فیلتر شنی تصفیه آب

فیلتر های شنی از گذشته های دور به عنوان روشی موثر برای زلال سازی آب مورد استفاده قرار می گرفتند.استفاده از فیلتر شنی یا صافی شنی (Sand Filter ) یکی از موثرترین روشها جهت حذف ذرات معلق موجود در آب است.

آنچه که در ادامه خواهید خواند :

دستگاه فیلتر شنی نوعی مخزن استوانه ای شکل است که در دو نوع افقی و عمودی ساخته می شوند .این فیلتر ها دارای یک شیر ورودی و خروجی و صفحه نازل هستند .

بمنظور ساخت بدنه فیلتر ها از مواد مختلفی استفاده می شود که از مهم ترین آنها می توان به مواد فایبرگلاس، بتنی و فلزی اشاره کرد.با عبور آب از داخل صافی شنی ، ذرات و آلاینده های معلق داخل بستر سیلیس به دام می افتند و آب زلال از فیلتر خارج می شود .

در سیکل تصفیه، آب خام از قسمت فوقانی ستون وارد می شود و بعد از عبور از لایه های متخلخل شن سیلیس، ذرات معلقی که ابعاد آنها بزرگتر از تخلخل لایه هاست در این سطح گرفته می شود. سپس در قسمت پایین صافی جمع آوری و به مصرف می رسد.

تجمع ذرات معلق در بستر فیلتر عامل افزایش افت فشار آب، طی عبور از بستر می باشد. هر گاه افت فشار بیش از حد مجاز باشد فیلتر از مسیر تصفیه خارج و عملیات شستشوی معکوس انجام می شود. برای شستشوی فیلتر جریان آب معکوس می شود تا ضمن منبسط شدن بستر آلودگی ها زدوده شود.

فرایند جداسازی آلاینده ها به واسطه ترکیبی از دو فرآیند زیر انجام می شود:

به همین دلیل در بعضی از موارد با افزودن مواد منعقد کننده راندمان این فیلترها افزایش می یابند. باید توجه داشت که افزودن این مواد باعث تغییر در کیفیت شیمیایی آب خواهد شد. فیلتر شنی جهت جداسازی ناخالصی های معلق آب تا قطر ۱۰۰ میکرون مورد استفاده قرار می گیرند، این فیلترها به صورت استوانه های تحت فشار طراحی می گردند . بدنه فیلتر عموما از جنس کربن استیل پوشیده شده با رنگ اپوکسی یا FRP می باشند.فشار استاندارد عملیاتی این فیلترها با توجه به طراحی بین ۳ تا ۷ بار خواهد بود.

بخش های اصلی دستگاه فیلترشنی شامل موارد زیر است:

مخزن: فیلتر های شنی مخازنی استوانه ای شکل از جنس فلز یا FRP هستند. بسته به ظرفیت آب ورودی در دو نوع افقی (Horizontal Sand Filter) و عمودی (Vertical sand Filter) ساخته می شوند.

سیلیس : دانه های سیلیس در اندازه های گوناگون در بستر فیلتر شنی جای گرفته و ذرات معلق را به دام می اندازند. علاوه بر سیلیس میتوان از آنتراسیت نیز برای حذف کدورت آب در فیلتر های شنی استفاده کرد.

شیر فیلتر شنی : شیرهای استفاده شده در فیلتر های شنی شامل شیر های نیمه اتو ماتیک یا اتوماتیک در مخازن FRP و شیرهای دستی در مخازن فلزی می باشد.

نازل : نازل ها بمنظوری جمع آوری و توزیع آب تصفیه شده در قسمت ورودی آب و روی صفحه نازل قرار می گیرند و از جنس پلاستیکی ، برنجی و فلزی هستند.

مانومتر: بمنظور کنترل فشار در فیلتر های شنی ازفشار سنج استفاده می شود.

شیر هواگیری :بمنظور آزاد شدن هوای محبوس شده در فیلتر مورد استفاده قرار می گیرد.

بیشتر بخوانید: مخزن FRP

بمنظور بهره برداری و شستشوی معکوس فیلتر شنی مراحل زیر انجام می شود :

در سیکل بهره برداری ،آب خام از قسمت فوقانی وارد فیلتر شده و پس از عبور از روی لایه های متخلخل شن و سیلیس ذرات معلق آب بین ذرات شن و ماسه گیر کرده و آب تقریبا عاری از مواد معلق و کدورت از فیلتر خارج می شود

تجمع ذرات معلق در بستر فیلترها باعث افزایش افت فشار آب طی عبور از بستر می شود. بنابراین هرگاه افت فشار بیش از حد مجاز باشد ، فیلتر از مسیر تصفیه خارج و شستشو می شود برای شستشوی فیلتر جریان آب معکوس می شود تا ضمن منبسط شدن بستر آلودگی ها زدوده شود.

