تجهیزات و ماشین آلات کشاورزی: لجن کش
نویسنده: صفیه عرب
۱-کلیات
لجن کش نوعی پمپ آب است که برای پمپاژ سیالاتی با غلظت بالا و حاوی ذرات جامد طراحی شده است. این پمپ ها معمولاً در صنایع مختلف مانند تصفیه خانه های فاضلاب، کشاورزی و صنایع معدنی استفاده میشوند. لجن کشها به دو نوع تک فاز و سه فاز تقسیم میشوند و میتوانند در انواع مختلفی از جمله استیل، چدن و برنز ساخته شوند. از ویزگیهای مهم آنها میتوان به قدرت مکش بالا و قابلیت کار در شرایط سخت اشاره کرد. اولین لجن کش در اوایل قرن بیستم در ایالات متحده تولید شدند و در سال ۱۹۳۹ شرکت DORR- OLIVER اولین پمپ لجن کش را برای جا به جایی دوغاب توسعه داد که به عنوان یکی از پیشگامان این صنعت شناخته میشود. این پمپها به تدریج در سایر کشورها مانند ایتالیا و چین نیز تولید و توسعه یافتند (۱).
۲- ویژگیهای لجن کشها
۱-۲ ساختار ساده: طراحی اولیه آنها شامل بدنه ای محکم و پروانه ای ساده برای ایجاد مکش بوده است.
۲-۲ مقاومت در برابر سایش: از مواد مقاوم در برابر خوردگی و سایش ساخته میشدند تا بتوانند در برابر ذرات جامد مقاومت کنند.
۳-۲ عملکرد گریز از مرکز: این پمپها با استفاده از نیروی گریز از مرکز عمل میکردند تا لجن را به سمت خروجی هدایت کنند.
۴-۲ قابلیت پمپاژ سیالات ویسکوز: توانایی انتقال انواع لجن و فضولات با غلظتهای مختلف را داشتند (۲).
۳- انواع لجن کش
لجن کشها به دو نوع تک فاز و سه فاز تقسیم میشوند.
۱-۳ لجن کش تک فاز:
این لجن کشها برای مصارف خانگی و کوچکتر به کار گرفته میشود و معمولاً به برق ۲۲۰ ولت نیاز دارند. از نظر قیمت ارزان هستند و نصب آسانی دارند. برای پمپاژ سیالات حاوی ذرات جامد و لجن طراحی شده است. کاربردهای این دستگاه برای پمپاژ فاضلاب و آبهای آلوده در منازل، برای پروژهای ساختمانی و صنعتی کوچک که نیاز به پمپاژ لجن دارند و برای تخلیه آب گل آلود یا لجن از استخرهای بزرگ و همچنین کاربرد در صنایع چوب، کاغذ و تولید مواد غذایی برای پمپاژ سیالات حاوی ذرات معلق به کار گرفته میشود. باید در نظر داشته باشیم اگر وجود آب کافی برای پمپاژ نباشد میتواند منجر به سوختن موتور و کاهش کارایی پمپ شود. وجود ذرات و رسوبات در مسیرهای ورودی یا خروجی پمپ میتواند جریان سیال را محدود کند و باعث کاهش آبدهی شود (۳).
۲-۳ لجن کش سه فاز:
این لجن کشها دارای قدرت و کارایی بالاتری هستند و مصرف انرژی کمتری نسبت به نوع تک فاز دارند و قادر به جا به جایی حجم بیشتری از مایعات هستند. و برای کاربردهای صنعتی مناسبترند و به برق ۳۸۰ ولت متصل میشوند و به دلیل نیاز به برق سه فاز محدودیت بیشتری در نصب دارند در صورت بروز اختلال در یکی از فازها، دو فاز دیگر میتوانند به عملکرد ادامه دهند که باعث افزایش پایداری میشود. عمر مفید بیشتری دارند و نیاز به تعمیرات کمتری دارند. بدنه این مدل از چدن یا استیل ساخته میشود که مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و فشار دارند. لجن کشهای سه فاز ممکن است دارای مخازن داخلی و بیرونی برای کنترل جریان و کاهش نوسانات باشند که این ویژگی درنوع تک فاز کمتر رایج است. پروانه های این پمپها معمولاً از نوع نیمه باز یا باز هستند تا بتوانند ذرات جامد بزرگتر را به راحتی پمپاژ کنند(۴).
