مرمر سفید باباشورآب قروه و سنگ گوهره خرم آباد ، نام هایی شناخته شده در صنعت سنگ جهان

Message for test Message for test Message for test Message for test Message for test
فیلترپرس ، تصفیه و بازیافت آب

ارزيابي كاركرد و كارايي فيلتر پرس – دستگاه تصفيه و بازيافت آب كارخانه هاي سنگبري در مقايسه با روش سنّتي

ارزيابي كاركرد و كارايي فيلتر پرس دستگاه تصفيه

و بازيافت آب كارخانه هاي سنگبري در مقايسه با روش سنّتي

 

 

1- چكيده:

در فرآيند فرآوري سنگ تزئيني در كارخانه هاي سنگبري، تصفيه آب و گِل كشي يكي از مسائل مهم      مي باشد كه علاوه بر پر هزينه بودن و سختي كار و ايمني كم، باعث اتلاف آب و تخريب محيط زيست نيز مي گردد. در اين تحقيق ارزيابي كاركرد و كارايي فيلتر پرس دستگاه تصفيه و بازيافت آب كارخانه هاي سنگبري در مقايسه با روش كار سنّتي مورد بررسي قرار گرفت. در روش سنّتي احتياج به ساخت تعداد زيادي استخرهاي مخصوص جمع آوري پساب سنگبري ميباشد كه در پي آن نياز به اختصاص دادن مساحت بزرگي از زمين كارخانه براي جمع آوري گِل سنگ مي باشد و همچنين بسياري از معايب ديگر كه تأثيرات منفي زيادي بر روي راندمان كار دارد. در روش مدرن با استفاده از سيستم فيلتر پرس و استفاده از مواد شيميايي مخصوص علاوه بر عدم نياز به ساخت استخرهاي تصفيه آب و گل ريز و بازگشت زمين بلا استفاده به كارخانه و صرفه جويي فوق العاده در نيروي انساني باعث جلوگيري از اتلاف آب و پيشگيري از تخريب محيط زيست مي گردد.

واژه هاي كليدي: فيلتر پرس، تصفيه و بازيافت آب، سنگبري، محيط زيست

 

2- مقدمه

با توجه به جايگاه ذخاير معدني سنگ ايران در زمين شناسي جهاني و رتبه سوم توليد سنگ جهان در سال 83 پس از چين و هند و در شرايطي كه هيچ كشوري در دنيا از لحاظ تنوع سنگ و كثرت رنگ آن، توان بالقوه ايران را ندارد، بهره وري لازم و مناسب از توان بالقوه صورت نمي پذيرد و بايستي برنامه ريزي در زمينه مسائل و مشكلات صنعت سنگ تزئيني كشور و نوع استفاده از آن در مصارف داخلي و صادرات مورد بررسي دقيق قرار گيرد. براي بوجود آوردن ارزش افزوده بيشتر و فرآوري بهتر و مطابق با استانداردهاي جهاني و از طرفي پائين آوردن قيمت تمام شده تلاش در جهت اين برنامه ريزي ها اجتناب ناپذير خواهد بود تا ضمن رقابت در بازارهاي جهاني، يكي از پر درآمدترين صادرات غيرنفتي كشور سامان داده شود. يكي از بخشهاي مهم در اين زمينه، بخش فرآوري سنگ تزئيني مي باشد كه نوسازي واحدهاي مربوطه و همچنين تخصيص منابع مالي جهت ايجاد واحدهاي مدرن و تدوين ضوابط و معيارهاي توليد براساس فرمول هاي جهاني براي ورود به عرصه رقابت در بازار دنيا، از ملزومات مهم است. وليكن بدليل نپرداختن به اين موضوع به روشهاي اصولي و بنيادين و علمي و پائين بودن

فن آوري بهره برداري و فرآوري نهائي و مهمتر از همه پيشي گرفتن كشورهاي صنعتي در بخش فرآوري و ساخت ماشين آلات دقيق مربوط به صنعت سنگ و بالا بردن استانداردهاي توليد تا كنون قادر به رقابت در عرصه بين المللي و يافتن جايگاه مناسب و در شأن علمي و هنري و فني اين مرز و بوم نبوده و علي رغم پيشرفت هاي اندك طي دهه هاي اخير صنعت سنگ از بستر سنّتي خود خارج نشده است.

