آشنایی با فیلترشنی
بدنه فلزی فیلتر تحت فشار استوانه ای شکل است که بستری از شن را در بر می گیرد. آبی که باید تصفیه شود، وارد قسمت بالایی صافی می شود، از بستر صافی عبور می کند و سپس در قسمت پایین فیلتر جمع آوری و به مصرف می رسد. تجمع ذرات معلق در بستر صافی، عامل افزایش افت فشار آب طی عبور از فیلتر می باشد. هرگاه افت فشار بیش از حد معین شد، فیلتر از مسیر تصفیه خارج و شستشو می شود. برای شستشوی فیلتر جریان آب معکوس می گردد تا ضمن منبسط شدن بستر آلودگی های صافی زدوده شود.
فیلتر شنی برای تصفیه ی آب های که دارای ذرات درشت می باشد، به صورت فیزیکی و به صورت فیلتر کردن آب، برای تصفیه ی آب ورودی استخر ها و همچنین در مكان هايي که آب رودخانه یا دریاچه تغذيه كننده ي بويلر است، استفاده می شود. همچنین در استخر ها پس از مدتی چربی و ذرات اضافی از بدن انسان (مو،پوست و…) و ذرات اضافی از محیط وارد آب استخر می شوند. فیلتر شنی مسولیت دارد تا با تصفیه کردن این آب به صورت فیزیکی و عبور دادن آب از روی سیلیس در چندین مرحله و سپس عبور آب تصفیه شده از نازل ها به بیرون ، این آب را قابل استفاده ی مجدد کند.
از فیلتر شنی در سیستم های تصفیه آب شهری هم استفاده می شود. بسته به میزان آبدهی، فیلتر های تحت فشار به دو صورت عمودی و افقی طراحی و ساخته می شوند.
موارد کاربرد : در استخر ها،نیروگاه ها و … برای تصفیه ی آب ها و جدا سازی ذرات محلول
انواع فیلتر ها
فیلتر ها به منظور جدا کردن آلودگی هایی همچون میکرو ارگانیسم ها و بعضی باکتری ها مورد استفاده قرار می گیرند. امروزه عمدتا دو نوع ازفیلتر ها در بازار ها موجود می باشد که عبارتند از : دیاتمایت (ذرات ظریف و ریز سیلیسی که از بقایای نوعی جلبک به دست می آیند ) و فیلتر های ماسه ای یا شنی .
تا زمان جنگ جهانی دوم ، در بیشتر تاسیسات از فیلتر شنی استفاده می شد اما به تدریج فیلتر دیاتمایت جای آنها را گرفت. هر کدام از این فیلتر ها دارای معایب و محاسنی هستند که در شرح آنها بییشتر به این موارد پرداخته می شود.
Ο فیلتر های ماسه ای
Ο فیلتر های خاک سیلیسی
Ο فیلتر های ماسه ای
ماده صافی این فیلتر ها متشکل از ماسه الک شده یا خرده های کوارتز و خرده سنگ به عمق ۳۶ اینچ (۹۰ سانتی متر) می باشد.در فیلتر شنی نتیجه مطلوب زمانی به دست می آید که اندازه ذرات ماسه ۰,۴ میلیمتر و با ضریب یکنواختی ۱.۷۵ باشد. ماسه های درون فیلتر باید از خاک رس، مواد ارگانیک و مواد قابل انحلال شسته شود . در بالای سطح بستر ماسه، باید یک فاصله آزاد تقریبا ۱۸ اینچی ( ۵۰ سانتی متری) ایجاد نمود تا هنگام پس شویی ( back wash بک واش ) کردن فیلتر ها از هدر رفتن زیاد از حد ماده صافی جلوگیری کرد. فیلتر شنی ممکن است افقی یا عمودی ساخته شوند ولی در هر دو صورت جهت جریان آب در هنگام تصفیه از بالا به پایین و هنگام پس شویی ( back wash بک واش ) از پایین به بالاست .
