تجهیزات سانتریفیوژ دسنتر: مزایای زیست‌محیطی

امروزه تمرکز بر عملیات سبز، کاربرد بیشتری پیدا کرده است. تأثیرات زیست‌محیطی در تأسیسات فرآوری و کارخانه‌های سراسر جهان مورد تحلیل قرار می‌گیرد و راه‌هایی برای بهبود بازدهی و کاهش اثرات منفی جستجو می‌شود. یکی از این راه‌حل‌ها، دستگاه سانتریفیوژ تخلیه‌کننده (دکانتر) است که دستگاهی ساده و مبتنی بر نیروی گریز از مرکز برای جداسازی مواد جامد از مایعات است. این دستگاه یک قهرمان خاموش و حامی محیط زیست محسوب می‌شود. استفاده از آن تأثیر مثبتی در کاهش ضایعات، مصرف آب و انرژی در فرآیند تولید دارد و منجر به فرآیندی تمیزتر می‌شود. هر صنعتی که با لجن، پسماند فرآیند یا فاضلاب سروکار داشته باشد، با درک و بهبود تأثیرات زیست‌محیطی، از تجهیزات مدرن دکانتر سانتریفیوژ بهره خواهد برد. این تنها مربوط به ایجاد تأثیر مثبت و رعایت مقررات نیست؛ بلکه مربوط به انجام کسب‌وکار مسئولانه‌ای است که از تأثیر مثبت زیست‌محیطی بهره‌مند خواهد شد.

کاهش حجم ضایعات با استفاده از دکانتر سانتریفیوژ

استفاده از سانتریفیوژ دسنتر کننده منجر به کاهش چشمگیر پسماند می‌شود. هر فرآیند صنعتی پسماند مایع یا لجن تولید می‌کند. در تولید مواد غذایی و تولید شیمیایی، که این فرآیندها نیز تولیدکننده بسیار زیادی پسماند هستند، مایع پسماند اغلب سرشار از مواد جامد معلق و لجن است. انتقال این لجن به محل دفن زباله نیز بسیار پرهزینه و از نظر محیط زیستی سنگین تمام می‌شود. تعداد بی‌پایانی از کامیون‌های تخلیه برای حمل آب باید به راه بیفتند و گازهای گلخانه‌ای تولید کنند.

شاید مهم‌ترین مزیت یک سانتریفیوژ دسنتر کننده، مقدار زیاد آبی است که می‌تواند از لجن جدا کند و در عین حال کیکی واقعاً دی هیدراته تولید کند. همه به منظره کامیون‌های بزرگی که لجن را به محل دفن پسماند منتقل می‌کنند و همچنین هزینه‌های متعدد درگیر در این فرآیند عادت دارند. بسیاری با شنیدن این موضوع که هزینه حمل و نقل چقدر می‌تواند بالا باشد، شگفت‌زده می‌شوند؛ مثلاً وقتی به جای انتقال ۱۰ کامیون لجن، با استفاده از یک دستگاه دی هیدراتور، حجم آن به ۲ تا ۳ کامیون کاهش یابد. علاوه بر این، باید انتشار گازهای دود کامیون‌ها و تولید گازهای گلخانه‌ای را نیز در نظر گرفت. این انتشار و تولید گازهای گلخانه‌ای به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و این یک نقطه مثبت محسوب می‌شود. هزینه‌های دفع کاهش می‌یابد و این امر ضمن کاهش پسماند، بار روی محل‌های دفن پسماند را نیز کم می‌کند. اکثر افراد از ورود به بحث‌های پیچیده منصرف می‌شوند، اما باید به مزایای اقتصادی مثبت و کاهش خروجی‌های مضر به محیط زیست اشاره کرد و از این طریق، کنترل بلندمدت نشت شیرابه از پسماند، محیط زیست و چرخه‌ها بهبود می‌یابد. در پایان، هزینه‌های دفع کاهش می‌یابد و این امر ضمن کاهش پسماند، بار روی محل‌های دفن پسماند را نیز کم می‌کند.

حفظ و استفاده مجدد از آب‌های ارزشمند

نگرانی فزاینده بین‌المللی درباره کم‌آبی، بازیکرد آب حاصل از فرآیندهای صنعتی را به یک ضرورت تبدیل کرده است نه یک امر لوکس. این حوزه دیگری است که تجهیزات سانتریفیوژ دکانتر با تأثیر مثبت و غیرقابل انکاری بر محیط زیست عملکرد برجسته‌ای دارد. بسیاری از جریان‌های پسماند صنعتی تنها پسماند نیستند؛ بلکه مخلوط‌های پیچیده‌ای هستند که در آن آب و سایر منابع ارزشمند به دام افتاده‌اند. قبلاً این آب از دست می‌رفت و قبل از تخلیه به عنوان پساب در نظر گرفته می‌شد و در نهایت منجر به اتلاف کامل یک منبع ارزشمند می‌شد.