از موارد مهم ديگري كه بايد مورد توجه قرار بگيرد، افزايش ايمني در كارخانجات و كاهش تلفات انساني و افزايش بهداشت كاري زمينه هاي پژوهشي همچون استفاده از تكنولوژي هاي پيشرفته تر جهت كاهش صدمات ايمني و بهداشتي به افراد، كاهش تعداد شبه حوادث، صدمات جزئي، صدمات كلي و صدمات مرگبار با توجه به مشكلات فرهنگي و اقتصادي موجود، بهتر كردن استانداردهاي ايمني،‌ساخت تجهيزات ايمني مؤثرتر و كاهش فرسودگي شغلي كارگران مي باشد. از طرف ديگر حفظ محيط زيست دغدغه خاطر همه افراد مي باشد. موضوع محيط زيست چنان جدي و با اهميت است كه در بسياري از موارد باعث عدم صدور مجوز كار مي شود و در مواردي هم كارخانه هاي سنگبري فعال نيز به دليل موانع زيست محيطي غيرفعال مي شوند در اين بحث تكنولوژي جديدي بنام فيلتر پرس دستگاه تصفيه و بازيافت آب كارخانه هاي سنگبري معرفي مي گردد كه ارزيابي كاركرد و كارايي و مزاياي اين روش نسبت به روش كار سنّتي مورد مطالعه قرار گرفته است [1] .

 

3- نحوه تحقيق

پيش از انجام تست هاي عملي بايد مراحل انجام كار مورد مطالعه قرار گيرد و اين مطالعه منجر به شناسايي پارامترهاي عملياتي مي شود. براي مثال اگر هدف، پي بردن به تأثير دستگاه گل پرس بر روي كيفيت سنگهاي پوليش خوردة كارخانة سنگبري مي باشد پارامترهايي كه بر روي پاسخ متغير وابسته اي است كه در اثر تغيير پارامترهاي مؤثر مقادير مختلفي را به خود اختصاص مي دهد بعنوان مثال ميزان صيقل خوردن و شفافيت سنگ كه اثرگذار در زيبايي و قيمت نهائي سنگ بوده شناسايي شوند و پارامترهايي كه در اين عوامل دخيل هستند مورد بررسي قرار گيرند، اين مسأله ضرورت توضيح و بررسي مختصري از مراحل انجام كار در كارخانه هاي سنگبري را در بر دارد.

 

4- بررسي مراحل انجام كار در كارخانه هاي سنگبري

چرخه توليد محصولات  استاندارد  يک چرخه پيوسته است که از طريق عمليات مستقيم بر روي بلوک ها اين امکان را فراهم مي آورد تا محصولاتي با اندازه هاي استاندارد شده در خطي متوالي از ماشين آلات توليد شود.

سنگ بطور خودکار از يک ماشين به ماشين بعدي انتقال يافته و ماشين هايي که عمليات پردازش محصول را انجام مي دهند داراي ارتباط فيزيکي هستند . بطور شاخص ترتيب قرارگيري ماشين ها در خط توليد بصورت زير است :

1-       برش دهنده بلوک

2-       ماشين پيش سرزني

3-       ماشين کاليبره کننده

4-       ماشين صيقل

5-       ماشين سرزني

6-       ماشين پخ زني

خط توليد با يک دستگاه خشک کن و تميز کننده پايان مي يابد و پس از آن محصولات انتخاب و در گروه هاي همسان درجه بندي مي شوند [2] .

 

5- روش تصفيه آب بصورت سنّتي

از آنجا كه تمامي ماشين آلات سنگبري (بغير از تيشه زن) براي خنك كردن از آب استفاده مي نمايند شيرهاي آب ماشين آلات، در موقع كار هميشه باز است و بطور مداوم براي برش و ساب و صيقل دادن، آب مصرف مي شود به همين لحاظ اگر آب مصرف شده،‌مجدداً جمع آوري نشود، ميزان مصرف آب كارخانه، بسيار زياد خواهد بود. براي جمع آوري آبهاي مصرف شده به روش سنّتي تعدادي استخرهاي سيماني بصورت اتاقك هاي همجوار كه به يكديگر راه دارند ساخته مي شود كه آب داخل اين استخرها بوسيله الكتروپمپ و توسط لوله هاي اصلي بزرگ، كه در سطح كارخانه كشيده شده و از طريق لوله هاي فرعي كوچكتر به ماشين آلات مي رسد.

آب مصرف شده كه طي فرآيند برش حاوي مقادير زيادي گِل سنگ (پودرسنگ) مي باشد كه اصطلاحاً پساب اوليه سنگبري ناميده مي شود، از راه كانال هاي سرپوشيدة بتني، به حوضچة (استخرهاي جمع آوري آب) مخصوص هدايت مي شود.

