در مورد خنک‌سازی فاضلاب که صحبت می‌کنیم، ممکن است بسیاری از مردم توجه زیادی به آن نداشته باشند، اما این یک کار حیاتی در کارخانه‌ها است. به این فکر کنید، مقدار زیادی فاضلاب در طول فرآیند تولید تخلیه می‌شود که دمای بالایی دارد. تخلیه مستقیم آن نه تنها باعث هدر رفتن انرژی می‌شود، بلکه ممکن است بر محیط زیست تأثیر بگذارد و حتی تجهیزات تصفیه بعدی را نیز تحت فشار قرار دهد. بنابراین کاهش دمای فاضلاب فقط به معنای ریختن مقداری آب سرد به طور اتفاقی نیست، بلکه ترفندهای زیادی در آن دخیل است.
اول، بیایید در مورد روش زمینی‌تر - خنک‌سازی طبیعی - صحبت کنیم. این روش، همانطور که از نامش پیداست، کاملاً به کمک طبیعت متکی است. معمولاً، ساخت یک حوض بزرگ، ریختن آب داغ در آن و اجازه دادن به آن است که به آرامی در داخل بماند. خورشید می‌تابد و باد می‌وزد و آب خود گرما را به هوا منتقل می‌کند. در برخی مکان‌ها، برخی از پارتیشن‌ها به استخر اضافه می‌شوند تا آب بتواند به صورت دایره‌ای جریان یابد. ماندن طولانی‌تر می‌تواند اثر خنک‌کنندگی بهتری داشته باشد. مزیت این روش این است که در هزینه‌ها صرفه‌جویی می‌کند، به حداقل تجهیزات نیاز دارد و در مراحل بعدی نگهداری ساده‌ای دارد. اما معایب آن نیز کاملاً آشکار است، این روش بیش از حد به شرایط جوی وابسته است. اگر یک روز گرم و مرطوب ابری با باد یا آفتاب نباشد، دمای آب بسیار کند کاهش می‌یابد. علاوه بر این، استخر آب فضای قابل توجهی را اشغال می‌کند و گاهی اوقات مرتب کردن آن در محوطه کارخانه که هر اینچ از زمین ارزشمند است، واقعاً دشوار است.
بیایید در مورد خنک‌سازی با تهویه اجباری صحبت کنیم، که بسیار فعال‌تر از خنک‌سازی طبیعی است. رایج‌ترین مورد، برج خنک‌کننده است که می‌توان آن را در بسیاری از پشت بام‌ها یا فضاهای باز کارخانه مشاهده کرد. اصل آن این است که آب داغ را از بالا اسپری کرده و از یک فن برای دمیدن آن به سمت بالا استفاده کنید. هنگامی که آب و هوا با هم برخورد می‌کنند، گرما توسط هوا منتقل می‌شود. برج‌های خنک‌کننده معمولاً با پرکننده‌ها، مانند شبکه‌های پلاستیکی یا ورق‌های موج‌دار، پر می‌شوند تا آب را به طور مساوی توزیع کنند و سطح تماس با هوا را افزایش دهند، که منجر به خنک‌سازی سریع‌تر می‌شود. این روش تحت تأثیر آب و هوا قرار نمی‌گیرد، راندمان خنک‌کنندگی بالایی دارد و فضای بسیار کمتری نسبت به یک استخر اشغال می‌کند. با این حال، برای راه‌اندازی فن به برق نیاز دارد و با گذشت زمان، قبوض برق نیز یک هزینه خواهد بود. علاوه بر این، فن هنگام کار کردن مقداری صدا ایجاد می‌کند و اگر مناطق مسکونی در اطراف وجود داشته باشد، باید عایق صدا نیز در نظر گرفته شود.
