقل رسانی شوک بارگذاری، رقیق سازی مواد بازدارنده و تثبیت pH؛ (۲) ثبات بارگذاری مواد جامد، بهبود کیفیت پساب خروجی و عملکرد تغلیظی حوضچه ته نشینی ثانویه؛ (۳) کاهش سطح مورد نیاز فیلتراسیون پساب خروجی، بهبود عملکرد فیلتر و امکان دوره های یکنواخت تر شست و شوی معکوس فیلتر با بار هیدرولیکی پایینتر و (۴) تعدیل بار جرمی در تصفیه شیمیایی، کنترل ورود مواد شیمیایی و بهبود پایایی فرآیند. جدا از بهبود عملکرد اغلب عملیات ها و فرآیندهای تصفیه، مخزن متعادل ساز در تصفیه فاضلاب گزینه ای مناسب برای ارتقاء عملکرد تصفیه خانه هایی با بار مازاد است.

شکل ۱. جانمایی مخزن متعادل ساز در تصفیه فاضلاب

ممکن است جهت جلوگیری از ایجاد شرایط سپتیک، مخزن متعادل ساز در تصفیه فاضلاب با اختلاط و هوادهی همراه شود. واکنش های بیولوژیک ناشی از هوادهی قابل اغماض هستند اما خروج ترکیبات فرار تا حدودی رخ خواهد داد.

تعیین حجم مورد نیاز مخزن متعادل ساز

حجم مورد نیاز مخزن متعادل ساز با استفاده از نمودار تجمعی حجم جریان ورودی در مقابل زمان محاسبه می شود. نرخ جریان متوسط شبانه روز نیز به صورت خطی مستقیم از مبدا تا نقطه پایانی همین نمودار ترسیم می شود. به منظور محاسبه حجم مخزن متعادل ساز، خطی موازی با خط متوسط جریان ورودی و مماس بر نمودار تجمعی جریان ترسیم می شود. در این صورت اختلاف قائم نقطه مماسی و خط مستقیم متوسط نرخ جریان روزانه معادل حجم مورد نیاز مخزن متعادل ساز در تصفیه فاضلاب خواهد بود (شکل الف). در صورتی که نمودار تجمعی، خط مستقیم متوسط جریان را قطع کند، دو خط، موازی با خط نرخ متوسط جریان روزانه و مماس بر نمودار تجمعی رسم شده و اختلاف قائم این دو خط ترسیمی به عنوان حجم مورد نیاز مخزن متعادل ساز در تصفیه فاضلاب در نظر گرفته می شود (شکل ۲-ب).

شکل ۲. نمودار تجمعی جریان مورد استفاده در تعیین حجم مخزن متعادل ساز در تصفیه فاضلاب برای دو الگوی معمول از نرخ جریان

نقاط پایینتر از نقطه مماسی در شکل (۲- الف) نشان دهنده خالی بودن مخزن متعادل ساز هستند. پس از آن با بیشتر شدن شیب نمودار تجمعی نسبت به خط جریان متوسط، مخزن متعادل ساز پر می شود. این عمل تا پر شدن مخزن متعادل ساز در نیمه شب ادامه می یابد. در شکل (۲- ب) مخزن متعادل ساز در نقطه مماسی فوقانی پر خواهد شد.
در عمل مقدار حجم مد نظر قرار گرفته برای مخزن متعادل ساز تصفیه فاضلاب به مقدار ۱۰ تا ۲۰ درصد بیشتر از میزان محاسباتی در نظر گرفته می شود که دلایل آن عبارتند از:

• بهره برداری پیوسته از حوضچه هوادهی و تجهیزات اختلاط اجازه تخلیه کامل آنها را نمی دهد.
• در صورت بازچرخش جریان تصفیه خانه به مخزن متعادل ساز، باید حجمی معادل آن به میزان حجم تئوریک مخزن متعادل ساز در تصفیه فاضلاب اضافه شود.
• احتمال تغییرات پیش بینی نشده جریان روزانه باید مد نظر قرار گیرند.