فیلتر شنی چیست ؟
این متن توسط شرکت فنی مهندسی برف آب ساز گرد آوری و تنظیم شده است برای ورود به سایت شرکت بر روی لینک های زیر کلیک کنید :
سایت شرکت فنی مهندسی برف آب ساز رایا
سایت فروشگاه شرکت فنی مهندسی برف آب ساز رایا
سایت دوم فروشگاه شرکت فنی مهندسی برف آب ساز رایا
فیلتر های شنی معمولا برای خالص سازی آب مورد استفاده قرار می گیرند .فیلتر های شنی در انواع مختلف دسته بندی می شوند :
اصولا فیلتر های شنی به وسیله بستری از سنگ ها و شن های ریز (سنگ ها و شن های سیلیس ) به تصفیه آب ورودی می پردازند .
فیلتر شنی معمولا رسوبات، فلزات، هیدروکربن ها و برخی مواد دیگر از آب جدا می کنند.
فیلتر های شنی بر اساس نحوه فیلتراسیون و فشار کاری فیلتر به چندین دسته تقسیم می شوند که دسته بندی واحدی را نمی توان برای آن ها مشخص کرد.
فیلتر های شنی تحت فشار :
قسمت‌های تشکیل‌دهنده یک فیلتر شامل بستر ماسه‌ای، تجهیزات جمع‌آوری آب صاف شده، تجهیزات شستشوی فیلتر و جمع‌آوری پساب شستشو می‌باشد.
این فیلترها از یک استوانه‌ی فلزی تشکیل شده که در دو انتها به عدسی ختم می‌شود و به ابعاد مناسب با آب‌دهی ساخته می‌شود.
این فیلترها هم بصورت عمودی و هم بصورت افقی ساخته می‌شوند. قطر فیلترهای عمودی استاندارد از حدود 0.5تا 3 متر و ارتفاع آن بین 0.7الی 1.5 متر می‌باشد. البته فیلترهای عمودی به خاطر آنکه در تمام راستای ارتفاع آنها عمل تصفیه فیزیکی انجام می‌گیرد به فیلترهای افقی ترجیح دارند. فیلترهای تحت فشار دارای دریچه مناسب برای داخل کردن شن و ماسه و بازدید و یا خارج‌کردن شن و ماسه در مواقع لزوم هستند. این فیلترها دارای شیر آب ورودی، شیر خروج آب صاف، شیر ورود آب شستشو، شیر تخلیه و خروج آب شستشو هستند. در بالاترین نقطه‌ی صافی، یک شیر تخلیه‌ی هوا وجود دارد که ممکن است به‌طور خودکار عمل نماید. علاوه بر وسایل بالا، صافی ممکن است دارای فشارسنج و کنتور آب و دستگاه سنجش افت فشار باشد.
بدنه این فیلترها (تحت فشار)، استوانه‌ای شکل و از فولاد بر اساس استاندارد‌های معتبر ساخته شده است و دارای دو دریچه بازدید بوده و برای جلوگیری از خوردگی، کلیه سطوح مجاور با آب داخل مخزن دستگاه از 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 7-3 اتمسفر می‌باشد.
نحوه شستشوی فیلتر های تحت فشار:
پس از مدت زمانی که از بهره‌برداری این فیلترها بگذرد، فیلترها نیاز به شستشو دارند. این زمان بستگی به کیفیت و میزان آب تصفیه شده دارد. در این حالت لایه ماسه‌ای فیلتر، گرفته شده و خوب عمل نمی‌کند. در این حالت که معمولا بر اساس تجربه و یا افت فشار داخل فیلتر مشخص می‌گردد، فیلتر نیاز به شستشو دارد که با جریان دادن هوا و سپس آب در عکس جهت فیلترکردن، به ترتیب زیر انجام می‌گیرد:
· شیر آب خام ورودی به فیلتر بسته می‌شود.
· شیر خروج آب صاف نیز بسته می‌شود.
· شیر تخلیه‌ی هوا باز می‌شود و هوا به میان ذرات ماسه دمیده می‌شود تا ماسه‌ها چسبندگی خود را از دست بدهند.
· شیر خروجی آب شستشو باز می‌شود.
