فیلتر شنی

فیلتر شنی

فیلتر شنی Sand Filter یکی ساده ترین و قدیمی ترین روش های تصفیه آب و بهبود کیفیت فیزیکی آن است.

امروزه فیلتر شنی استخر به جهت مزایای بسیار یکی از پرکاربردترین فیلتر های تصفیه استخر به شمار می رود.

استفاده از فیلترشنی برای تصفیه آب به سال ۱۸۰۴ برمیگردد. در شهر پیزلی اسکاتلند از نمونه های اولیه و بسیار ساده فیلترشنی برای تصفیه آب شهری استفاده می شد.
آن زمان در نبود سیستم لوله کشی، آب توسط سطل و گاری و اسب به این طرح های تصفیه منتقل و با سرعت بسیار کم تصفیه و پاکسازی می شد.

فیلترشنی گرانشی (gravity sand filters) نامی است که امروزه بروی مدل های اولیه این فیلتر ها میگذارند. زیرا گذر آب از روی بستر های شن و ماسه براساس نیروی گرانش زمین و با سرعت کم اتفاق می افتاد.
کم کم با بررسی های دانشمندی به نام جان اسنو بروی بیماری وبا و مشخص شدن نقش آب در گسترش این بیماری استفاده از سیستم های تصفیه آب و مسلما فیلترشنی به شکل قانون در بسیاری از کشور ها درامد.

امروزه سیستم تصفیه آب و بخصوص آب های شهری بسیار پیشرفت کرده، اما همچنان از فیلتر شنی تصفیه آب به عنوان یک سیستم کارآمد و ارزان استفاده می شود.

روش تصفیه آب با فیلتر شنی

در حالت کلی و بدون در نظر گرفتن انواع مختلف Sand filter، روش کار آنها را می توان به صورت زیر شرح داد:

آب دارای املاح، آهن، منگنز، ذرات معلق گل و لای و غیره از شیر ورودی وارد مخزن می گردد.

در داخل مخزن نازل های پوشیده شده از شن و سیلیس در نظر گرفته شده است. به منظور جلوگیری از خوردگی نازل ها، پوشش شن و سیلیس بر روی نازل ها به گونه ای صورت می گیرد که ابتدا دانه ها درشت تر، سپس متوسط و در نهایت دانه های ریز قرار خواهند گرفت. عبور آب از نازل باعث میشود تا ذرات بزرگتر از 100 میکرون به دانه های شن و ماسه برخورد کنند و امکان عبور از نازل ها را بدست نیاورند و تنها قطراب آب بدون ذرات معلق از نازل عبور می کنند.

آب بدون ذرات معلق از شیر خروجی مخزن به بیرون از دستگاه منتقل شده و مورد استفاده قرار میگیرد.

مزایای فیلترهای شنی

راندمان بالای تصفیه فاضلاب

قابلیت نصب و بهره برداری آسان

مورد استفاده در مراحل مختلف تصفیه فاضلاب

نیاز به فضای کم به سبب طراحی استوانه ای

مقاوم در برابر مواد خورنده شیمیایی

هزینه نصب و نگهداری پایین

کوتاه بودن زمان شست و شو

مجهز به دریچه های بازدید بالا و پایین

مجهز به شیر هواگیری و فشار سنج

قابل تجهیز به سیستم اتوماتیک شست و شوی معکوس

معایب فیلترهای شنی

ناکارآمد در حذف ذرات محلول و نمک ها

هزینه ساخت بالا

مصرف انرژی بالا

نیاز به نیروی ماهر

صافی شنی از نظر نوع جنس و عملکرد عبارت است از:

صافی شنی رزینی

صافی شنی گالوانیزه

صافی شنی عمودی

صافی شنی افقی

صافی شنی ایستاده

صافی شنی آکواریوم

فیلتر شنی دیگ بخار

فیلتر شنی جکوزی

فیلتر شنی استخر

فیلتر شنی کربنی (مالتی مدیا)

