فیلترشنی مهتاب گستر

فیلتر شنی:

تصفیه آب یک امر حیاتی و اساسی برای حیات بشر است. با این وجود آب ، در صورت ناخالص بودن و آلودگی ، می تواند آسیب های جدی به بدن انسان وارد کند و باعث بیماری های گوناگونی شود. آب تصفیه نشده ممکن است حاوی کلر ، سرب ، آرسنیک ، نیترات ، فلوراید ، انگل و باکتری و ... باشد که برای سلامتی انسان بسیار خطرناک هستند. تصفیه آب به روشهای مختلف نظیر فیزیکی ، شیمیایی و میکروبیولوژی و ... صورت می پذیرد که فیلتر شنی از جمله روش تصفیه فیزیکی محسوب می گردد .

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 مکان هایی که آب رودخانه یا دریاچه تغذیه کننده ی بویلر و ... است، استفاده می شود. 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.

مزایای استفاده از سیلیس، آنتراسیت در فیلترشنی:

محققین با به کارگیري بستر دولایه سیلیس آنتراسیت به نتایج حذف 79.36 درصد مواد آلی رسیدند و توانستند بو، طعم وکدورت آب را کاهش دهند. بررسی میزان حذف پارامترهاي آهن و کدورت با استفاده از فیلتر شنی تحت فشار با بستر آنتراسیت نشان داد که پارامترهاي آهن و کدورت به صورت معنی داري کاهش یافته و میزان کلر مصرفی نیز کاهش می یابد. بستر سیلیس آنتراسیت بیش ترین تأثیر را در میزان کاهش تمامی پارامترها به ویژه کاهش مقادیر کدورت و آهن داشت. به طوري که کاهش مقادیر کدورت و آهن در بستر سیلیس- آنتراسیت نسبت به بستر سیلیس نزدیک به 70 درصد بود. تأثیر کربن فعال بر کیفیت آب شرب بندرعباس با استفاده از بستر سیلیس آنتراسیت نشان داد که پارامترهاي بو، طعم و کدورت به ترتیب به مقدار 100، 100 و 92 درصد کاهش یافتند.

سیلیس و ماسه سیلیسی فیلترشنی:

سنگ سیلیس با توجه به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و پایداری بالا و میل ترکیبی بسیار ضعیف به عنوان بهترین گزینه در تصفیه فیزیکی آب مورد استفاده قرار می گیرد. ماسه سیلیسی به علت دوام بسیار زیاد و قیمت مناسب همیشه به عنوان یک لایه از بستر فیلترشنی دولایه مطرح بوده است. برای لایه دوم می توان از مصالح ریزتر با چگالی بیشتراز ماسه در پایین و یا مصالح درشت تر با چگالی کمتر در بالای ماسه استفاده نمود. اما معمولاً، استفاده از یک لایه با چگالی کمتر و دانه بندی درشت تر در روی لایه ماسه کاربرد بیشتری دارد. سیلیس مورد استفاده در فیلترهای شنی تحت فشار، عموماً از نوع درجه یک (خلوص حداقل 98%) است.

دانه بندی بستر فیلترشنی:

مشکل فشارمنفی در داخل بستر فیلترشنی ممکن است به راههای مختلف تصحیح شود. یکی از راه ها، استفاده از بستر با ضریب یکنواختی پایین است که موجب میشود دبی شستشو کاهش یافته و شستشو آسانتر انجام می گیرد. اما ضریب یکنواختی کمتر از 1.3 از لحاظ اقتصادی قابل قبول نیست.

راه حل دیگر، معکوس کردن جهت جریان آب است که نرخ تولید به ارتفاع بستر و چگالی دانه ها بستگی دارد. هرچه دانه ها چگالتر باشد، میزان افت فشار مجاز افزایش می یابد که این مساله با افزایش هزینه خرید مصالح بستر فیلترشنی همراه است.

روش سوم جهت رفع مشکل فوق، استفاده از فیلترهای شنی دولایه و سه لایه است. در این نوع فیلترها، از بالا به پایین، اندازه دانه ها کوچکتر و وزن مخصوصشان افزایش می یابد. در نتیجه لایه های بالایی حالت قبل را نداشته و تجمع ذرات یکسان تر انجام می شود. لذا این امر سبب می شود که بعد از هربار شستشوی صافی، تقریباً صافی حالت قبلی خود را حفظ کند. بدین طریق از کل عمق فیلترشنی، بهره برداری می شود و حجم زیادتری از مواد معلق در صافی به جا می ماند و در نتیجه حجم بیشتری از آب در بین دو شستشو تصفیه می شود.