· شیر ورودی آب شستشو باز می‌شود و عملیات شستشوی ماسه‌ها با آب تمیز شروع می‌گردد.
فیلتر شنی ثقلی کند:
صاف سازی با صافی های شنی کند شامل عبور آب از یک صافی دارای بستر شنی با نیروی گرانش زمین و سرعت صاف سازی بسیار کم، بدون استفاده از مواد منعقد کننده می باشد. طرز قرار گرفتن بستر به این ترتیب است که شن های درشت تر در پایین و ماسه های ریزتر در بالاترین قسمت قرار می گیرند.
آب عبوری از بستر حاوی مواد معلق، کلوئیدی، میکروارگانیسم های مختلف و نمکهای محلول است که در طی عبور از عمق 40 تا 60 سانتی متری بستر آنها را به جا می گذارد و آب پس از این عمق حاوی مقادیر کمی نمکهای معدنی ساده و نسبتا ً بی ضرر است.
فیلترهای شنی کند نیازمند سرمایه اولیه و فضای زیاد هستند به علاوه در شرایطی که آب ورودی به فیلتر دارای کدورت زیاد باشد با توجه به گرفتگی سریع سطح آن تمیز کردن فیلتر در فاصله های زمانی کم ضروری است.
حذف ذرات توسط صافی شنی کند با راندمان بسیار خوبی انجام می شود. در صورت استفاده از این فیلترها، نیازی به انعقاد شیمیایی و ته‌نشینی قبلی نمی‌باشد. این فیلترها فاقد سیستم شستشوی معکوس بوده و به جای آن از تعویض دوره‌ای لایه‌ای از ماسه استفاده می‌شود.
حذف ذرات در این صافی ها با تشکیل یک لایه نازک بر روی سطح بستر صافی شنی انجام می شود.این لایه فعال بیولوژیکی، از میکروارگانیسم ها و ماکروارگانیسم ها زنده یا مرده تشکیل می شود. با ادامه پیدا کردن بهره برداری از صافی شنی کند، به دلیل افزایش تجمع مواد و رشد بیولوژیکی ارگانیسم ها بر روی سطح صافی، افت فشار صافی افزایش می یابد. وقتی افت فشار به حد بهره برداری 1الی 2متر رسید، صافی از سرویس خارج می شود.
پیش از برگرداندن آن به خط سرویس معمولا با تراشیدن لایه ای به ضخامت حدود 2سانتی متر از روی صافی لایه تشکیل شده بر روی صافی تمیز می شود.پس از این که چندین بار از سطح صافی لایه تشکیل شده برداشت شد و ارتفاع بستر شنی داخل آن به حداقل ارتفاع قابل قبول رسید، لازم است که شن برداشت شده با شن تمیز جایگزین شود.
کاربرد صافی های شنی کند:
· برای تصفیه آب های حاوی جامدات معلق
· برای حذف آهن و منگنز قابل رسوب پس از عمل هوادهی روی آب های زیرزمینی
· تصفیه آب های سطحی با کدورت متوسط
مکانیسم های تصفیه در صافی شنی کند:
برخی از فرآیندهایی که در تصفیه با صافی شنی کند استفاده می‌شود عبارتند از:
- غربال شدن
- ته نشینی
- نیروهای اینرسی
- سانتریفوژ
- انتشار یا حرکت شناوری
- نیروی واندروالس
- جذب الکترواستاتیکی
- چسبندگی یا پیوستگی اکسیداسیون های بیولوژیکی و شیمیایی
فیلترهای شنی ثقلی تند:
فیلترهای ثقلی شنی تند، متداول‌ترین روش فیلتر کردن آب می‌باشند. در شرایط بهینه ترکیبی از فرآیندهای انعقاد،لخته سازی،ته نشینی و صاف سازی شنی می تواند تک یاخته های بیماریزایی را که دارای کیست مقاوم در مقابل کلرزنی می باشند را تا 99.99%حذف نمایند.