شستشوی معکوس تا حدی میتواند آلودگی های بستر سیلیس را کاهش دهد اما به مرور زمان دانه های سیلیس کارایی و قدرت  خود را از دست می دهند بنابراین لازم است برای احیای بستر ،  سیلیس مرغوب در آن قرار گیرد.

با توجه به میزان آلودگی های موجود در آب و نوع دانه های سیلیس زمان تعویض بستر متغیر خواهد بود . یکی از نشانه های مهم که زمان تعویض بستر را نشان میدهد ، فاصله بین مراحل شستشوی معکوس است. هر چقدر فاصله زمانی بین بک واش ها کوتاه تر باشد بدین معنی است که بستر را باید تعویض کنید.

نحوه کارکرد فیلتر شنی بدین گونه است که ابتدا آب آلوده و کثیف وارد مخزن شده و در اثر فشار وارده از پمپ به سمت پایین بستر شنی حرکت میکند . آب در حین عبور از بستر شنی ذرات گل ولای خود را لابه لای دانه های سیلیس برجای گذاشته و در نهایت آب تمیز از نازلهایی که در کف مخزن تعبیه شده اند خارج میشود.

فیلتر های شنی کاربردهای مختلفی در صنایع گوناگون دارند که از مهم ترین آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

بستر سیلیس از مهم ترین و اصلی ترین بخش ها در فیلترهای شنی می باشد که تاثیر بسزایی در کیفیت آب خروجی و کارایی دستگاه دارد. بستر ها ی بکار رفته در دستگاه فیلتر شنی می تواند یک لایه یا چند لایه در نظر گرفته شود. هم چنین اندازه ی دانه های شن در لایه های مختلف به دقت انتخاب شده و از کوچک به بزرگ روی هم قرار می گیرند.

یکی از مهم ترین فاکتور ها در کارایی فیلتر های شنی نوع سیلیس و دانه بندی آنها است. بطور معمول سیلیس ها براساس اندازه ذرات به چهار دسته زیر طبقه بندی می شوند:

در بعضی از موارد با افزودن مواد منعقد کننده راندمان این فیلترها افزایش می یابند. باید توجه داشت که افزودن این مواد باعث تغییر در کیفیت شیمیایی آب خواهد شد. صافی شنی جهت جداسازی ناخالصی های معلق آب تا قطر ۱۰۰ میکرون مورد استفاده قرار می گیرد.

فیلتر شنی صنعتی به دلیل مزایایی که دارد بسیار پرکاربرد است .از جمله این مزایا عبارتند از:

فیلتر های شنی از لحاظ فیلتراسیون به انواع صافی کند و صافی تند طبقه بندی می شوند. سرعت فیلتراسیون در فیلتر های شنی تند بیشتر از فیلتر شنی کند بوده و فیلتر های شنی تند به فضای کمتری نیاز دارند .

فیلتر های شنی کند از قدیمی ترین روشهای تصفیه آبهای سطحی هستند و اولین بار در اوایل قرن نوزدهم در انگلستان ساخته شدند. فیلتر های شنی آهسته یا کند می توانند بار شوک های هیدرولیکی و جامدات معلق را تحمل کنند و نیازی به اپراتور آموزش دیده جهت بهره برداری ندارند. در ادامه به بررسی این فیلتر ها پرداخته می شود.

صافی شنی تند جهت فیلتراسیون آب در تصفیه خانه های آب استفاده می شود بمنظور فیلتراسیون آب هایی با کدورت ۵ NTU و یا نهایتا ۱۰ NTU از این فیلتر ها استفاده می شود . در صافی شنی تند یک یا چند لایه بستر به کار می رود و برای حذف رنگ و طعم آب می توان از یک لایه آنتراسیت یا کربن فعال هم استفاده نمود. آب خروجی از صافی شنی تند باید به واحد گندزدایی و کلرزنی هدایت گردد.

فیلتر های کند ( Slow Sand Filter ) با نرخ فیلتراسیون پایین ، سیستم هایی با عملکرد ساده هستند. سرعت فیلتراسیون در این فیلتر ها معمولا ۵۰ تا ۱۰۰ برابر کند تر از فیلتر های شنی تند است. بنابراین به سطح بزرگتری نیاز دارند تا بستر فیلتر بتواند مقدار معادل آب تولید کند .

هم چنین در این فیلتر ها به حداقل انرژی نیاز است. فیلتر های شنی علیرغم مزایایی که به آن اشاره شد دارای معایبی نیز هستند که عبارتند از:

• به مساحت بیشتری از بستر نیاز دارند
• در از بین بردن رنگ موثر نیستند
• عملکرد متناوب فیلتر ها ممکن است با ایجاد شرایط بی هوازی در بستر فیلتر ، کیفیت پساب فیلتر را کاهش دهد.
• فیلتر ها باید بصورت دوره ای با سایش لایه نازک سیلیس از سطح بستر فیلتر تمیز شوند.