۳-۳ پمپ لجن کش شناور یا مستغرق:
این نوع از پمپهای لجن کش به صورت کامل در داخل سیال قرار گرفته و در آن غوطه ور میشوند. الکتروموتور این پمپها کاملاً آب بندی شده و قرار گرفتن سیالات در اطراف آن باعث میشود که سریعتر خنک شود و عملکرد و راندمان بهتری داشته باشد درجه حفاظت این نوع از پمپها ۶۸ IP است زمانی که این پمپها در داخل سیال قرار نگیرند ممکن است گرمای بیش از حد باعث سوختگی موتور شود به همین دلیل حتماً باید در داخل سیال غوطه ور باشند زمانی که پمپ به خوبی خنک شود کاهش جریان موتور راندمان لجن کش را افزایش داده و در بازدهی بیشتر آن مؤثر خواهد بود.
۴-۳ پمپهای لجن کش عمودی:
یکی دیگر از انواع پمپهای لجن کش هستند که الکتروموتور خارج از سیال قرار خواهد گرفت و بر خلاف پمپهای مستغرق در داخل سیالات غوطه ور نمیشود در این پمپها الکتروموتور به وسیله کوپلینگ به پمپ وصل است و قابلیت جدا شدن دارد این پمپها تحت عنوان پمپ خشک نیز شناخته میشوند چرا که پمپ در بالای مایعات قرار گرفته و توسط یک لوله عملیات مکش را انجام میدهد (۵).
۴- اجزاء دستگاه لجن کش
۱-۴ بدنه: معمولاً از جنس چدن، استیل یا مواد پلیمری ساخته میشود تا در برابر خوردگی و سایش مقاوم باشد.
۲-۴ موتور الکتریکی: محرک اصلی پمپ که باعث چرخش شفت و پروانه میشود.
۳-۴ شفت: معمولاً از فولاد ضد زنگ ساخته میشود و نیروی چرخشی را از موتور به پروانه منتقل میکند.
۴-۴ درپوش: برای حفاظت از اجزای داخلی پمپ میباشد.
۵-۴ لوله ها و اتصالات: برای انتقال سیال به نقاط مختلف میباشد.
۶-۴ سیستم کنترل و حفاظت: شامل سنسورها و قطع کنها برای جلوگیری از آسیب به پمپ است (۶).
۵- مزایای استفاده از لجن کش
مزایای استفاده از لجن کش شامل موارد زیر است.
۱-۵ تخلیه سریع مایعات: این پمپها به سرعت مایعات را از یک محل به محل دیگر منتقل میکنند، که به کاهش آسیبهای احتمالی به زیر ساختها کمک میکند.
۲-۵ کاهش خطرات بهداشتی: با تخلیه سریع آب و لجن، احتمال رشد قارچها و کپکها کاهش مییابد و از بروز بیماری جلوگیری میشود.
۳-۵ عملکرد در شرایط سخت: این پمپها قادر به پمپاژ سیالات با غلظت بالا و حاوی ذرات جامد هستند، که آنها را برای کاربردهای صنعتی و کشاورزی مناسب میسازد.
۴-۵ حمل و نقل آسان: طراحی آنها به گونه ای است که جا به جایی و نصب آنها ساده باشد.
۵-۵ کاهش خطر آتش سوزی: با تخلیه آب اضافی خطر اتصالی برق و آتش سوزی نیز کاهش مییابد (۷).
۶- معایب استفاده از لجن کش
استفاده از پمپ لجن کش معایب خاصی دارد که شامل موارد زیر است.