مصالح فیلتر، ماسه از جنس سنگ سیلیس با درجه‌ی خلوص 98 درصد می‌باشد.اندازه دانه ها از 0.35 تا 1میلی متر و یا حتی بیشتر و اندازه موثر از 0.45 تا 0.55 میلی متر تغییر می کند. این اندازه کوچک موجب جداسازی تمامی مواد معلق در سطح فیلتر می گردد به علاوه لایه ای از ارگانیسم های بیولوژیکی در سطح مشترک تماس بین آب و شن به وجود می آید.
کف فیلترها را معمولا از بتون یا مواد پلاستیکی و غیره می‌سازند و در هر مترمربع آن، 60 تا 90 عدد نازل پلاستیکی جهت خروج آب صاف ، قرار داده می‌شودکه انتهای آنها داخل آب صاف شده‌ی زیر فیلتر قرار دارد.
پس از مدتی که فیلتر کار می کند فشار کاهش می یابد و باید شستشوی معکوس انجام شود.
کاربرد صافی ماسه ای تند:
· پس از هوادهی به منظور جداسازی اشکال نامحلول آهن و منگنز
· تصفیۀ آب رودخانه های با کدورت بالا پس از واحدهای انعقاد، لخته سازی و ته نشینی
· تصفیۀ آب رودخانه های با کدورت بالا به عنوان پیش تصفیه قبل از صافی ماسه ای کند
· تصفیۀ آبهای با کدورت پایین مثل دریاچه ها و رودخانه ها. در این روش گندزدایی بعد از عمل صاف سازی ضروری است
مقایسه فیلترهای تحت فشار و ثقلی
به دلیل قیمت بالای ساختمان محفظه تحت فشار، فیلترهای تحت فشار به صورت تیپ، تنها در تصفیه‌خانه‌های کوچک آب و عموما" در کارخانه‌ها کاربرد دارند در حالی که فیلترهای ثقلی کاربردهای گسترده‌تری دارند. به هرحال استفاده از فیلترهای تحت فشار برای تصفیه آبهای سطحی و برای اجتماعات شهری دارای نقطه‌ضعف‌هایی است که نمی‌توان آنها را نادیده گرفت و بسیاری از مراجع، کاربرد آنها را مورد تایید قرار نمی‌دهند.
به‌طور کلی فیلترهای تحت فشار نسبت به فیلترهای ثقلی دارای معایب زیر هستند:
1- از این نوع صافی‌ها غالبا" در مواردی که آب ورودی به فیلتر تحت فشار باشد استفاده می‌شود.
2- بازده این نوع فیلترها نسبت به نوع ثقلی، کمتر است.
3- در عملیات شستشوی فیلتر، معمولا" بخشی از مصالح ریزدانه ماسه با آب شستشو از فیلتر خارج می‌گردد بنابراین به‌طور مرتب جایگزینی ضروری است.
4- عملیات صاف‌کردن و شستشوی فیلتر را نمی‌توان به‌طور مستقیم بررسی کرد و از کیفیت و سودمندی کار آگاه شد.
این فیلترها از یک استوانه‌ی فلزی تشکیل شده که در دو انتها به عدسی ختم می‌شود و به ابعاد مناسب با آب‌دهی ساخته می‌شود.
این فیلترها هم بصورت عمودی و هم بصورت افقی ساخته می‌شوند. قطر فیلترهای عمودی استاندارد از حدود 0.5تا 3 متر و ارتفاع آن بین 0.7الی 1.5 متر می‌باشد. البته فیلترهای عمودی به خاطر آنکه در تمام راستای ارتفاع آنها عمل تصفیه فیزیکی انجام می‌گیرد به فیلترهای افقی ترجیح دارند. فیلترهای تحت فشار دارای دریچه مناسب برای داخل کردن شن و ماسه و بازدید و یا خارج‌کردن شن و ماسه در مواقع لزوم هستند. این فیلترها دارای شیر آب ورودی، شیر خروج آب صاف، شیر ورود آب شستشو، شیر تخلیه و خروج آب شستشو هستند. در بالاترین نقطه‌ی صافی، یک شیر تخلیه‌ی هوا وجود دارد که ممکن است به‌طور خودکار عمل نماید. علاوه بر وسایل بالا، صافی ممکن است دارای فشارسنج و کنتور آب و دستگاه سنجش افت فشار باشد.
