در بخشهای ارتوپدی و گچگیری بیمارستانها، استفاده از باندهای گچی و مواد کامپوزیتی برای ثابت نگه داشتن شکستگیها امری روزمره است. شستشوی ظروف، ابزارها و محیط کار در این بخشها باعث ورود مقادیر زیادی از ذرات پودری گچ (سولفات کلسیم) به سیستم جمعآوری فاضلاب میشود. بسیاری از مهندسان تاسیسات در هنگام خرید پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی ، تنها بر روی حذف آلودگیهای عفونی تمرکز میکنند، غافل از اینکه ذرات معدنی گچ مانند یک سنباده قدرتمند عمل کرده و میتوانند در مدت کوتاهی باعث نابودی مکانیکی تجهیزات شوند. پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی اگر به درستی برای مقابله با این ذرات معدنی تجهیز نشده باشد، با مشکلاتی نظیر سایش شدید پروانههای پمپ، گرفتگی لولهها و ایجاد رسوبات سخت در کف مخازن روبرو خواهد شد که هزینههای نگهداری سیستم را به شدت افزایش میدهد.
مکانیسم سایش و خوردگی فیزیکی توسط گچ
ذرات گچ و پودرهای ارتوپدی به دلیل ماهیت معدنی و سختی بالاتر نسبت به ذرات آلی، در تماس با قطعات دوار پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی باعث تخریب تدریجی میشوند. این فرآیند تخریبی به دو صورت زیر رخ میدهد:
- سایش پروانهها (Impeller Erosion): هنگامی که پمپهای لجنکش، فاضلاب حاوی ذرات گچ را جابجا میکنند، برخورد این ذرات با سرعت بالا به پرههای پروانه باعث ایجاد حفرههای ریز و از بین رفتن لایههای محافظ فلز میشود. این موضوع تعادل هیدرولیکی پمپ را در پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی به هم زده و دبی خروجی را به شدت کاهش میدهد.
- رسوب در آببندهای مکانیکی: ذرات ریز گچ به داخل سیلهای مکانیکی (Mechanical Seals) نفوذ کرده و با ایجاد سایش بین صفحات کربنی و سرامیکی، باعث نشت فاضلاب به داخل موتور و سوختن الکتروموتور پمپ در پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی میشوند.
چالش رسوبگذاری سخت در مخازن
گچ خاصیت جالب و در عین حال خطرناکی دارد: تمایل به بازسازی پیوندهای کریستالی و سخت شدن مجدد در تماس با آب. در پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی، اگر سرعت جریان در مخزن متعادلساز یا لولههای انتقال کاهش یابد، ذرات گچ تهنشین شده و به مرور زمان لایهای سنگی و بسیار سخت تشکیل میدهند.
این لایههای رسوبی در پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی باعث بروز چالشهای زیر میشوند:
کاهش قطر لولهها: رسوب گچ بر دیواره داخلی لولهها، باعث افزایش فشار بر پمپها و در نهایت انسداد کامل مسیر میشود.
اختلال در دیفیوزرهای هوادهی: در صورت ورود این ذرات به بخش بیولوژیک پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی، گچ میتواند روی منافذ ریز دیفیوزرهای هوادهی نشسته و با سخت شدن، مانع از خروج هوا شود که نتیجه آن توقف فرآیند تصفیه بیولوژیک است.
راهکارهای پیشگیرانه در طراحی پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی
برای محافظت از پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی در برابر این آلایندههای ساینده، باید استراتژیهای زیر را در نظر گرفت:
۱. نصب حوضچههای گچگیر (Plaster Traps): بهترین راه، حذف گچ در همان نقطه تولید است. در خروجی سینکهای بخش ارتوپدی باید تلههای مخصوصی نصب شود که ذرات گچ را پیش از ورود به شبکه اصلی فاضلاب جدا کنند. با این حال، به دلیل عدم نگهداری صحیح از این تلهها، همچنان بخشی از گچ به سمت پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی حرکت میکند.
۲. استفاده از دانهگیرهای گریز از مرکز (Vortex Sand Separators): در ورودی پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی، میتوان از سیستمهای دانهگیر استفاده کرد که با ایجاد جریان گردابی، ذرات معدنی سنگین را از جریان اصلی جدا میکنند. این کار باعث میشود بار ساینده ورودی به پمپهای اصلی سیستم به حداقل برسد.
۳. انتخاب پمپهای ضد سایش: پمپهای مورد استفاده در پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی باید دارای پروانههایی با آلیاژهای مقاوم (مانند چدن ضد سایش یا روکشهای پلیمری مخصوص) باشند. همچنین استفاده از الکتروپمپهای با دور پایین (۱۴۵۰ دور در دقیقه به جای ۲۹۰۰ دور) سرعت برخورد ذرات به قطعات داخلی را کاهش داده و عمر مفید تجهیزات را دوچندان میکند.
اثرات شیمیایی گچ بر کیفیت تصفیه
اگرچه گچ یک ماده معدنی است، اما ورود بیش از حد آن به پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی میتواند توازن شیمیایی پساب را نیز به هم بزند. افزایش غلظت کلسیم و سولفات در فاضلاب ممکن است باعث رسوبگذاری در سیستمهای غشایی (MBR) شود. همچنین در صورتی که پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی دارای بخش حذف فسفر به روش شیمیایی باشد، حضور یونهای کلسیم اضافی میتواند در واکنشهای انعقاد و لختهسازی تداخل ایجاد کرده و هزینههای مصرف مواد شیمیایی را افزایش دهد.
مدیریت و تخلیه رسوبات معدنی
در برنامههای نگهداری پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی، باید بازههای زمانی مشخصی برای بازدید و تخلیه لایههای رسوبی کف مخازن متعادلساز پیشبینی شود. بر خلاف لجنهای بیولوژیک که نرم هستند، رسوبات حاوی گچ ممکن است نیاز به تجهیزات مکانیکی یا واترجتهای پرفشار برای کنده شدن از بدنه مخازن داشته باشند. عدم توجه به این موضوع در طراحی، باعث میشود پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی پس از چند سال فعالیت، ظرفیت عملیاتی خود را به دلیل تجمع رسوبات سخت از دست بدهد.
نتیجهگیری و جمعبندی
ذرات گچ ارتوپدی به ظاهر بیخطر هستند، اما برای تجهیزات مکانیکی پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی یک تهدید جدی محسوب میشوند. یک طراحی مهندسی شده باید شامل لایههای حفاظتی چندگانه برای جلوگیری از ورود و تجمع این ذرات باشد. در هنگام خرید پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی، حتماً موضوع وجود بخش ارتوپدی را با طراحان در میان بگذارید تا از پمپهای با مقاومت بالا و واحدهای دانهگیر مناسب در پکیج استفاده شود. با جدی گرفتن خطر سایش فیزیکی، از توقفهای ناگهانی تصفیهخانه و هزینههای گزاف تعویض پمپهای سوخته در بیمارستان خود جلوگیری کنید.

بررسی فرسایش مکانیکی پمپها ناشی از گچ ارتوپدی در پکیج تصفیه فاضلاب بیمارستانی