سانتروفیوژ دسنتر کننده از نظر جداسازی مواد جامد از مایع بسیار کارآمد است و جریان مایعی تولید می‌کند که آنقدر شفاف است که می‌توان آن را مستقیماً در فرآیند تصفیه فاضلاب مورد استفاده مجدد قرار داد. تصور کنید یک تأسیسات تصفیه فاضلاب با یک دسنتر وجود دارد که لجن را غلیظ می‌کند. سیال جدا شده (سانتریت) را می‌توان به ابتدای تأسیسات بازگرداند و نیاز به آب آشامیدنی اضافی را کاهش داد. در فرآیندهای تولیدی که مصرف‌کننده آب هستند، مانند کارخانه کاغذسازی یا تأسیسات پردازش فلزات، آب بازیابی شده توسط دسنتر را می‌توان خنک کرد و دوباره استفاده نمود. این یک سیستم آب حلقه‌بسته یا نیمه حلقه‌بسته است که مصرف کلی آب تازه از رودخانه‌ها، دریاچه‌ها یا تأمین‌کننده‌های شهری را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد.

بازگرداندن منابع از دست‌رفته از تأمین آب شیرین به جامعه محلی از طریق روش‌های کارآمد در مصرف آب از اهمیت بالایی برخوردار است. این امر دارایی طبیعی حیاتی را ذخیره می‌کند و همچنین مقدار آبی را که یک واحد باید به محیط زیست تخلیه کند یا به تأسیسات شهری برای تصفیه ارسال کند، کاهش می‌دهد. این موضوع بار واردشده به زیرساخت‌های عمومی آبرسانی و همچنین هزینه‌های انرژی و شیمیایی مرتبط با تصفیه فاضلاب را کاهش می‌دهد. صنایعی که تجهیزات سانتریفیوژ دسنتر را می‌سازند و از آن استفاده می‌کنند، پیشرو در بازیابی منابع و مدیریت مشارکتی آب و پایداری آب هستند.

کاهش چالش مواد شیمیایی افزودنی جداسازی

استفاده از مواد شیمیایی کمکی در فرآیند جداسازی بسیار رایج است، به‌ویژه در تصفیه آب و پساب. این مواد شیمیایی کمکی که به شکل پلیمرها (لخته‌کننده‌ها و منعقدکننده‌ها) مورد استفاده قرار می‌گیرند، برای تجمع ذرات ریز به‌منظور تسهیل فرآیند ته‌نشینی به کار می‌روند. هرچند این روش منجر به جداسازی کارآمد مواد جامد مورد نظر می‌شود، اما تأثیرات زیست‌محیطی مرتبط با آن نگرانی عمده‌ای محسوب می‌شود. تولید این پلیمرها فرآیندی انرژی‌بر است، زیرا از مواد اولیه شیمیایی خطرناک ساخته می‌شوند و پس از استفاده، تأثیرات منفی پایداری بر محیط زیست دارند. پلیمرهای باقیمانده در لجن و پساب باقی می‌مانند که ممکن است طی فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی که برای حذف میکروارگانیسم‌های مضر طراحی شده‌اند، طیف وسیعی از اثرات سمی را ایجاد کنند.

در اینجا مزیت بیشتر دسکنتر سانتریفیوژ مدرن این است که به اندازهٔ قبل به مواد شیمیایی کمکی نیاز ندارد، زیرا از لحاظ مکانیکی بسیار کارآمد است. نیروی گرانشی بسیار زیاد حاصل از یک دسکنتر به راحتی ذرات بسیار ریز را بدون استفاده از مقادیر زیاد مواد شیمیایی جدا می‌کند. هرچند در برخی موارد ممکن است مقدار کمی پلیمر برای بهبود عملکرد کلی مورد نیاز باشد، اما مصرف کلی پلیمر اغلب بسیار کمتر از فناوری‌های جداسازی قبلی مانند مخازن تهنشینی گرانشی یا حتی شناورسازی با هوای محلول است.