در این فیلتر ها مدیای فیلتر درون یک مخزن قرار می گیرد بطوریکه سیلیس با دانه های ریز بالاتر از سیلیس های دانه درشت قرار می گیرند. فیلتر شنی آهسته یک بستر کم عمق از ذرات شن است و همانطور که از نام این فیلتر ها پیداست سرعت جریان آب در این فیلتر ها بسیار کند است.

سرعت پایین جریان آب این امکان را فراهم می سازد تا لایه ضخیم تری از ذرات جذب شده ایجاد شود و توانایی فیلتر در جذب ذرات معلق افزایش یابد. پس از گذشت چند هفته یک لایه ژلاتینی حاوی باکتری ها ، جلبک ها ، قارچ ها و میکروارگانیسم هایی که از آنها تغذیه می کنند بر روی سطح بستر رشد می کنند که ) Schmutzdeckeدر زبان آلمانی به معنای پوست کثیف است) نامیده می شود.

زمانی که نرخ تصفیه آب غیر قابل قبول باشد این لایه نازک از قسمت بالای بستر شنی برداشته می شود و سپس یک چرخه جدید شروع می شود.

کارایی و عملکرد فیلتر های شنی آهسته به عمق بستر ، اندازه ماسه ، دما و سختی آب بستگی دارد.

قبل از انجام فرایندهای پوششی برای سطوح فلزی ، آماده سازی سطوح انجام می شود .که شامل دو روش فیزیکی یا مکانیکی و شیمیایی است .

روش مکانیکی : آماده سازی مکانیکی بصورت تمیز کاری پاششی یا سند بلاست ، تمیز کاری توسط ابزار برقی یا دستی و جت آب انجام می گیرد .

روش شیمیایی : بمنظور آماده سازی شیمیایی از روشهایی نظیر شستشو با انواع حلال ، شستشوی اسیدی و قلیایی ، چربی زدایی و تمیز کاری با شعله انجام می شود.

سند بلاست یا ساب پاشی به منظور پرداخت ، تمیز کاری ، صافکاری و تغییر شکل سطوح انجام می شود .سند بلاست جهت تمیزکاری سطوحی از جمله فلز ، بتن ، شیشه و چوب به کار می رود .

برای تمیز کاری سطوح بتنی و فولادی از تمیز کاری پاششی یا ساب پاشی استفاده می شود . در این روش مواد ساینده فلزی یا غیر فلزی با سرعت زیاد به سطح برخورد می کنند و منجر به حذف آلودگی ها و مواد اضافی موجود بر روی لایه بیرونی سطح مورد نظر می شوند.

انواع ساینده ها
ساینده ها به دو نوع فلزی و غیر فلزی تقسیم می شوند که از رایج ترین آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

از مهم ترین معیار های یک ماده ساینده که بر روی کیفیت سند بلاست تاثیر گذار است می توان به موارد زیر اشاره کرد:

جهت افزایش راندمان و کارایی بستر فیلتر شنی لازم است تا به چند نکته مهم توجه شود:

متداول ترین روش درجه بندی میزان تمیزی سطوح فولادی طبق استاندارد SIS055900 تعریف شده است که استاندارد سند بلاست شامل موارد زیر می باشند.

سند بلاست پاششی تا حد نزدیک به فلز سفید (Near White Metal Blast cleaning )

در این درجه از بلاستینگ بیش از ۹۰ درصد از آلودگی ها و زنگ زدگی ها از سطح فلز پاک می شود و تمیز کاری به طور کامل انجام گرفته است .هر گونه اثر باقیمانده از آلاینده ها بصورت خال یا لک به نظرخواهد آمد.
Sa 3 : سند بلاست تا حد فلز سفید ( White Metal Blast cleaning)
بدون بزرگنمایی هیچ اثری از آلودگی در سطح مشاهده نمی شود و سطح دارای رنگ یکنواخت است .

بمنظور افزایش طول عمر تجهیزات و عملکرد مطلوب آنها باید جهت سرویس منظم و نگهداری آنها اقدامات لازم انجام شود .در ادامه به برخی از اقدامات لازم برای نگهداری از دستگاه فیلتر شنی اشاره خواهد شد:

به دلیل کاربرد گسترده مخازن فیلتر شنی در صنایع تصفیه آب و فاضلاب ، تنوع این محصولات زیاد است بنابراین باید در هنگام خرید به یک سری نکات توجه کرد که عبارتند از:

مخازن  FRP از پرکاربرد ترین مخازن در صنعت تصفیه آب و فاضلاب هستند و بعلت مقاومت بالا بطور گسترده ای در صنایع مختلف استفاده می شوند .این مخازن در اندازه های گوناگون موجود هستند. در جدول زیر رایج ترین سایز مخازن  FRP موجود در بازار ارائه شده است.

برای انتخاب فیلترهای شنی ساخت شرکت صنعت تاسیسات میلاش می توانید کاتالوگ های مربوطه را ببینید یا با کارشناسان شرکت صنعت تاسیسات میلاش بگیرید.

محصولات مرتبط

STAM.IR	STAM.IR	STAM.IR
فیلتر کربنی	اسمز معکوس	مخزن FRP