مقدمه
درام مگنت (Drum Magnet) یا جداکننده مغناطیسی استوانهای، یکی از تجهیزات مهم و پرکاربرد در مراحل اولیه تصفیه آب و بهویژه در تصفیه خانههای فاضلاب است. اگرچه این فناوری مستقیماً مواد حلشده در آب را حذف نمیکند، اما نقش حیاتی در حذف آلایندههای فلزی و محافظت از تجهیزات downstream ایفا میکند.
در ادامه به تفصیل به بررسی کاربرد، مزایا، نحوه عملکرد و انواع درام مگنت در تصفیه خانههای آب میپردازیم.
چالش آلایندههای فلزی در آب
جریان آب ورودی به تصفیهخانه، چه آب سطحی (رودخانه، دریاچه) و چه فاضلاب شهری و صنعتی، حاوی انواع جامدات معلق و شناور است. بخشی از این جامدات را ذرات آهنی و فلزی (Ferrous) و حتی در برخی موارد ذرات weakly magnetic (مانند برخی فولادهای زنگنزن) تشکیل میدهند. این آلایندهها میتوانند شامل موارد زیر باشند:
- خردههای فلزی: ناشی از سایش ماشینآلات، خطوط لوله و پمپها.
- میخ، پیچ و مهره: در فاضلاب شهری.
- برادههای فلزی: در فاضلاب صنایع فلزی و ماشینسازی.
- قوطیهای کنسرو و درب بطری: در فاضلاب شهری.
حضور این ذرات فلزی میتواند مشکلات متعددی ایجاد کند: - سایش و آسیب به تجهیزات: پمپها، شیرآلات، لولهها و بهویژه آسیابها و خردکنندهها (Comminutors) در معرض سایش شدید و گیرکردن قرار میگیرند.
- کاهش راندمان: ذرات ریز فلزی میتوانند بر عملکرد واحدهای بعدی مانند sedimentation tanks (حوضچههای تهنشینی) و فیلترها تأثیر منفی بگذارند.
- ایجاد خطر انفجار: در برخی موارد، ورود اجسام فلزی به تجهیزات دوار میتواند باعث جرقه و در محیطهای قابل انفجار، فاجعهبار شود.
اینجاست که درام مگنت به عنوان یک خط دفاعی قوی وارد عمل میشود.
درام مگنت چیست و چگونه کار میکند؟
درام مگنت یک separator استوانهای شکل است که در داخل آن یک آرایش مغناطیسی ثابت و قوی (معمولاً از آهنرباهای دائم نئودیمیوم قوی) نصب شده است. خود استوانه (درام) از جنس فولاد ضدزنگ غیرمغناطیسی ساخته شده و توانایی چرخش حول محور خود را دارد.
نحوه عملکرد به شرح زیر است:
- جریان ورودی:آب حاوی جامدات معلق (شامل ذرات فلزی و غیرفلزی) از یک هاپر یا کانال بر روی درام مگنت جریان مییابد.
- جداسازی مغناطیسی:هنگامی که دوغاب (Slurry) آب و ذرات بر سطح درام میریزد، ذرات مغناطیسی تحت تأثیر میدان مغناطیسی قوی، به سطح درام میچسبند. ذرات غیرمغناطیسی و غیرفلزی (مانند سنگ، شن، پلاستیک، مواد آلی) تحت تأثیر نیروی جاذبه و نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش درام، از آن جدا شده و به مسیر اصلی خود ادامه میدهند.
- چرخش درام:درام به طور مداوم و با سرعت ثابت میچرخد.
- خروج مواد غیرمغناطیسی:مواد غیرمغناطیسی مستقیماً از پایین درام به بیرون ریخته میشوند.
- جدا شدن و تخلیه مواد مغناطیسی:هنگامی که درام میچرخد، ذرات فلزی که به آن چسبیدهاند، از ناحیه میدان مغناطیسی قوی خارج میشوند. با کاهش شدت میدان مغناطیسی در آن ناحیه (به دلیل طراحی آرایش مغناطیسی)، نیروی جاذبه یا استفاده از یک تیغه خراشنده (Doctor Blade)، ذرات فلزی از سطح درام جدا شده و به یک مخزن جمعآوری یا نوار نقاله تخلیه میشوند.
- خروجی:در نهایت، دو جریان خروجی داریم: آبی که عاری از ذرات فلزی است و به مراحل بعدی تصفیه هدایت میشود، و ذرات فلزی جمعآوری شده که به صورت دورهای تخلیه و دفع میشوند.
کاربردهای خاص درام مگنت در تصفیه خانههای آب
- پیش تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی:رایجترین کاربرد درام مگنت، نصب در ابتدای خط تصفیه، پس از آشغالگیر درشت (Bar Screen) و قبل از حوضچه grit removal (دانهگیری) و پمپها است. این کار از آسیب به پمپها و تجهیزات حساس بعدی جلوگیری میکند.