از نظر محیط زیست، بهبود در دو حوزه مشهود است. اولین مورد، کاهش ردپای محیط‌زیستی در مراحل اولیه ناشی از تولید و حمل‌ونقل مواد شیمیایی است. دومین و مهم‌ترین مورد این است که محصول نهایی پاک‌تر و کم‌تر آلوده به مواد شیمیایی خواهد بود. کیک جامد حاصل از آب‌گیری بیشتر به یک محصول «طبیعی» شبیه است و بدون نگرانی از ورود پلیمرهای سنتزی به محیط زیست، می‌توان آن را به راحتی در بازیافت مفیدی مانند تهیه کمپوست و مواد مغذی خاک در کشاورزی به کار برد. همچنین فاز مایع بازیابی‌شده به دلیل کیفیت بالاتر و آلودگی شیمیایی کمتر، قابلیت استفاده مجدد را به شکلی آسان‌تر و ایمن‌تر فراهم می‌کند. با استفاده از نیروی مکانیکی بیشتر به جای مواد شیمیایی، دستگاه‌های سانتریفیوژ دسانتر، روشی کم‌سمیت‌تر و پاک‌تر برای جداسازی در صنعت ارائه می‌دهند.

تبدیل پسماند به منابع

به جای اینکه مستقیماً به زباله‌دان بروند، دستگاه‌های سانتریفیوژ تخلیه‌کننده می‌توانند پسماندهای صنعتی را به منابعی تبدیل کنند که شرکت‌ها بتوانند آن را بفروشند. این فرآیند حذف پسماند به نام «تبدیل پسماند به منبع» شناخته می‌شود. این امر همچنین بخشی از اقتصاد چرخشی است و دستگاه‌های تخلیه‌کننده مهم‌ترین ابزارهای انجام این کار هستند. گاهی اوقات، محصول پسماند جامدی که توسط دستگاه تخلیه‌کننده ایجاد می‌شود، تنها پسماندی نیست که قرار است در زمین دفن شود. اغلب این پسماند جامد می‌تواند مواد آلی با ارزشی را در خود داشته باشد که قابل بازیابی و استفاده مجدد است.

در صنعت مواد غذایی و نوشیدنی، به عنوان مثال، پسماندهای تولید شده پس از فرآوری آب میوه، پخت نوشیدنی‌ها یا تولید محصولات لبنی ضخیم و لجن‌مانند هستند. این پسماند همچنین حاوی مواد آلی قابل استفاده در خوراک دام است. با استفاده از دسنتر می‌توان این پسماند را غلیظ‌تر کرد و بخش جامد آن را جدا نمود که سپس می‌توان آن را به عنوان خوراک دام، کمپوست یا به صورت مایع به عنوان بازخور برای مولدهای بیوگاز استفاده کرد. بیوگاز منبعی تجدیدپذیر از انرژی است که می‌تواند به جای سوخت‌های فسیلی برای گرمایش و تولید برق در کارخانه مورد استفاده قرار گیرد. همین امر در تصفیه فاضلاب شهری نیز رخ می‌دهد، جایی که لجن‌های بیولوژیکی مایع تغلیظ می‌شوند و می‌توان از دسنتر برای تولید کمپوست غنی از مواد مغذی جهت کشت محصولات غیرغذایی استفاده کرد تا نیازی به کودهای مصنوعی نباشد.

این چرخه مثبت تأثیر بسیار بزرگی بر محیط زیست دارد. این روش از تجمع پسماندها در محل‌های دفن زباله جلوگیری می‌کند، پسماندها را به‌طور کارآمد به محصولات مفید تبدیل می‌کند و حتی انرژی را نیز صرفه‌جویی می‌کند. یکی از مهم‌ترین مراحل در فرآیند ارزش‌گذاری پسماند، سانتریفیوژ دسنتر است. برای اطمینان از کمپوست‌سازی، هضم یا استفاده از کمپوست آلی در زمین به شکل کارآمد، دسنتر باید محصول جامدی خشک و یکنواخت تولید کند. بدون این جداسازی مؤثر، جریان پسماند بیش از حد سیال و ناپایدار است. این امر منجر به از دست دادن فرصت می‌شود. این سیستم یک بسته‌بندی ارزش برای سیستم‌های پردازش پسماند موثر و کارآمد است. این امر به انجمن‌ها اجازه می‌دهد از برنامه‌های تبدیل پسماند به انرژی بهره‌مند شوند.

ردپای کلی انرژی

تأثیر محیطی از عوامل مختلفی تعیین می‌شود. انرژی مصرفی در جداسازی و پردازش جریان پسماند، مهم‌ترین عامل در تعیین تأثیر کلی یک سیستم است. بیشتر سیستم‌ها شامل یک موتور پرهزینه برای چرخاندن ظرف جداساز هستند و به نظر اولیه ممکن است منجر به مصرف بالاتر انرژی کلی شوند. با این حال، با در نظر گرفتن کل فرآیند عملیاتی، سیستم‌های سانتریفیوژ دکانتینگ معمولاً منجر به مصرف کمتر انرژی کلی و تأثیر کربنی مثبت‌تری می‌شوند، زیرا سیستم‌هایی کارآمدتری هستند.

