อุปกรณ์ทำให้ตะกอนหนาขึ้น มีบทบาทสำคัญในการบำบัดน้ำเสียโดยการลดปริมาณน้ำในตะกอน จึงลดปริมาตรและปรับปรุงการจัดการและการแปรรูปขั้นปลายน้ำ ด้วยการรวมตะกอนตะกอนก่อนการแยกน้ำหรือการกำจัด โรงบำบัดสามารถประหยัดพลังงาน ลดต้นทุนการขนส่ง และปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงาน
การทำให้ข้นขึ้นด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นวิธีการที่ง่ายและคุ้มค่าที่สุดในการทำให้ตะกอนเข้มข้น กระบวนการนี้อาศัยการตกตะกอนตามธรรมชาติของของแข็งภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงในถังขนาดใหญ่หรือบ่อพักน้ำ เหมาะสำหรับตะกอนหลักและตะกอนทุติยภูมิที่มีปริมาณของแข็งปานกลาง
โดยทั่วไปอุปกรณ์เพิ่มความหนาด้วยแรงโน้มถ่วงจะประกอบด้วยถังทรงกลมหรือสี่เหลี่ยมที่ติดตั้งระบบขูดหรือคราดแบบหมุนได้ ตะกอนจะตกลงไปที่ด้านล่างในขณะที่ส่วนเหนือตะกอนที่ใสสะอาดจะถูกกำจัดออกจากด้านบน กลไกการหมุนช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเคลื่อนที่ของตะกอนที่สม่ำเสมอและป้องกันจุดบอดซึ่งของแข็งอาจสะสมไม่สม่ำเสมอ
การทำให้ข้นขึ้นด้วยแรงโน้มถ่วงจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าสำหรับตะกอนที่มีของแข็งที่ตกตะกอนได้ต่ำหรือมีความหนืดสูง กระบวนการนี้อาจช้าและอาจต้องใช้พื้นที่ในถังขนาดใหญ่ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตามฤดูกาลยังส่งผลต่ออัตราการตกตะกอนอีกด้วย
การทำให้หนาขึ้นด้วยกลไกใช้อุปกรณ์ เช่น เครื่องเพิ่มความหนาแบบดรัมหมุน เครื่องอัดสายพาน หรือเครื่องหมุนเหวี่ยง เพื่อเร่งกระบวนการทำให้เข้มข้น ระบบเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการกับตะกอนที่มีปริมาณของแข็งหลากหลายชนิด และปรับปรุงประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับการเพิ่มความหนาด้วยแรงโน้มถ่วง
สารเพิ่มความหนาถังหมุนประกอบด้วยถังหมุนช้าๆ พร้อมตะแกรงตาข่ายละเอียด กากตะกอนจะถูกป้อนเข้าไปในถัง และน้ำจะระบายผ่านตะแกรงในขณะที่ของแข็งถูกลำเลียงไปยังปลายท่อระบาย วิธีนี้ช่วยให้ทำงานได้ต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพในการทำให้ข้นขึ้น
เครื่องเพิ่มความข้นของสายพานใช้สายพานแบบเคลื่อนที่ได้หลายชุดเพื่อบีบน้ำออกจากตะกอน ลูกกลิ้งเชิงกลใช้แรงกด โดยค่อยๆ ลดปริมาณความชื้น อุปกรณ์นี้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับตะกอนชุมชนและอุตสาหกรรมที่มีปริมาณของแข็งสูงกว่า
สารเพิ่มความเข้มข้นแบบแรงเหวี่ยงใช้การหมุนด้วยความเร็วสูงเพื่อแยกของแข็งออกจากน้ำตามความแตกต่างของความหนาแน่น มีอัตราส่วนความหนาสูงในพื้นที่ขนาดเล็ก ทำให้เหมาะสำหรับโรงงานที่มีพื้นที่จำกัดหรือสำหรับงานอุตสาหกรรมเฉพาะทาง
อุปกรณ์เพิ่มความหนาทางกลต้องการการใช้พลังงานที่สูงขึ้นและการบำรุงรักษาตามปกติ โดยทั่วไปต้นทุนเงินทุนเริ่มแรกจะสูงกว่าระบบเพิ่มความหนาด้วยแรงโน้มถ่วง การดำเนินงานที่ซับซ้อนอาจจำเป็นต้องมีบุคลากรที่ผ่านการฝึกอบรม
การลอยตัวของอากาศที่ละลายน้ำ (DAF) เป็นวิธีการขั้นสูงที่ใช้ฟองอากาศขนาดเล็กเพื่อลอยของแข็งขึ้นสู่พื้นผิว ตะกอนจะก่อตัวเป็นชั้นที่หนาขึ้น ซึ่งจากนั้นจะถูกกำจัดออกโดยกลไก เทคนิคนี้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับตะกอนที่มีความหนาแน่นต่ำ ละเอียด หรือที่ผ่านการบำบัดทางเคมี
ในระบบ DAF น้ำจะถูกทำให้อิ่มตัวด้วยอากาศภายใต้แรงดันสูง จากนั้นจึงปล่อยออกสู่ตะกอนที่ความดันบรรยากาศ ฟองขนาดเล็กที่เกิดขึ้นจะเกาะติดกับอนุภาคของตะกอน ช่วยเพิ่มการลอยตัว สกิมเมอร์จะรวบรวมตะกอนที่ลอยอยู่ ในขณะที่น้ำใสจะออกจากระบบ
ระบบ DAF มีราคาแพงกว่าในการติดตั้งและใช้งาน ซึ่งต้องใช้พลังงานในการอัดอากาศและการสูบน้ำ การบำรุงรักษาคอมเพรสเซอร์ สกิมเมอร์ และเครื่องอิ่มตัวของอากาศเป็นประจำถือเป็นสิ่งสำคัญ อาจจำเป็นต้องมีการจ่ายสารเคมีที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการลอยตัว
| ประเภท | ความเข้มข้นของของแข็งโดยทั่วไป | ข้อดี | ข้อจำกัด |
| แรงโน้มถ่วงหนา | 2–5% | ต้นทุนต่ำ เรียบง่าย พลังงานต่ำ | ใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ ช้า มีประสิทธิภาพน้อยกว่าสำหรับตะกอนที่มีการตกตะกอนต่ำ |
| กลไกหนาขึ้น | 4–8% | รวดเร็ว กะทัดรัด อเนกประสงค์ | พลังงานสูงขึ้น การบำรุงรักษามากขึ้น ค่าใช้จ่ายมากขึ้น |
| DAF หนาขึ้น | 5–10% | มีประสิทธิภาพสำหรับตะกอนละเอียดหรือที่ผ่านการบำบัดทางเคมี | ต้นทุนพลังงานและการดำเนินงานสูง ต้องมีการบำรุงรักษาและสารเคมี |
การเลือกอุปกรณ์เพิ่มความเข้มข้นของตะกอนที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับประเภทของตะกอน ความจุของโรงงาน พื้นที่ที่ใช้ได้ และงบประมาณ การทำให้หนาขึ้นด้วยแรงโน้มถ่วงมีความคุ้มค่าสำหรับปริมาณมากที่มีของแข็งปานกลาง สารเพิ่มความหนาเชิงกลช่วยให้การประมวลผลเร็วขึ้นและมีความสามารถรอบด้าน และระบบ DAF เป็นเลิศในการจัดการตะกอนละเอียดหรือที่ผ่านการบำบัดทางเคมี การเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเข้มข้นของตะกอนที่มีประสิทธิภาพ ลดต้นทุนการประมวลผลขั้นปลายน้ำ และเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินการบำบัดน้ำเสียโดยรวม