اين كار هميشه در حال تكرار مي باشد، پس از گذشت چند روز بسته به ميزان برش و توليد كارخانه آب حوضچه ها آلوده شده و ميزان درصد گل (پودرسنگ) همراه با آن بسيار زياد مي شود، اين گل سنگ تأثيرات منفي فراواني بر روي راندمان كار سنگبري دارد [3] .

 

5-1- معايب كار به روش سنّتي

  • پائين آمدن راندمان دستگاه ساب كه باعث كدر شدن سنگ و جلوگيري از خوب صيقل خوردن و شفافيت سنگ مي شود.
  • افزايش مصرف سنباده هاي پوليش دهنده
  • افزايش مصرف سگمنت ديسكهاي قلّه بر
  • به همين منظور بسته به ميزان توليد، هر چند روز يكبار بايستي حوضچه هاي آب را گل كشي كرد كه در روش سنّتي اين عمليات بسيار سخت و پر هزينه مي باشد. براي انجام اين عمليات به روش سنتي، نياز به ساخت تعداد زيادي استخرهاي تصفيه آب  مي باشد، همچنين مساحت بسيار بزرگي از زمين كارخانه را بايستي اختصاص داد براي جمع آوري گل هايي كه كشيده مي شود. اين مساحت از زمين كاملاً‌بلا استفاده خواهد شد و همچنين تخريب محيط زيست را نيز در بردارد، گل هايي كه از حوضچه ها كشيده مي شود همراه با مقادير بسيار زيادي آب مي باشد كه اين امر خود موجب اتلاف مقدار زيادي آب مي گردد. همچنين حمل اين گل ها به خارج از كارخانه بدليل حجم زيادي كه دارند سخت و بسيار پر هزينه مي باشد.

 

5-2- سختي كار و ايمني و بهداشت كاري كارگران

در عمليات گل كشي به روش سنّتي به چندين نفر كارگر با تجربه احتياج است تا بوسيله الكتروپمپ هاي گل كش، استخرهاي جمع آوري آب را گل كشي كنند كه اين كار علاوه بر وقت گير بودن، از نظر ايمني بسيار خطرناك مي باشد.

اما امروزه در دنيا بجاي اين روش سنتي از سيستم هاي مدرن آبرساني و تصفيه آب و جمع آوري مجدد آبهاي مصرف شده  استفاده مي شود كه شامل دستگاه فيلتر پرس مي باشد.

 

6- روش كار بصورت مدرن (فيلتر پرس دستگاه تصفيه و بازيافت آب)

اين سيستم شامل يك برج يا مخزن بزرگ آهني آب است كه، آب را به كلية ماشين آلات كارخانه مي رساند. براي جمع آوري آبهاي مصرف شده، منبع بتني عظيمي ساخته مي شود كه، از پايين آن پمپ لجن كش مخصوص، بطور اتوماتيك لجن و گل سنگ را به داخل استخر لجن، پمپاژ مي نمايد. براي ته نشين شدن آب منبع بتني، مواد شيميائي، مخصوص بنام فلوكولانت مصرف مي شود،‌كه امر ته نشين شدن گل سنگ را تسريع مي نمايد از اين منبع بطور اتوماتيك و در مواقع ضروري آب به مخزن مرتفع آهني، فرستاده مي شود، تا به ماشين آلات هدايت گردد از طرف ديگر آب روي گلهاي كف استخر، كه معمولاً صاف شده است، بوسيلة پمپاژ يا كانالهاي ويژه اي مجدداً به منبع بتني فرستاده مي شود [3] .

 

6-1- مزايا

بازگشت آب صاف به خطوط توليد بطور دائمي، عدم نياز به ساخت استخرهاي تصفيه آب و گل ريز، سرعت عمل بسيار بالا، بهينه سازي هزاران متر مربع زمين با حذف استخرها و گل ريز و بازگشت زمين بلا استفاده به كارخانه و افزايش فضاي مفيد كارخانه، حذف عمليات گل كشي، محصول مرغوب و زيبا بدليل افزايش كيفيت ساب با استفاده از آب تصفيه شده، اشغال فضاي بسيار كم، صرفه جوئي فوق العاده در نيروي انساني، كاهش مصرف لقمه و سگمنت، جلوگيري از اتلاف آب و پيشگيري از تخريب محيط زيست.