۱-۶ هزینه های نگهداری و تعمیر: این پمپها نیاز به نگهداری منظم دارند و قطعات آنها با گذشت زمان فرسوده میشوند.
۲-۶ مشکلات عملیاتی: ممکن است با مشکلاتی مانند انسداد لوله ها و اختلال در جریان لجن مواجه شوند.
۳-۶ مصرف انرژی: این پمپها به انرژی الکتریکی نیاز دارند که میتواند هزینه های انرژی را افزایش دهد.
۴-۶ نیاز به فضای فیزیکی: نصب آنها نیاز به فضای کافی دارد که ممکن است در برخی محیطها محدودیت ایجاد کند.
۵-۶ احتمال نشتی: در صورت آسیب به واشرها، احتمال نشتی وجود دارد که میتواند مشکلاتی ایجاد کند.
۷- عوامل افزایش هزینه های نگهداری پمپ لجن کش
۱-۷ عدم نگهداری منظم: عدم انجام سرویسهای دوره ای و چکاپهای منظم میتواند منجر به خرابی و نیاز به تعمیرات پر هزینه شود.
۲-۷ انتخاب نادرست پمپ: انتخاب پمپ نامناسب برای نوع و غلظت مایعات میتواند فشار اضافی به موتور وارد کند و باعث آسیب دیدگی آن شود.
۳-۷ استفاده از مواد غیر قابل تجزیه: پمپاژ مواد غیر قابل تجزیه مانند پوشک یا دستمال مرطوب میتواند باعث انسداد و مشکلات عملکردی شود.
۴-۷ فرسودگی قطعات: سایش و فرسودگی اجزای داخلی، مانند پروانه و مهر و موم مکانیکی، نیاز به تعویض مکرر آنها را افزایش میدهد.
۵-۷ شرایط محیطی نامناسب: دماهای بسیار بالا یا پایین میتوانند بر عملکرد پمپ تأثیر بگذارند و هزینه های تعمیر را افزایش دهند (۸).
منابع
- بررسی تأثیر مکش هیدرواستاتیکی و آمایش شیمیایی در آبگیری از لجن فاضلاب در بسترهای لجن خشک کن. المیرا تاروردی زاده و همکاران. ۱۳۹۰. نشریه محیط شناسی.
۲- امکان سنجی استفاده از لجن تصفیه خانه آب برای ارتقاء کارآمدی فرآیند تغلیظ لجن تصفیه خانه فاضلاب. محمد جواد کاظمی و همکاران. ۱۴۰۱. نشریه محیط شناسی.
۳- رسوب زدایی مخزن به شیوه نوین. محمدرضا مقیمی. ۱۳۸۳. همایش ملی توسعه فناوری در صنعت نفت.
۴- بررسی تأثیر مکش هیدرواستاتیکی و آمایش شیمیایی در آبگیری از لجن فاضلاب در بسترهای لجن خشک کن. المیرا تاروردی زاده و همکاران. ۱۳۹۰. نشریه محیط شناسی.
۵- مروری بر روشهای کاهش تولید لجن مازاد در سیستمهای لجن فعال. حسین حضرتی و همکاران. ۱۳۹۰. نشریه مهندسی شیمی ایران.
۶- رسوب زدایی مخزن به شیوه نوین. محمدرضا مقیمی. ۱۳۸۳. همایش ملی توسعه فناوری در صنعت نفت.
۷- امکان سنجی استفاده از لجن تصفیه خانه آب برای ارتقاء کارآمدی فرآیند تغلیظ لجن تصفیه خانه فاضلاب. محمد جواد کاظمی و همکاران. ۱۴۰۱. نشریه محیط شناسی.
۸- کمینه سازی لجن تولیدی در تصفیه خانه های فاضلاب به روش لجن فعال با بهینه سازی پارامترهای تصفیه. سیامک بوداق پور و همکاران. ۱۳۸۵. نشریه علوم و تکنولوژی محیط زیست.