دفع لجن در مدیریت پسماندهای فاضلاب اهمیت زیادی دارد. لجن، محصول جانبی اجتناب ناپذیر تصفیه فاضلاب، حاوی مواد آلی، مواد مغذی و عوامل بیماری زا است که در صورت عدم دفع صحیح، می‌تواند منجر به آلودگی محیط زیست، خطرات بهداشتی و ایجاد مزاحمت‌های زیست محیطی شود.
در این مقاله به بررسی روش‌های مختلف دفع لجن، مزایا و معایب هر روش، ملاحظات اقتصادی و زیست محیطی، و همچنین چالش‌ها و فرصت‌های مرتبط با دفع لجن در راستای دستیابی به مدیریت پایدار پسماندها می‌پردازیم. هدف از این بررسی، ارائه اطلاعات جامع و کاربردی به متخصصان، محققان و سیاست‌گذاران در زمینه مدیریت پسماندهای فاضلاب و انتخاب بهترین روش دفع لجن متناسب با شرایط خاص هر منطقه است.
انواع لجن
لجن تولید شده در تصفیه خانه‌های آب و فاضلاب باید با استفاده از یک سیستم دفع لجن مناسب و صحیح مورد پردازش قرار گیرد. این مسئله به دلیل اهمیت کنترل و مدیریت لجن در فرایند تصفیه آب و فاضلاب، بسیار حائز اهمیت است.
لجن تولیدی در واحدهای مختلف تصفیه خانه‌های آب و فاضلاب، از نظر کمی و کیفی با یکدیگر تفاوت‌های قابل توجهی دارند. خواص فیزیکی و شیمیایی این لجن‌ها، از جمله چگالی، میزان مواد معلق، قابلیت آبگیری و لزجت، می‌تواند به طور قابل توجهی متغیر باشد بنابراین شناخت و تحلیل دقیق این خواص برای طراحی و اجرای فرآیندهای موثر در مدیریت و دفع لجن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
به طور کلی، این پسماندها را می‌توان به چند گروه متفاوت تقسیم بندی کرد. این گروه‌ها شامل لجن حاصل از فرآیند انعقاد، لجن مربوط به فرآیند سختی‌گیری، پساب ناشی از شستشوی فیلترها، لجن تولید شده از رسوبات آهن و منگنز، پساب مربوط به کمک منعقدکننده‌ها، پودر کربن فعال اضافی و همچنین پسماندهای حاصل از اضافه کردن سایر مواد شیمیایی هستند. این تنوع در نوع و خصوصیات لجن‌ها نیازمند استراتژی‌های مدیریتی و فناوری‌های پردازش منحصر به فرد برای هر نوع لجن است تا تضمین شود که تمامی مراحل دفع و پردازش به درستی انجام شود.
روش های دفع لجن
فراوری پسماند شامل مجموعه‌ای از فرآیندها است که هدف آن آماده سازی لجن برای دفع می‌باشد. این فرآیندها شامل مراحل تغلیظ، حالت دهی، آبگیری، خشک کردن، بازیافت شیمیایی و در نهایت دفع لجن هستند. با توجه به اینکه بخش قابل توجهی از هزینه‌های بهره برداری و نگهداری در تصفیه خانه های آب مرتبط با مدیریت پسماندها و لجن است، انتخاب مناسب این فرآیندها از اهمیت بالایی برخوردار است. سامانه‌های مختلف تصفیه بسته به عواملی مانند فضای موجود، اندازه تصفیه‌خانه، حمل و نقل و دفع لجن، و بازیافت مواد شیمیایی انتخاب می‌شوند.
- تغلیظ لجن
هدف از سامانه تغلیظ لجن، کاهش حجم آب لجن و اندازه واحدهای آب گیری است. این فرآیند معمولاً با استفاده از برکه‌ها، تغلیظ کننده های ثقلی و شناور سازی با هوای محلول انجام می‌شود. برکه‌ها زمانی که زمین به میزان کافی در دسترس باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرند و در صورت طراحی مناسب، بازده بالایی دارند. تغلیظ کننده های ثقلی با افزایش غلظت جامدات و حذف آب اضافی، حجم لجن را کاهش می‌دهند و به صورت حوضچه های ته نشینی طراحی می‌شوند.
لجن تغلیظ شده به وسیله یک چاهک مرکزی جمع آوری و پمپاژ می‌شود. طراحی این سیستم‌ها نیازمند توجه به تغییرات کمی و کیفی سالانه و فصلی است. بارگذاری هیدرولیکی و جامدات در این سیستم‌ها به ترتیب معمولاً ۴ تا ۱۰ مترمکعب و ۲۰ تا ۸۰ کیلوگرم بر مترمربع در روز در نظر گرفته می‌شود. روش شناورسازی با هوای محلول نیز به جدا سازی ذرات جامد کمک می‌کند، اما امروزه کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- حالت دهی لجن
حالت دهی لجن معمولاً به منظور سهولت در کار با تغلیظ کننده های ثقلی و همچنین افزایش کارایی فرآیند آب گیری مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فرآیند به طور خاص بهینه سازی عملکرد تجهیزات را هدف قرار می‌دهد و به این ترتیب بهره وری کلی سیستم را بالا می‌برد. برای دستیابی به این هدف، بیشتر از دو روش اصلی منجمد کردن و ذوب کردن متناوب یا اضافه کردن مواد شیمیایی بهره گرفته می‌شود.
این روش‌ها کمک می‌کنند تا خواص فیزیکی لجن بهبود یابد و در نتیجه فرآیندهای بعدی مانند تغلیظ و آب گیری با سهولت بیشتری انجام شوند. همچنین، باید توجه داشت که سامانه های حالت دهی به لحاظ هیدرولیکی از اهمیت چندانی برخوردار نیستند، زیرا آن‌ها بیشتر بر ویژگی‌های مکانیکی و شیمیایی لجن تمرکز دارند تا بر جنبه‌های هیدرولیکی. بنابراین، استفاده از این سیستم‌ها می‌تواند به بهینه سازی بیشتر فرایندهای مدیریت لجن منجر شود.
- آب گیری لجن
آب گیری یکی از فرآیندهای کلیدی است که برای انتقال لجن به محل دفع ضروری می‌باشد. در این مرحله، هدف اصلی از بین بردن رطوبت موجود در لجن و تبدیل آن به حالت جامد است. برای دستیابی به این هدف، می‌توان از روش‌های ساده‌ای مانند تبخیر و رسوب‌گذاری در برکه‌ها و بسترهای لجن خشک‌کن استفاده کرد.
این روش‌ها به دلیل سادگی و هزینه کمشان، معمولاً در شرایطی که حجم لجن زیاد نباشد، به کار می‌روند. از سوی دیگر، در مواردی که نیاز به کارایی بالاتر و کنترل دقیق‌تری بر فرآیند آبگیری وجود داشته باشد، از فرآیندهای پیچیده‌تری مانند صافی‌های خلا، صافی‌های پرس، صافی‌های تسمه‌ای و سانتریفوژها بهره برده می‌شود.
انتخاب هر یک از این انواع فرآیندها به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله کمیت و ماهیت لجن و همچنین روش‌های مورد استفاده برای دفع آن. علاوه بر این، در طراحی این سیستم‌ها، معمولاً متغیرهای هیدرولیكی نقش چندانی ندارند و بیشتر بر مبنای ویژگی‌های فیزیکی لجن و نیازهای فرآیند عملکرد می‌کنند. به طور کلی، آب‌گیرى نقشى اساسی در مدیریت پسماند لجن و بهبود شرایط زیست محیطی ایفا می‌کند.
- بازیافت و دفع مواد شیمیایی
در لجن تصفیه خانه های آب موادی وجود دارند که دارای ارزش اقتصادی بوده و قابلیت بازیافت دارند. این مواد می‌توانند پس از فرآیند بازیافت مجدداً در پروسه تصفیه آب مورد استفاده قرار گیرند، که این امر به افزایش بهره‌وری سیستم کمک می‌کند. فرآیند بازیافت به گونه‌ای طراحی شده است که از نظر هیدرولیکی نکته خاصی ندارد و بیشتر بر روی استفاده مجدد از مواد تأکید دارد. این مسائل نشان‌دهنده اهمیت استفاده بهینه از منابع و کاهش هدررفت مواد در فرآیندهای تصفیه است.
دفع لجن اما آخرین مرحله از این فرآیند است و برای انجام آن می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده کرد. این روش‌ها شامل دفن در زمین، پخش روی سطح زمین و همچنین تخلیه به فاضلاب‌های بهداشتی هستند. هر یک از این روش‌ها بسته به شرایط محلی، نوع لجن و مقررات زیست‌محیطی ممکن است متفاوت باشد.
هدف از این مرحله این است که اطمینان حاصل شود که لجن به درستی و به صورت ایمن دفع می‌شود تا به محیط زیست آسیب نرساند. بنابراین، مدیریت بهینه بازیافت مواد شیمیایی و همچنین دفع صحیح لجن نقش مهمی در حفظ سلامت محیط زیست و استفاده پایدار از منابع طبیعی ایفا می‌کند.