بدون یک ماده منعقد کننده، صافی ماسه ای، فقط برای جدا کردن مواد جامد درشت از آب در گردش موثر است. اما در صورت اضافه کردن یک ماده منعقد کننده، ماسه، صافی بسیار موثری خواهد شد که جهت جدا کردن مواد جامد معلق و باکتری ها برای یک تصفیه خوب مناسب می گردد. آلوم (سولفات آلمینیوم )، ماده منعقد کننده معمول، قبل از فیلتر به داخل آب استخر تزریق می شود تا به خوبی مواد معلق آب را منعقد نموده و آن ها را به اجزا بزرگتری که به راحتی توسط فیلتر جدا می گردند، تقسیم نماید. وقتی ماده منعقد کننده به آب اضافه شود، در اثر واکنش مواد قلیایی آب، یک ماده رسوبی غیر قابل انحلال ژله مانند موسوم به فلاک تشکیل می شود. فلاک، مواد خوب تقسیم شده مواد ارگانیک، ترکیبات رنگی و باکتری ها را به خود جذب کرده و به دام می اندازد. غربال ماسه ای فیلتر، این فلاک را از آب جدا می کند و نتیجتا آب زلال و تمیز از فیلتر خارج می گردد. یک مدت معین برای انجام واکنش شیمیایی باید قائل شد. در غیر این صورت ممکن است فلاک در داخل استخر تشکیل گردیده و آب را کدر کند. بنابراین آلوم را باید طوری به مخزن مکش وارد کرد که فرصت لازم برای تشکیل فلاک موجود باشد.
آلوم PH آب استخر را پایین می آورد، چرا که یک ترکیب اسیدی بوده و با ترکیبات قلیایی در داخل آب استخر واکنش های شیمیایی صورت می دهد. این شاخصPH که جهت اندازه گیری خاصیت اسیدی آب استخر مورد استفاده قرار می گیرد باید بین ۷ تا ۷.۶ ثابت نگه داشته شود تا تیزی آب ، چشم را ناراحت نکند و اندام های مخاطی را تحریک نکند. در چنین تاسیساتی باید جهت ثابت نگه داشتن PH مطلوب به آب قلیا اضافه کرد. این کار ممکن است با تزریق کربنات سدیم به خط آب جریانی فیلتر با خط مکش پمپ، توسط تغذیه کننده های شیمیایی یا محلول پاش ها صورت می گیرد و یا با قرار دادن بی کربنات قالبی مستقیما در داخل آب استخر عملی گردد. با استفاده از کلسیت به عنوان ماده صافی به جای ماسه، می توان اسیدیته ای را که استفاده از آلوم را ایجاب کند، خنثی نمود . کلسیت همچنان که خاصیت اسیدی آلوم را خنثی می کند، به تدریج تحلیل می رود و از آین رو باید وقت به وقت دانه های تازه کلسیت به صافی اضافه نمود. شدت جریان در فیلتر ماسه ای باید از ۲ گالن بر دقیقه بر هر فوت مربع سطح فیلتر بیشتر نباشد.
بیشترین استفاده ی فیلتر شنی در استخر ها می باشد .
فیلتراسیون دانه‌ای یک روش فیزیکی و با قدمتی طولانی برای حذف ذرات معلق موجود در آب به شمار می‌آید.
فیلتر شنی یک دستگاه از نوع فیلتراسیون دانه‌ای است و به شکل مخزن استوانه‌ای تحت فشار شامل بستری از شن دانه‌بندی شده و ماسه (شن سیلیسی و یا آنتراسیت) می‌باشد که با صاف نمودن (فیلتراسیون) فیزیکی آب موجب حذف ذرات معلق موجود در آن نظیر گل، رنگ، مواد آلی، پلانکتون، باکتری‌ها و ذرات حاصل از خوردگی می‌شود. بدنه این فیلترها، از فولاد بر اساس استانداردهای معتبر ساخته شده است که دارای دو دریچه بازدید بوده و برای جلوگیری از خوردگی، کلیه سطوح مجاور با آب در داخل مخزن دستگاه با دو لایه رنگ اپوکسی و کلیه سطوح بیرونی دستگاه که در مجاورت هوا قرار دارند با رنگ روغنی پوشش داده می‌شود. فشار استاندارد در این فیلترها بین ۷-۳ اتمسفر است و اگر فشار بیش از این باشد باعث ایجاد پدیده شیارسازی می‌شود.