فیلترهای شنی تک لایه، دو لایه و سه لایه (سه بستر):

امروزه در دنیا، فیلترهای شنی تک لایه، به دلیل ضعف کارایی، جای خود را به فیلترهای دولایه و سه لایه داده اند. در فیلترهای تک لایه پس از شستشوی آن بستر به لایه هایی تقسیم می شود که لایه های بالایی، ماسه های ریزدانه و لایه های پایینی آن را ماسه های درشت دانه تشکیل می دهند. به طوریکه لایه های بالایی مقاومت بیشتری نسبت به جریان آب نشان می دهند و درحالیکه هنوز فضاهای خالی لایه های درشت دانه، قابلیت جذب ذرات معلق آب را داراست، با انسداد سریع لایه های بالایی و افزایش افت فشار، در نتیجه شرایط فشار منفی در صافی ایجاد می گردد.

فیلتر شنی تند تحت فشار:

این نوع فیلترشنی با توجه به محدودیت فضا و سرمایه گذاری، در تصفیه خانه ‌های کوچک و مراکز صنعتی توسعه پیدا کرده است. سرعت بالای فیلتراسیون، اندازه‌ی مناسب، کیفیت بالای آب خروجی، شستشوی آسان و در نهایت هزینه ‌ی کم احداث و نگه داری، این نوع فیلتر شنی را گزینه مناسبی برای استفاده کرده است.

فیلتر شنی تند بصورت استوانه ‌های تحت فشار طراحی می ‌شود که بوسیله شن پر می‌گردد، جریان آب از بالا وارد می ‌شود و سپس با عبور از بستر شنی ذرات معلق،گل و لای، مواد آلی، رنگ، جلبک، باکتری و به صورت کلی TSS و کدورت از بین می‌رود.

دستگاه فیلتر شنی:

فیلتر شنی یکی از دستگاه هایی است که برای حذف ذرات معلق موجود در آب نظیر گل ، رنگ مواد آلی باکتری ها و ذرات حاصل از خوردگی استفاده می شود . از فیلتر شنی اب جهت تصفیه آب های سطحی ، آب استخر ، حذف رنگ ها ، فیلتراسیون مصارف آشامیدنی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد . فیلتر شنی به صورت استوانه های تحت فشار طراحی شده و درون ستون ها توسط شن سیلیس یا آنتراسیت پر می شود . این فیلتر های شنی شامل چند لایه با سایز ها و وزن های متفاوت می باشد . کار فیلتر های شنی ، حذف مواد جامد معلق با افت فشار حداقل است . با عبور آب از بین ذرات شن ، مواد معلق آب گیر کرده و آب تقریبا عاری از مواد معلق به دست می آید . جمع شدن ذرات معلق در فیلتر شنی باعث افزایش افت فشار می شود و اگر این افت فشار بیش از حد شود ، باید صافی را شستشو داد .

فیلترهای شنی بر اساس نحوه فیلتراسیون و فشار کاری به چند دسته تقسیم می شود :

فیلتر شنی تحت فشار( فیلتر شنی استخر )

فیلتر شنی حوضچه ای

فیلتر شنی آرام

در ایران فیلتر شنی تحت فشار یا همان فیلتر های استخر از رایج ترین فیلتر ها هستند ولی در برخی از ایستگاه های تصفیه آب شهری از فیلتر شنی آرام استفاده می شود . فیلترهای شنی آرام از قدیمی ترین روش برای تصفیه آب های شهری بوده است . البته این روش از فیلتراسیون تنها درمقیاس های کوچک و برای آبی با کدورت و لجن مورد استفاده قرار می گیرد . فیلترشنی تحت فشار از رایج ترین فیلتر برای استفاده در استخر ها می باشد ، هنگام تصفیه آب از لوله ورودی وارد فیلتر می شود . فشار پمپ و جاذبه آب را از درون شن ها به سمت پایین هدایت می کند و شن و ماسه های ریز هر گونه آشغال و مواد زائد را جدا می کند. در قسمت پایین فیلتر شنی ، سوراخ های بسیار ریزی وجود دارد که اجازه عبور شن و ماسه را نداشته و آب از این قسمت عبور می کند و از قسمت خروجی خارج شود . فیلتر شنی قادر است تا املاح با درشتی 100 میکرون را از آب جدا کند به همین دلیل به عنوان پیش تصفیه در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد .

فیلتر شنی:

تصفیه آب یک امر حیاتی و اساسی برای حیات بشر است. با این وجود آب ، در صورت ناخالص بودن و آلودگی ، می تواند آسیب های جدی به بدن انسان وارد کند و باعث بیماری های گوناگونی شود. آب تصفیه نشده ممکن است حاوی کلر ، سرب ، آرسنیک ، نیترات ، فلوراید ، انگل و باکتری و ... باشد که برای سلامتی انسان بسیار خطرناک هستند. تصفیه آب به روشهای مختلف نظیر فیزیکی ، شیمیایی و میکروبیولوژی و ... صورت می پذیرد که فیلتر شنی از جمله روش تصفیه فیزیکی محسوب می گردد .

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 مکان هایی که آب رودخانه یا دریاچه تغذیه کننده ی بویلر و ... است، استفاده می شود. 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.

مزایای استفاده از سیلیس، آنتراسیت در فیلترشنی:

محققین با به کارگیري بستر دولایه سیلیس آنتراسیت به نتایج حذف 79.36 درصد مواد آلی رسیدند و توانستند بو، طعم وکدورت آب را کاهش دهند. بررسی میزان حذف پارامترهاي آهن و کدورت با استفاده از فیلتر شنی تحت فشار با بستر آنتراسیت نشان داد که پارامترهاي آهن و کدورت به صورت معنی داري کاهش یافته و میزان کلر مصرفی نیز کاهش می یابد. بستر سیلیس آنتراسیت بیش ترین تأثیر را در میزان کاهش تمامی پارامترها به ویژه کاهش مقادیر کدورت و آهن داشت. به طوري که کاهش مقادیر کدورت و آهن در بستر سیلیس- آنتراسیت نسبت به بستر سیلیس نزدیک به 70 درصد بود. تأثیر کربن فعال بر کیفیت آب شرب بندرعباس با استفاده از بستر سیلیس آنتراسیت نشان داد که پارامترهاي بو، طعم و کدورت به ترتیب به مقدار 100، 100 و 92 درصد کاهش یافتند.

سیلیس و ماسه سیلیسی فیلترشنی:

سنگ سیلیس با توجه به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی و پایداری بالا و میل ترکیبی بسیار ضعیف به عنوان بهترین گزینه در تصفیه فیزیکی آب مورد استفاده قرار می گیرد. ماسه سیلیسی به علت دوام بسیار زیاد و قیمت مناسب همیشه به عنوان یک لایه از بستر فیلترشنی دولایه مطرح بوده است. برای لایه دوم می توان از مصالح ریزتر با چگالی بیشتراز ماسه در پایین و یا مصالح درشت تر با چگالی کمتر در بالای ماسه استفاده نمود. اما معمولاً، استفاده از یک لایه با چگالی کمتر و دانه بندی درشت تر در روی لایه ماسه کاربرد بیشتری دارد. سیلیس مورد استفاده در فیلترهای شنی تحت فشار، عموماً از نوع درجه یک (خلوص حداقل 98%) است.

دانه بندی بستر فیلترشنی:

مشکل فشارمنفی در داخل بستر فیلترشنی ممکن است به راههای مختلف تصحیح شود. یکی از راه ها، استفاده از بستر با ضریب یکنواختی پایین است که موجب میشود دبی شستشو کاهش یافته و شستشو آسانتر انجام می گیرد. اما ضریب یکنواختی کمتر از 1.3 از لحاظ اقتصادی قابل قبول نیست.

راه حل دیگر، معکوس کردن جهت جریان آب است که نرخ تولید به ارتفاع بستر و چگالی دانه ها بستگی دارد. هرچه دانه ها چگالتر باشد، میزان افت فشار مجاز افزایش می یابد که این مساله با افزایش هزینه خرید مصالح بستر فیلترشنی همراه است.

روش سوم جهت رفع مشکل فوق، استفاده از فیلترهای شنی دولایه و سه لایه است. در این نوع فیلترها، از بالا به پایین، اندازه دانه ها کوچکتر و وزن مخصوصشان افزایش می یابد. در نتیجه لایه های بالایی حالت قبل را نداشته و تجمع ذرات یکسان تر انجام می شود. لذا این امر سبب می شود که بعد از هربار شستشوی صافی، تقریباً صافی حالت قبلی خود را حفظ کند. بدین طریق از کل عمق فیلترشنی، بهره برداری می شود و حجم زیادتری از مواد معلق در صافی به جا می ماند و در نتیجه حجم بیشتری از آب در بین دو شستشو تصفیه می شود.