بدنه این فیلترها (تحت فشار)، استوانه‌ای شکل و از فولاد بر اساس استاندارد‌های معتبر ساخته شده است و دارای دو دریچه بازدید بوده و برای جلوگیری از خوردگی، کلیه سطوح مجاور با آب داخل مخزن دستگاه از 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 7-3 اتمسفر می‌باشد.
نحوه شستشوی فیلتر های تحت فشار:
پس از مدت زمانی که از بهره‌برداری این فیلترها بگذرد، فیلترها نیاز به شستشو دارند. این زمان بستگی به کیفیت و میزان آب تصفیه شده دارد. در این حالت لایه ماسه‌ای فیلتر، گرفته شده و خوب عمل نمی‌کند. در این حالت که معمولا بر اساس تجربه و یا افت فشار داخل فیلتر مشخص می‌گردد، فیلتر نیاز به شستشو دارد که با جریان دادن هوا و سپس آب در عکس جهت فیلترکردن، به ترتیب زیر انجام می‌گیرد:
· شیر آب خام ورودی به فیلتر بسته می‌شود.
· شیر خروج آب صاف نیز بسته می‌شود.
· شیر تخلیه‌ی هوا باز می‌شود و هوا به میان ذرات ماسه دمیده می‌شود تا ماسه‌ها چسبندگی خود را از دست بدهند.
· شیر خروجی آب شستشو باز می‌شود.
· شیر ورودی آب شستشو باز می‌شود و عملیات شستشوی ماسه‌ها با آب تمیز شروع می‌گردد.
فیلتر شنی ثقلی کند:
صاف سازی با صافی های شنی کند شامل عبور آب از یک صافی دارای بستر شنی با نیروی گرانش زمین و سرعت صاف سازی بسیار کم، بدون استفاده از مواد منعقد کننده می باشد. طرز قرار گرفتن بستر به این ترتیب است که شن های درشت تر در پایین و ماسه های ریزتر در بالاترین قسمت قرار می گیرند.
آب عبوری از بستر حاوی مواد معلق، کلوئیدی، میکروارگانیسم های مختلف و نمکهای محلول است که در طی عبور از عمق 40 تا 60 سانتی متری بستر آنها را به جا می گذارد و آب پس از این عمق حاوی مقادیر کمی نمکهای معدنی ساده و نسبتا ً بی ضرر است.
فیلترهای شنی کند نیازمند سرمایه اولیه و فضای زیاد هستند به علاوه در شرایطی که آب ورودی به فیلتر دارای کدورت زیاد باشد با توجه به گرفتگی سریع سطح آن تمیز کردن فیلتر در فاصله های زمانی کم ضروری است.
حذف ذرات توسط صافی شنی کند با راندمان بسیار خوبی انجام می شود. در صورت استفاده از این فیلترها، نیازی به انعقاد شیمیایی و ته‌نشینی قبلی نمی‌باشد. این فیلترها فاقد سیستم شستشوی معکوس بوده و به جای آن از تعویض دوره‌ای لایه‌ای از ماسه استفاده می‌شود.
حذف ذرات در این صافی ها با تشکیل یک لایه نازک بر روی سطح بستر صافی شنی انجام می شود.این لایه فعال بیولوژیکی، از میکروارگانیسم ها و ماکروارگانیسم ها زنده یا مرده تشکیل می شود. با ادامه پیدا کردن بهره برداری از صافی شنی کند، به دلیل افزایش تجمع مواد و رشد بیولوژیکی ارگانیسم ها بر روی سطح صافی، افت فشار صافی افزایش می یابد. وقتی افت فشار به حد بهره برداری 1الی 2متر رسید، صافی از سرویس خارج می شود.
پیش از برگرداندن آن به خط سرویس معمولا با تراشیدن لایه ای به ضخامت حدود 2سانتی متر از روی صافی لایه تشکیل شده بر روی صافی تمیز می شود.پس از این که چندین بار از سطح صافی لایه تشکیل شده برداشت شد و ارتفاع بستر شنی داخل آن به حداقل ارتفاع قابل قبول رسید، لازم است که شن برداشت شده با شن تمیز جایگزین شود.