فیلتر شنی سختی گیر

فیلتر شنی فلزی با روکش فایبر گلاس

فیلتر شنی استیل یا فلزی

فیلتر شنی فایبر گلاس یا FRP

فیلتر شنی استنلس استیل

نحوه طراحی فیلتر شنی

صافی شنی یا همان فیلتر شنی (Sand Filter) یکی از رایج ترین راه های فیلتر آب است که سرعت بالا در امر فیلتر، فضای کم و هزینه نگهداری بسیار پایینی دارد. با دانستن نوع استفاده فیلتر شنی، به راحتی می توان آن را طراحی کرد. دو پارامتر مهم در طراحی فیلتر شنی TSS (تمامی مواد جامد معلق در آب که وارد فیلتر شنی می شود) و NTU (کدر بودن یا گل بودن مایعی که وارد فیلتر شنی می شود) هستند که از عوامل مهم طراحی می باشند. مرحله بعد مربوط به سرعت خطی آب است. در تصفیه آب استخر، فیلتر شنی به عنوان پیش تصفیه می باشد.

مقدار TSS برای سنجش کیفیت آب و فاضلاب به کار برده می شود. هر چه مقدار TSS بیشتر باشد باعث می شود که به خصوص در آب های پرورش ماهی، نور خورشید به آب نفوذ نکند و باعث مشکل در مزارع پرورش ماهی می گردد. به طور کلی پساب های خروجی از مجموعه های بیمارستانی و کشتارگاهی بالاترین مقدار TSS را دارند. تی اس اس بالا در آب همچنین باعث گرفتگی لوله ها و پمپ و حتی ایرلیفت ها می شود و حتی ممکن است در سیستم های RO (تصفیه آب صنعتی) باعث مشکلات جدی به دلیل اینکه ذرات معلق در آب انرژی خورشیدی را جذب می کنند، در دستگاه فیلتر شنی مشکلات زیادی را به وجود می آورند.

مقدار NTU ذرات معلقی است که با چشم غیر مسلح دیده نمی شوند. اگر ذرات ریزی که باعث کدورت در آب می شوند کمی بزرگ باشند به راحتی ته نشین می شوند در غیر صورت ولی روند ته نشین شدن ذرات ریزی که باعث کدورت در آب شنده اند بسیار کند انجام می گیرد. اگر آب ورودی با ان تی یو بالا، تلاطمی باشد این ذرات اصلاً حل نمی شوند زیرا زمانی وجود ندارد که آن ها بتوانند ته نشین شوند.

سرعت خطی آب نیز از موارد بسیار مهمی است که نباید در یک فیلتر شنی نادیده گرفته شود و این سرعت عملاً باید عددی بین 10 الی 15 متر مکعب در ساعت باش

عوامل موثر بر کارکرد فیلتر شنی در فرآیند تصفیه آب

فیلتراسیون روشی است که در آن با استفاده از لایه های متخلخل میزان ذرات معلق موجود در مایع کاهش داده می شود. بسیاری از عوامل در کارکرد مناسب فیلترهای شنی موثر هستند. مهمترین عوامل در کارکرد مناسب فیلترهای شنی و رسیدن به حداکثر راندمان به شرح زیر می باشند:

۱- دانه بندی و شکل ذرات تشکیل دهنده بستر:
اندازه و شکل دانه های بستر تاثیر عمده ای در کارایی فیلتر دارد. دانه بندی شن یا آنتراسیت بر اساس دو عامل اندازه موثر و ضریب یکنواختی تعیین می شود. اندازه موئر اندازه ای است که ۱۰% از ذرات داخل بستر، اندازه ای کوچکتر از آن و ۹۰% از ذرات اندازه ای بزرگتر از آن داشته باشد.

۲- سرعت عبور آب از بستر:
کیفیت آب فیلتر شده بستگی چندانی به سرعت آب عبوری از روی بستر ندارد. ولی سرعت آب عبوری و میزان ذرات موجود در آن رابطه مستقیم با مدت زمان بهره بردای بین دو شستشو و افت فشار آن دارد. افت فشار در صافی نمایانگر مسدود شدن خلل و فرج بستر صافی است. افتی فشار بستگی به زمان کارکرد و سرعت آب عبوری دارد.