عنوان مالکیت فکری: استحصال آب از لجن با خاصیت مویینگی الیاف GFRP

خلاصه اختراع

امروزه با كاهش منابع آب شيرين، استحصال آب در صنعت و استفاده مجدد از آن حائز اهميت است. رطوبت لجن ها حدود 85 الي 97 درصد است. كاهش حجم لجن هاي قابل آبگيري جهت كاهش حجم پساب يا پسماند، باعث كاهش هزينه هاي حمل و دفن پسماند، بخصوص پسماند هاي خطرناك مي گردد. در اين روش براي استحصال آب از خاصيت مويينگي كه الياف GFRP در لجن ايجاد مي كند، استفاده شده است به اين ترتيب كه با خاصيت مويينگي كه الياف GFRP در لجن ايجاد مي كند، لجن آبگيري مي شود. هر يك متر مربع از اين دستگاه مي تواند روزانه حدود 1.1 متر مكعب آّب را با TSS حدود 18 الي 21 ميلي گرم بر ليتر را آّبگيري كند. اين دستگاه مي تواند كدورت و TSS پساب را كاهش دهد. ولي اهميت اين اختراع مي تواند در بلارقيب بودن، براي آبگيري لجن هايي باشد كه ذرات معلق آنها در مدت طولاني ته نشين نمي شوند. در واقع نسبت به سيستم هاي وكيوم فيلتر، هم ارزان تر و راندمان بيشتري دارد.

حوزه کاربرد (زمینه فنی)

در این اختراع از دانش شاخه های مختلف از جمله مهندسی عمران، مهندسی محیط زیست، مهندسی شیمی و فیزیک استفاده شده است. ریشه اصلی مورد استفاده برای ساخت این اختراع، علوم مورد استفاده، علوم مهندسی شیمی و فیزیک می باشد. بررسی های کاربردی آن با استفاده از علوم مهندسی عمران و علوم مهندسی محیط زیست انجام شده است.

مشکل فنی موجود و هدف از این اختراع:

سیستم های استحصال آب از لجن های غلیظ و پیش تصفیه برای بازگرداندن آب به چرخه مصارف صنعتی كاربرد زيادي در صنعت پيدا كرده است. سیستم های آبگیری از لجن یا استحصال آب، مکانیکی، الکترونیکی، شیمیایی یا ترکیبی هستند. سیستم های وکیوم فیلتراسیون جز سیستم های مکانیکی هستند. سیستم های وکیوم فیلتر اغلب پر هزینه با راندمان کم و زمان بر هستند. در موارد استفاده از منعقد کننده برای ته نشینی مواد معلق هزینه های استحصال آب بالاتر می رود. هزینه بالا، مصرف بیشتر برق، استفاده از مواد شیمیایی باعث استعلاک دستگاه ها و هزینه های زیاد می شود. به علاوه برای برخی از انواع لجنها مانند باطله های معدنی و لجن های واحد های سنگبری به دلیل ریزی ذرات و باردار بودن آنها فرآیند همگرایی و ته نشینی بسیار سخت و بکار گیری روش های مبتنی بر فشار یا خلاء و فیلتراسیون بسیار پر هزینه است. ضمناَ برای احجام بالایی نظیر واحد های معدنی بزرگ مثل سنگ آهن امکان پذیر نیست. از این رو ارائه دستگاه مکانیکی جدید بدون استفاده از برق و مواد شیمیایی می تواند جایگزین مناسبی برای سیستم های آبگیری لجن و استحصال آب باشد. همچنین با استفاده از این محصول، دیگر لازم نیست از مواد منعقد کننده و فیلتر های گران قیمت استفاده شود که افت راندمان را بالا میبرد. به طور کلی اهداف این تحقیق شامل کاهش حجم پسماند حاصل از فعالیت های صنعتی، آبگیری از لجن به منظور بازگشت آب به چرخه تولید و صنعت است.

ارایه راه حل برای مشکل فنی موجود همراه با شرح دقیق و کافی و یکپارچه اختراع

این اختراع برای استحصال آب در صنعت جهت کاهش مواد معلق می تواند مورد استفاده قرار گیرد. این سیستم استحصال آب که یک سیستم مکانیکی است از نیروی جاذبه بین مولکولی برای جداسازی آب و مواد معلق استفاده می کند، به عبارت دیگر، جهت استحصال آب در این اختراع از خاصیت موینگی الیاف شیشه استفاده شده است. به دلیل جاذبه بیشتر بین مولکولی بین مولکول آب و شیشه، آب تمایل دارد به سطح لوله مویین بچسب و در سطح آن نسبت به سطح مخزن بالاتر برود. استفاده از الیاف شیشه به جای لوله مویین باعث شده است که لوله های مویین ریز تری با راندمان بهتر ایجاد گردد. همچنین با حرکت های بسیار کوچک این لوله های مویین تغییر قطر و تغییر شکل و وضعیت می دهند در نتیجه می توانند از گرفتگی خود جلوگیری کنند. به عبارت دیگر وقتی مواد معلق فضای بین الیاف را پر می کنند، با کمترین حرکت و تغییر قطر لوله مویین، مواد معلق آن ار لوله جذا می شوند و لوله جدید می تواند در شکل جدید خود کار را خود را ادامه دهد.