کاربرد صافی های شنی کند:
· برای تصفیه آب های حاوی جامدات معلق
· برای حذف آهن و منگنز قابل رسوب پس از عمل هوادهی روی آب های زیرزمینی
· تصفیه آب های سطحی با کدورت متوسط
مکانیسم های تصفیه در صافی شنی کند:
برخی از فرآیندهایی که در تصفیه با صافی شنی کند استفاده می‌شود عبارتند از:
- غربال شدن
- ته نشینی
- نیروهای اینرسی
- سانتریفوژ
- انتشار یا حرکت شناوری
- نیروی واندروالس
- جذب الکترواستاتیکی
- چسبندگی یا پیوستگی اکسیداسیون های بیولوژیکی و شیمیایی
فیلترهای شنی ثقلی تند:
فیلترهای ثقلی شنی تند، متداول‌ترین روش فیلتر کردن آب می‌باشند. در شرایط بهینه ترکیبی از فرآیندهای انعقاد،لخته سازی،ته نشینی و صاف سازی شنی می تواند تک یاخته های بیماریزایی را که دارای کیست مقاوم در مقابل کلرزنی می باشند را تا 99.99%حذف نمایند.
مصالح فیلتر، ماسه از جنس سنگ سیلیس با درجه‌ی خلوص 98 درصد می‌باشد.اندازه دانه ها از 0.35 تا 1میلی متر و یا حتی بیشتر و اندازه موثر از 0.45 تا 0.55 میلی متر تغییر می کند. این اندازه کوچک موجب جداسازی تمامی مواد معلق در سطح فیلتر می گردد به علاوه لایه ای از ارگانیسم های بیولوژیکی در سطح مشترک تماس بین آب و شن به وجود می آید.
کف فیلترها را معمولا از بتون یا مواد پلاستیکی و غیره می‌سازند و در هر مترمربع آن، 60 تا 90 عدد نازل پلاستیکی جهت خروج آب صاف ، قرار داده می‌شودکه انتهای آنها داخل آب صاف شده‌ی زیر فیلتر قرار دارد.
پس از مدتی که فیلتر کار می کند فشار کاهش می یابد و باید شستشوی معکوس انجام شود.
کاربرد صافی ماسه ای تند:
· پس از هوادهی به منظور جداسازی اشکال نامحلول آهن و منگنز
· تصفیۀ آب رودخانه های با کدورت بالا پس از واحدهای انعقاد، لخته سازی و ته نشینی
· تصفیۀ آب رودخانه های با کدورت بالا به عنوان پیش تصفیه قبل از صافی ماسه ای کند
· تصفیۀ آبهای با کدورت پایین مثل دریاچه ها و رودخانه ها. در این روش گندزدایی بعد از عمل صاف سازی ضروری است
مقایسه فیلترهای تحت فشار و ثقلی
به دلیل قیمت بالای ساختمان محفظه تحت فشار، فیلترهای تحت فشار به صورت تیپ، تنها در تصفیه‌خانه‌های کوچک آب و عموما" در کارخانه‌ها کاربرد دارند در حالی که فیلترهای ثقلی کاربردهای گسترده‌تری دارند. به هرحال استفاده از فیلترهای تحت فشار برای تصفیه آبهای سطحی و برای اجتماعات شهری دارای نقطه‌ضعف‌هایی است که نمی‌توان آنها را نادیده گرفت و بسیاری از مراجع، کاربرد آنها را مورد تایید قرار نمی‌دهند.
به‌طور کلی فیلترهای تحت فشار نسبت به فیلترهای ثقلی دارای معایب زیر هستند:
1- از این نوع صافی‌ها غالبا" در مواردی که آب ورودی به فیلتر تحت فشار باشد استفاده می‌شود.
2- بازده این نوع فیلترها نسبت به نوع ثقلی، کمتر است.
3- در عملیات شستشوی فیلتر، معمولا" بخشی از مصالح ریزدانه ماسه با آب شستشو از فیلتر خارج می‌گردد بنابراین به‌طور مرتب جایگزینی ضروری است.
4- عملیات صاف‌کردن و شستشوی فیلتر را نمی‌توان به‌طور مستقیم بررسی کرد و از کیفیت و سودمندی کار آگاه شد.
فیلتر شنی چیست؟