فیلتر شنی تصفیه آب

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

آنچه که در ادامه خواهید خواند :

فیلتر شنی تحت فشار یک مخزن تحت فشار استوانه ای شکل است که در دو نوع افقی و عمودی ساخته می شود.

بدنه فیلتر از مواد مختلفی ساخته می شود که از مهم ترین آنها می توان به گرید های مختلف فلز و فایبر گلاس تقویت شده (FRP)  اشاره کرد. فشار استاندارد عملیاتی این فیلترها با توجه به طراحی بین ۳ تا ۷ بار خواهد بود

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 .

به طور معمول، فیلتر دارای دو سیکل بهره برداری و سیکل شستشو است.

در سیکل بهره برداری، آب خام از قسمت فوقانی ستون وارد می شود و  از لایه های متخلخل مدیای موجود در فیلتر که شامل سیلیس و آنتراسیت است، عبور می کند. ذرات معلقی که ابعاد آنها بزرگتر از تخلخل لایه هاست در این سطح به دام می افتند و آب تصفیه شده از قسمت پایین صافی خارج و به محل مصرف ارسال می 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. سند فیلتر جهت جداسازی ناخالصی های معلق آب تا قطر ۱۰۰ میکرون مورد استفاده قرار می گیرند.

تجمع ذرات معلق در بستر سند فیلتر باعث ایجاد افت فشار آب در دو سر فیلتر می شود.

هر گاه افت فشار بیش از حد مجاز باشد لازمست فیلتر از مسیر تصفیه خارج و عملیات شستشوی معکوس انجام شود.

 در عملیات شستشوی معکوس (back wash) 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. سند فیلتر 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 سند فیلتر صنعتی 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.

بستر فیلتر : دانه های سیلیس در اندازه های گوناگون در بستر فیلتر 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 مخزن فیلتر: شیرهای استفاده شده در فیلتر های شنی شامل شیر های نیمه اتو ماتیک یا اتوماتیک در مخازن FRP و شیرهای دستی یا اتوماتیک در مخازن فلزی است.

نازل : نازل سند فیلتر بمنظور 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

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 بین ۵ NTU تا 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.

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  ) Schmutzdecke در 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.

انواع فیلتر از نظر ساختار

فیلتر ها از نظر نوع ساختار به دو دسته فیلتر شنی افقی و فیلتر شنی عمودی طبقه بندی می شوند :

فیلتر شنی عمودی ( Vertical Sand Filter)

در این نوع فیلتر ها ، مخزن به صورت استوانه‌ای و ایستاده طراحی می‌شود. آب معمولا از بالای مخزن فیلتر شنی  وارد شده و بعد از عبور از لایه‌های شن و سیلیس از پایین خارج می‌شود. از ویژگی های این مخازن می توان به موارد زیر اشاره کرد :

• اشغال فضای کمتر نسبت به نوع افقی
• کاربرد گسترده در تصفیه آب صنعتی، استخرها و آب شرب
•  انجام ساده تر عملیات شستشوی معکوس

 فیلتر افقی (Horizontal Sand Filter )

مخزن این فیلتر به شکل استوانه خوابیده ساخته می‌شود و سطح مقطع بزرگ‌تری نسبت به نوع عمودی دارد. به همین دلیل برای دبی‌های بالا مناسب است. از ویژگی های مخازن شنی افقی می توان به موارد زیر اشاره کرد :

• ظرفیت فیلتراسیون بیشتر
• افت فشار کمتر
• نیاز به فضای نصب بیشتر در برخی کاربردها
• پرکاربرد در تصفیه‌خانه‌های بزرگ یا صنایع با مصرف آب زیاد

مزایای فیلترشنی افقی نسبت به عمودی 

• ظرفیت تصفیه بالا نسبت به فیلتر عمودی
• مناسب برای دبی‌های زیاد آب
• کاهش افت فشار در سیستم
• بهره‌برداری آسان و نگهداری ساده
• افزایش کیفیت آب خروجی
• مناسب برای فضاهایی با محدودیت ارتفاع

بمنظور بهره برداری و شستشوی معکوس فیلترهای 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.

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

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