 

6-2- بررسي دقيق مراحل انجام كار

در شكل زير به ترتيب مراحل انجام كار مشخص شده است:

A . منبع آب آلوده بهمراه پمپ كف كش

B . يونيت كنترل كننده و تزريق پليمر

C . تانك ته نشين كننده

D . شير اتوماتيك تخليه تانك

E . منبع جمع آوري گل

F . پمپ تغذيه فيلتر پرس

G . فيلتر پرس

H . منبع آب تميز

 

6-3- شرح كار سيستم فيلتراسيون

كليه آب كثيف خارج شده از ماشين آلات خط توليد پس از گذشت از صافي به مخزن (A) وارد مي شود كه از طريق پمپ به تانك ته نشين كننده (C) انتقال مي يابد. در طول مسير توسط يونيت (B) پليمر خاص به آن افزوده مي شود تا كليه گل هاي محلول در آب ته نشين شده و آب تميز از جهت ديگر خارج شود. گل ته نشين شده از طريق شير مخصوص (D) كه بصورت اتوماتيك كنترل مي شود به منبع جمع آوري گل (E) منتقل مي شود. گل از طريق يك پمپ خاص گل كش (F) به طرف فيلتر پرس (G) هدايت مي شود. انجام كليه مراحل توسط تابلوي PLC اصلي بصورت كاملاً اتوماتيك برنامه ريزي و كنترل مي شود. آب تميز در مخزن (H) جمع آوري تا دوباره به خط توليد كارخانه انتقال يابد.

 

6-4- فيلتر پرس با صفحات باز شونده

فيلتر پرس تمام اتوماتيك كه بوسيله يك حسگر PLC كنترل مي شود، مجهز به صفحات بازشو و لرزنده كه موقعيت را جهت توليد حجم بيشتر در زمان كمتر فراهم كرده و به سهولت گِل ها را تخليه مي كند.

 

7- مقايسه کمي دو روش سنتي و فيلترپرس

با توجه  به موارد مطرح شده در مورد معايب و محاسن دو روش سنتي و فيلترپرس جدول 1 به بيان کيفي و کمي اين موارد مي پردازد . در اين جدول شاخص هاي کمي 1،2،3 به ترتيب نشان دهنده کم ،متوسط ، زياد مي باشد .رويه کلي اين جدول نشان دهنده آن است که اعداد هرچه کمتر باشند روش در آن زمينه داراي مزيت است [5] .

 

8- ارزيابي و مقايسه تاثيرات زيست محيطي دو روش

بعد از کليات به بررسي انواع تاثيراتي که روش سنتي و مدرن ممکن است بر محيط زيست بگذارد ، مي پردازيم تا تصوير واقع بينانه تري از تاثير متقابل روش سنتي و مدرن بدست آوريم.

جدول 2 و 3 نشان دهنده ميزان بالقوه تاثيرات زيست محيطي در هر مرحله از عمليات مي باشد.

شاخص کمي ميزان تاثيرات به صورت 0،1،2،3 که به ترتيب تاثير خيلي زياد ، تاثير زياد ، تاثير اندک ، بي تاثير تقسيم بندي شده است .

شاخص محيط زيستي نشان دهنده مزيت قطعي روش مدرن از نقطه نظر محيط زيستي نسبت به روش سنتي است.

 

9- نتيجه گيري

ارزيابي كاركرد و كارايي و مزاياي فيلتر پرس دستگاه تصفيه و بازيافت آب كارخانه هاي سنگبري نسبت به روش سنّتي آن به شرح زير مي باشد:

1.     بازگشت آب صاف به خطوط توليد

2.     سرعت عمل بسيار بالا

3.     عدم نياز به ساخت استخرهاي تصفيه آب و گل ريز

4.     بهينه سازي هزاران مترمربع زمين با حذف استخرها و گل ريز و بازگشت زمين بلا استفاده به كارخانه و افزايش فضاي مفيد كارخانه

5.     حذف عمليات گِل كشي

6.     حمل راحت پودرسنگ

7.     محصول مرغوب و زيبا بدليل افزايش كيفيت ساب با استفاده از آب تصفيه

8.     اشغال فضاي بسيار كم

9.     صرفه جويي فوق العاده در نيروي انساني

10. كاهش مصرف لقمه (سنباده هاي پوليش دهنده) و سگمنت    

11. جلوگيري از اتلاف آب

12. قابليت تنظيم نحوه خروج پودر سنگ از فيلتر پرس بصورت دلخواه

13. قابليت استفاده از پودر سنگ خروجي دستگاه به علت درصد خلوص بالاي آن

14. جلوگيري از آلودگي كارخانه و پيشگيري از تخريب محيط زيست

منبع : انجمن سنگ ایران