- حفاظت از خردکنندهها و آسیابها (Comminutors & Grinders):این دستگاهها که برای خرد کردن جامدات درشت به ذرات ریزتر استفاده میشوند، بسیار در برابر اجسام فلزی آسیبپذیر هستند. نصب یک درام مگنت قبل از آنها، طول عمر و کارایی آنها را به شدت افزایش میدهد.
- بازیابی مواد با ارزش:در تصفیه خانههای وابسته به صنایع خاص (مانند صنایع فلزی)، درام مگنت میتواند برای بازیابی و بازیافت برادهها و ذرات با ارزش فلزی از جریان فاضلاب استفاده شود که هم از نظر اقتصادی مقرون بهبهصرفه است و هم به کاهش آلودگی کمک میکند.
- تصفیه لجن:پس از مرحله تصفیه بیولوژیکی، لجن تولید میشود. گاهی اوقات این لجن ممکن است حاوی ذرات ریز فلزی باشد که در مراحل اولیه جدا نشدهاند. از درام مگنت میتوان بر روی لجن خشکشده یا کمرطوبت برای حذف نهایی این ناخالصیها استفاده کرد تا کیفیت لجن نهایی (که ممکن است برای کود یا سوزانده شدن استفاده شود) بهبود یابد.
- تصفیه آب برگشتی (Return Water Treatment):در بسیاری از تصفیه خانهها، آب برگشتی از فرآیندهای مختلف (مانند آب حاصل از فشرده سازی لجن) مجدداً به ابتدای خط بازمیگردد. این آب ممکن است حاوی ذرات فلزی ریز باشد و استفاده از یک درام مگنت برای اطمینان از پاک بودن آن ضروری است.
مزایای استفاده از درام مگنت
- حفاظت از تجهیزات: مهمترین مزیت آن، کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری و افزایش طول عمر پمپها و سایر ماشینآلات است.
- کارایی مداوم و خودکار: این سیستمها نیاز به اپراتور ندارند و به طور پیوسته و بدون توقف کار میکنند.
- عدم نیاز به برق برای ایجاد میدان مغناطیسی: در انواعی که از آهنرباهای دائم استفاده میکنند، پس از نصب، هزینه عملیاتی بسیار پایین است و تنها به یک موتور الکتریکی کوچک برای چرخش درام نیاز دارد.
- تعمیر و نگهداری آسان: ساختار سادهای دارند و تمیز کردن آنها معمولاً به صورت خودکار یا نیمهخودکار انجام میشود.
- بازده جداسازی بالا: قادر به جذب حتی ذرات بسیار ریز مغناطیسی (در حد میکرون) هستند.
- سازگاری با محیط مرطوب: به طور خاص برای کار در محیطهای مرطوب و با جریان دوغاب طراحی شدهاند.
معایب و محدودیتها
- حذف انتخابی: تنها ذرات مغناطیسی را حذف میکند و بر سایر آلایندههای غیرفلزی تأثیر ندارد.
- محدودیت در حذف فلزات غیرآهنی: این سیستمها معمولاً قادر به جذب فلزات غیرمغناطیسی (Non-Ferrous) مانند مس، برنج، آلومینیوم و روی نیستند. برای حذف این فلزات معمولاً از جداکنندههای القایی (Eddy Current Separators) استفاده میشود.
- هزینه سرمایهگذاری اولیه: خرید و نصب این سیستمها میتواند هزینه بر باشد، اما این هزینه در مقایسه با خسارات ناشی از خرابی تجهیزات، معمولاً به سرعت جبران میشود.
جمعبندی نهایی
درام مگنت اگرچه یک فناوری ساده به نظر میرسد، اما یک جزء ضروری و پیشگیرانه در زنجیره تصفیه مدرن آب و فاضلاب است. کاربرد اصلی آن نه در حذف مواد آلی یا شیمیایی، بلکه در حذف فیزیکی آلایندههای فلزی به منظور حفاظت از سرمایهگذاریهای سنگین در تجهیزات مکانیکی تصفیهخانه است. استفاده از آن منجر به افزایش قابلیت اطمینان سیستم، کاهش زمان توقف برای تعمیرات و در نهایت کاهش هزینههای عملیاتی میشود. بنابراین، میتوان آن را به عنوان یک “گارد امنیتی” برای قلب تپنده تصفیهخانه (پمپها و خردکنندهها) در نظر گرفت که به طور خستگیناپذیری ذرات فلزی مضر را از جریان آب جدا میکند.
برای کسب اطلاعات بیشتر و یا ثبت سفارش می توانید با ما در تماس باشید.
بیشتر بدانید: درام مگنت
لینک های مرتبط