این فیلترها هم به صورت عمودی و هم به صورت افقی ساخته می‌شوند. قطر فیلترهای عمودی استاندارد از حدود ۵/۰ تا ۳ متر و ارتفاع آن بین ۷/۰ الی ۵/۱ متر است. فیلترهای عمودی به لحاظ اینکه در تمام راستای ارتفاع آنها عمل تصفیه فیزیکی انجام می‌گیرد به فیلترهای افقی ارجحیت دارند. در فیلترهای افقی و عمودی، آب ورودی و آب حاصل از شستشو از طریق شبکه نازل در بالا و پایین دستگاه تقسیم و یا جمع‌آوری می‌گردد.
آب از قسمت فوقانی ستون وارد شده و پس از گذشتن از بستر فیلترشنی، شن دانه‌بندی شده با خلوص ۹۸% و یک صفحه مشبک با ۵۰ تا ۷۰ عدد پستانک در هر متر مربع که جهت آبکشی و جلوگیری از خروج ذرات شن از دستگاه تشکیل شده است، از قسمت تحتانی خارج می‌گردد.
اندازه ذرات شن که بصورت دانه‌بندی شده و طبقاتی برروی صفحه مشبک قرار گرفته‌اند بر حسب اندازه ذرات معلق در آب تعیین می شود. ترتیب قرارگیری اندازه این ذرات از بالای بستر به سمت پایین بستر به ترتیب درشت به ریز است.
بطور کلی هرچه ضخامت بستر فیلتر بیشتر باشد، راندمان حذف مواد معلق در آن نیز بیشتر خواهد شد اما در عمل ضخامت این فیلترها در محدوده ۱۵۰-۷۰ سانتیمتر قرار داد. بسته به قطر ذرات بستر دانه‌ای و فشار روی بستر، به ازای هر مترمربع از سطح بستر ۲۰-۵ مترمکعب آب را در هر ساعت می‌توان تصفیه نمود.
در سیکل تصفیه، ذرات معلق در بستر فیلتراسیون رسوب نموده و بتدریج خلل و فرج بستر را پر می‌کنند.
بدین ترتیب با گذشت مدت زمان معینی از شروع بهره برداری بر حسب میزان کدورت و مواد معلق آب ورودی، تدریجا افت فشار افزایش می یابد.
هنگامیکه افت فشار دو سر فیلتر شنی در حدود ۸/۰- ۶/۰ بار ثبت گردد، زمان آن رسیده است که فیلتر از حالت سرویس خارج شده و با ورود جریان آب به صورت معکوس(Back Wash)، بسترها مورد شستشو قرار بگیرند. مدت زمان شستشو بستگی به میزان کدورت آب ورودی دارد.
این فیلترها زمانی که درست طراحی شوند می‌توانند ذرات تا ۱۰ میکرون را حذف نمایند و در صورتی که به آب ورودی مواد منعقد کننده تزریق شود حذف ذرات تا ۲-۱ میکرون نیز امکان‌پذیر خواهد بود. بازده معمول این سیستم ها حذف ۵۰ تا ۶۰ درصد از مواد کلوئیدی با اندازه ۱۵-۱۰ میکرون است. کدورت آب ورودی به سیستم پیش تصفیه RO باید کمتر از ۱۰NTU باشد. در کدورت بالای ۱۰NTU دوره Backwash این سیستم ها برای بدست آوردن آب با کیفیت مناسب و قابل قبول بسیار کم خواهد بود.
کاربرد دستگاه فیلتر شنی
Ο تصفیه آب رودخانه‌های با کدورت بالا پس از واحدهای انعقاد، لخته سازی و ته نشینی جهت تهیه آب شرب، بهداشتی و صنعتی
Ο جهت تصفیه آب استخر برای جلوگیری از کدر شدن آب و زلال سازی آن
Ο تصفیه نهایی فاضلاب‌های صنعتی و انسانی
Ο تصفیه آب برج خنک کن از مواد معلق نفوذی از هوا به آب، مانند گرد و خاک