برخلاف سیستم‌های حرارتی تبخیر یا خشک‌کن که در آنها مقادیر قابل توجهی انرژی گرمایی از دست می‌رود و عمدتاً از احتراق گاز طبیعی یا زغال سنگ تأمین می‌شود، دسنتر یک دستگاه کاملاً مکانیکی و برقی است. انرژی مورد استفاده برای چرخاندن سانتریفیوژ همواره از نظر مقدار کمتر از انرژی لازم برای تبخیر آب است. علاوه بر این، دسنتر قادر است حجم موادی که باید به یک خشک‌کن حرارتی در مرحله بعدی ارسال شوند را به‌طور مؤثر و قابل توجهی کاهش دهد؛ در نتیجه سیستم‌های خشک‌کن حرارتی معمولاً بسیار کوچک‌تر و کم‌مصرف‌تر هستند.

در مقایسه با سایر روش‌های مکانیکی، مانند پرس‌های تسمه‌ای یا پرس‌های فیلتر، دسنترها مزایای بیشتری ارائه می‌دهند. در مقایسه با سایر دستگاه‌ها، این ماشین‌ها به صورت پیوسته و در یک سیستم بسته کار می‌کنند، نیاز به دخالت اپراتور کمتری دارند و در عین حال سطح خشکی بالاتری را در یک واحد جمع‌وجالب منفرد به دست می‌آورند. بازدهی ماشین به این معناست که انرژی هدررفته کمتری وجود دارد، زیرا سیستم‌های جانبی عملیاتی کمتری مورد نیاز است. ماهیت پیوستهٔ عملیات به این معناست که موتور در حالت پایدار و کارآمدتری کار می‌کند و از چرخه‌های روشن/خاموش که برخی از فرآیندهای ناپیوسته نیاز دارند، اجتناب می‌شود. هنگامی که صرفه‌جویی در انرژی مستقیم و غیرمستقیم در نظر گرفته شود، دسنتر به یک راه‌حل کم‌مصرف تبدیل می‌شود. صرفه‌جویی در انرژی به معنای تولید کمتر گازهای گلخانه‌ای است و این امر دسنترها را به انتخابی مسئولانه‌تر در مبارزه با تغییرات آب‌وهوایی تبدیل می‌کند.

روش‌های تولید پاک

به‌طور کلی، استفاده از تجهیزات سانتریفیوژ دسنتر به‌عنوان بخشی اساسی از روش‌های تولید پاک مطرح می‌شود که هدفش کاهش ضایعات و انتشار آلاینده‌ها در مبدأ، به جای مدیریت آن‌ها پس از ایجاد است. هنگامی که شرکت‌ها سانتریفیوژ دسنترها را مستقیماً در خطوط فرآیندی ادغام می‌کنند، با جداسازی و غلیظ‌کردن تمام آلاینده‌ها در مبدأ، خطر آلودگی را حذف می‌کنند؛ که این روش قابل‌مدیریت‌تر و ایمن‌تر است.

چنین اقداماتی سنگ بنای انطباق فعال با محیط زیست محسوب می‌شوند. در سراسر جهان، مقررات انطباق در مورد تخلیه پساب، انتشار آلاینده‌ها در هوا از حوضچه‌های پسماند و دفع پسماندهای جامد، روز به روز جامع‌تر و سخت‌گیرانه‌تر می‌شوند. دکنترها راهکاری قابل اعتماد برای اثبات انطباق با این مقررات فراهم می‌کنند. این دستگاه‌ها تضمین می‌کنند که مواد جامد معلق در آب پساب بالاتر از حد مجاز قانونی نگه داشته شود، پسماندها در محل به‌طور کافی تثبیت گردند تا خطرناک نشوند، و بوها و/یا اجزای فرار در داخل دستگاه محبوس شوند و به جای آزاد شدن در جو از طریق سیستم‌های مخزن باز یا حوضچه‌ها، کنترل شوند.

به برتگی این اعتبار، کسب‌وکارها کمتر نگران جریمه‌ها، دعاوی قضایی و از دست دادن شهرت ناشی از شیوه‌های زیست‌محیطی خود هستند، زیرا این موضوع آن‌ها را در برابر برخورد با رهبری سخت‌گیرانه و سیاست محیط زیستی یا LEP حفاظت می‌کند. علاوه بر صرفاً رعایت قانون، این امر نشان‌دهنده میزان پاسخگویی اجتماعی شرکت است. این امر حکمرانی اجتماعی مسئولانه در زمینه محیط زیست را به ذینفعان شرکت (مانند سرمایه‌گذاران، مشتریان و جامعه) ارائه می‌دهد. در نتیجه، سانتریفیوژهای دسکانتر تنها ابزارهای جداسازی نیستند، بلکه عناصری هستند که به دستیابی به شیوه‌های صنعتی مسئولانه و پایدار در آینده کمک می‌کنند.