همچنین نوعی وجود دارد که به آن تبادل حرارت آب به آب می‌گویند، که به سادگی به معنای استفاده از آب سرد برای خنک کردن آب داغ است. به عنوان مثال، اگر آب با دمای پایین برای اهداف دیگر در کارخانه وجود داشته باشد، می‌توان آن را از طریق یک مبدل حرارتی توسط فاضلاب «شستشو» داد. این دو نوع آب مستقیماً با هم مخلوط نمی‌شوند، اما گرما می‌تواند از طریق دیواره فلزی منتقل شود. هنگامی که فاضلاب سرد می‌شود، آب سرد گرم می‌شود و شاید بتواند دوباره مورد استفاده قرار گیرد. این روش اثر خنک‌کنندگی پایداری دارد، به ویژه برای شرایطی که دمای فاضلاب خیلی بالا نیست اما نیاز به کنترل دقیق دما پس از خنک‌سازی دارد، مناسب است. با این حال، باید یک منبع آب با دمای پایین در دسترس داشته باشد و در غیر این صورت، به یک مجموعه تخصصی از تجهیزات تبرید نیاز دارد که هزینه را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، اگر مبدل حرارتی برای مدت طولانی استفاده شود، ممکن است روی سطح آن رسوب ایجاد شود که بر راندمان انتقال حرارت تأثیر می‌گذارد و نیاز به تمیز کردن و نگهداری منظم دارد.
برخی از مکان‌ها هنوز از ایده خنک‌سازی تبخیری استفاده می‌کنند، اما به جای تکیه بر فن‌ها مانند برج‌های خنک‌کننده، به فاضلاب اجازه می‌دهند در یک محیط کم فشار بجوشد. نقطه جوش آب در فشار کم کاهش می‌یابد و بدون جوشیدن تا 100 درجه تبخیر می‌شود. هنگام تبخیر، مقدار زیادی گرما گرفته می‌شود و دمای آب باقی‌مانده کاهش می‌یابد. این روش می‌تواند به یک محدوده خنک‌کنندگی بزرگ دست یابد و به ویژه برای تصفیه فاضلاب با دمای بالا مناسب است. اما به مجموعه‌ای از تجهیزات نیاز دارد که بتواند خلاء ایجاد کند، با مصرف انرژی بالا، و بخار آب تبخیر شده ممکن است حاوی آلاینده‌ها باشد که باید تصفیه شوند، در غیر این صورت هوا را آلوده می‌کند.
علاوه بر این، برخی از کارخانه‌ها خنک‌سازی ترکیبی را با توجه به شرایط خود اجرا می‌کنند. به عنوان مثال، ابتدا عبور فاضلاب از طریق یک مبدل حرارتی، خنک کردن اولیه آن با آب سرد و سپس ارسال آن به یک برج خنک‌کننده برای خنک‌سازی بیشتر می‌تواند راندمان را بهبود بخشد و در مصرف انرژی صرفه‌جویی کند. در برخی مکان‌ها، دستگاه‌های اسپری به استخر خنک‌کننده طبیعی اضافه می‌شوند. وقتی هوا گرم است، اسپری روشن می‌شود، که معادل افزودن یک «بوف» به خنک‌سازی طبیعی است و باعث می‌شود سرعت خنک‌سازی سریع‌تر شود.
به طور کلی، هیچ روش مطلقی برای خنک‌سازی فاضلاب وجود ندارد، این به وضعیت واقعی کارخانه بستگی دارد. به عنوان مثال، دمای فاضلاب، ظرفیت پردازش روزانه، کافی بودن سایت، وجود منابع موجود برای استفاده و بودجه و غیره. انتخاب روش مناسب نه تنها می‌تواند استانداردهای تصفیه فاضلاب را برآورده کند، بلکه در هزینه‌ها نیز صرفه‌جویی زیادی می‌کند و حتی می‌تواند از گرمای هدر رفته دوباره استفاده کند، که می‌تواند به عنوان کمک به حفاظت از محیط زیست در نظر گرفته شود.