فیلترهای شنی تک لایه، دو لایه و سه لایه (سه بستر):

امروزه در دنیا، فیلترهای شنی تک لایه، به دلیل ضعف کارایی، جای خود را به فیلترهای دولایه و سه لایه داده اند. در فیلترهای تک لایه پس از شستشوی آن بستر به لایه هایی تقسیم می شود که لایه های بالایی، ماسه های ریزدانه و لایه های پایینی آن را ماسه های درشت دانه تشکیل می دهند. به طوریکه لایه های بالایی مقاومت بیشتری نسبت به جریان آب نشان می دهند و درحالیکه هنوز فضاهای خالی لایه های درشت دانه، قابلیت جذب ذرات معلق آب را داراست، با انسداد سریع لایه های بالایی و افزایش افت فشار، در نتیجه شرایط فشار منفی در صافی ایجاد می گردد.

فیلتر شنی تند تحت فشار:

این نوع فیلترشنی با توجه به محدودیت فضا و سرمایه گذاری، در تصفیه خانه ‌های کوچک و مراکز صنعتی توسعه پیدا کرده است. سرعت بالای فیلتراسیون، اندازه‌ی مناسب، کیفیت بالای آب خروجی، شستشوی آسان و در نهایت هزینه ‌ی کم احداث و نگه داری، این نوع فیلتر شنی را گزینه مناسبی برای استفاده کرده است.

فیلتر شنی تند بصورت استوانه ‌های تحت فشار طراحی می ‌شود که بوسیله شن پر می‌گردد، جریان آب از بالا وارد می ‌شود و سپس با عبور از بستر شنی ذرات معلق،گل و لای، مواد آلی، رنگ، جلبک، باکتری و به صورت کلی TSS و کدورت از بین می‌رود.

دستگاه فیلتر شنی:

فیلتر شنی یکی از دستگاه هایی است که برای حذف ذرات معلق موجود در آب نظیر گل ، رنگ مواد آلی باکتری ها و ذرات حاصل از خوردگی استفاده می شود . از فیلتر شنی اب جهت تصفیه آب های سطحی ، آب استخر ، حذف رنگ ها ، فیلتراسیون مصارف آشامیدنی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد . فیلتر شنی به صورت استوانه های تحت فشار طراحی شده و درون ستون ها توسط شن سیلیس یا آنتراسیت پر می شود . این فیلتر های شنی شامل چند لایه با سایز ها و وزن های متفاوت می باشد . کار فیلتر های شنی ، حذف مواد جامد معلق با افت فشار حداقل است . با عبور آب از بین ذرات شن ، مواد معلق آب گیر کرده و آب تقریبا عاری از مواد معلق به دست می آید . جمع شدن ذرات معلق در فیلتر شنی باعث افزایش افت فشار می شود و اگر این افت فشار بیش از حد شود ، باید صافی را شستشو داد .

فیلترهای شنی بر اساس نحوه فیلتراسیون و فشار کاری به چند دسته تقسیم می شود :

فیلتر شنی تحت فشار( فیلتر شنی استخر )

فیلتر شنی حوضچه ای

فیلتر شنی آرام

در ایران فیلتر شنی تحت فشار یا همان فیلتر های استخر از رایج ترین فیلتر ها هستند ولی در برخی از ایستگاه های تصفیه آب شهری از فیلتر شنی آرام استفاده می شود . فیلترهای شنی آرام از قدیمی ترین روش برای تصفیه آب های شهری بوده است . البته این روش از فیلتراسیون تنها درمقیاس های کوچک و برای آبی با کدورت و لجن مورد استفاده قرار می گیرد . فیلترشنی تحت فشار از رایج ترین فیلتر برای استفاده در استخر ها می باشد ، هنگام تصفیه آب از لوله ورودی وارد فیلتر می شود . فشار پمپ و جاذبه آب را از درون شن ها به سمت پایین هدایت می کند و شن و ماسه های ریز هر گونه آشغال و مواد زائد را جدا می کند. در قسمت پایین فیلتر شنی ، سوراخ های بسیار ریزی وجود دارد که اجازه عبور شن و ماسه را نداشته و آب از این قسمت عبور می کند و از قسمت خروجی خارج شود . فیلتر شنی قادر است تا املاح با درشتی 100 میکرون را از آب جدا کند به همین دلیل به عنوان پیش تصفیه در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد .