فیلتر شنی

فیلتر شنی

فیلترهای شنی برای خالص سازی آب مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع از فیلترها به وسیله ی بستری از شن و ماسه های ریز، به تصفیه آب ورودی به فیلتر 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.
– فیلترشنی های تحت فشار (فیلترشنی های استخر)
– فیلترشنی های حوضچه ای
– فیلترشنی های آرام
– Biosand Filter
– Bottomless Sand Filter
اما در واقع تمامی این فیلتر ها بر اساس دبی در جریان از روی یک بستر ماسه ای، آب کدر و دارای لجن را به آب تصفیه شده تبدیل می کنند.
در ایران نیز فیلترشنی های تحت فشار یا همان فیلترشنی های استخر از رایج ترین این فیلترها هستند اما در بعضی از ایستگاه های تصفیه آب شهری ایران، از فیلترشنی های آرام استفاده می شود.
در فیلترشنی آب پس از تصفیه حتی بدون اضافه کردن مواد شیمیایی آبی زلال خواهد شد
فیلتر های شنی آرام (Slow sand filter) در آمریکا از سال ۱۸۷۲ مورد استفاده قرار می گرفته است. فیلتر های شنی آرام قدیمی ترین روش برای تصفیه آبهای شهری بوده است.
امروزه این روش از فیلتراسیون آب شهری تنها در مقیاس های کوچک و برای آبی با کدورت و لجن پایین مورد استفاده قرار می گیرد.
برای استفاده از فیلترهای شنی آرام نیاز نیست تا عملیات خاصی قبل از تصفیه و ورود آب به فیلتر صورت بگیرد و همچنین برای مراحل تصفیه آب نیز مراحل پیچیده ای نباید انجام شود. این دو مورد از مزیت های استفاده از فیلتر های شنی است که برای یک سیستم تصفیه کوچک می تواند حائز اهمیت باشد.
فیلترشنی تحت فشار
فیلتر های شنی تحت فشار رایج ترین نوع فیلتر مورد استفاده برای استخر ها می باشد که با ایجاد سرعت مناسب برای فیلتراسیون، تصفیه ای ایده آل را فراهم می سازد. در هنگام تصفیه، آب کثیف از لوله ورودی وارد فیلتر می شود. فشار پمپ و نیروی جاذبه، آب را از درون شن به سمت پایین هدایت می کند و شن و ماسه های ریز هرگونه آشغال و مواد زائد را از آب استخر می گیرند. در پایین فیلتر های شنی نازل هایی با سوراخ های بسیار ریز وجود دارد که اجازه عبور شن و ماسه را نخواهند داد اما آب از داخل این نازل ها عبور می کند. در زیر مخزن، آب تصفیه شده از لوله خروجی خارج می شود.

فیلتر شنی به طور معمول به عنوان اولین مرحله تصفیه در سیستمهای تصفیه آب متعارف مورد استفاده قرار می گیرند و جهت جداسازی ناخالصی های معلق موجود در آب کاربرد دارند. این فیلتر ها بصورت استوانه های تحت فشار طراحی میشوند. داخل ستونها بوسیله شن سیلیسی و یا آنتراسیت پر می گردد که معمولا یک لایه ذرات درشت روی نازل ها جهت جلوگیری از گرفتگی و سپس یک لایه ذرات ریز بر روی آنها و ذرات درشت تر در بالا ریخته  می شود. آب از قسمت فوقانی ستون وارد شده و پس از گذشتن از بستر فیلترشنی، از قسمت تحتانی خارج می گردد. در سیکل تصفیه، ذرات معلق در بستر فیلتراسیون رسوب نموده و بتدریج خلل و فرج بستر را پر می کنند. 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 فیلترشنی در حدود ۰/۸- ۰/۶بار ثبت گردد، زمان آن رسیده است که فیلتر از حالت سرویس خارج شده وبا ورود جریان آب به صورت معکوس(Back Wash)، بسترها مورد شستشو قرار بگیرند. زمان شستشو بستگی به میزان کدورت آب ورودی دارد.

موارد کاربرد فیلتر شنی:
در استخر ها، نیروگاه ها و … برای تصفیه ی آب ها و جدا سازی ذرات محلول.

توضیحات فنی:
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 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.
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 از فیلتر 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 های 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.
فیلتر های ماسه ای
فیلتر های خاک سیلیسی
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 های 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 های 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 ار 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 های شنی در استخر ها می باشد.
نصب فیلتر شنی:
جهت نصب دستگاه به شرح زیر عمل کنید:
۱٫ ابتدا زیرسازی محکم و مناسبی برای دستگاه تهیه نمایید.
۲٫ دستگاه را در مکان مذکور بطور تراز قرار دهید.
۳٫ بعد از تعیین جای دستگاه مواد بستر( که می‌تواند سیلیس و انتراسیت باشد) را در داخل تانکر می‌ریزیم. آنگاه دریچه ورودی را محکم می‌بندیم، سپس لوله ورودی و خروجی آب را به دستگاه نصب می‌کنیم.
طریقه راه اندازی فیلتر شنی :
بعداز نصب دستگاه جهت را اندازی آن، به شرح زیر عمل کنید:
۱٫ مابع کلر را به طریقه زیر تهیه و از طریق دریچه ورودی به داخل فیلتر(بر روی بستر) می‌ریزیم. به ازاء هر مترمکعب از حجم تانکر ۱۵ گرم پودر کلر ۷۰%) را در آبی به حجم ۱۰ حل می‌نماییم و در داخل تانکر می‌ریزیم.
۲٫ هواگیری :جهت کار کرد بهتر فیلتر باید آن را هواگیری نمود. برای اینکار شیرهای شماره ۱و۳ را باز نموده و مابقی را می‌بندیم تا آب از مسیر پائین وارد مخزن شود و هوای موجود در میان بستر را به طرف بالا هدایت نماید و سبب تخلیه هوای بستر گردد.
۳٫ سپس هواگیری رادوباره ادامه می‌دهیم تا کلر موجود در فیلتر تمیز گردد.
۴٫ کارکرد عادی: شیر شماره ۱ و سپس شیر شماره ۳ را می‌بندیم و شیرهای شماره ۲ و۴ را به ترتیب باز می‌کنیم.
زمان شستشوی فیلتر شنی:
جهت معین کردن زمان شستشو، می‌توان بر حسب تجربه از اختلاف فشار سنجهای موجود بر روی ورودی و خروجی دستگاه استفاده نمود
شستشوی فیلتر شنی:
بر حسب مقدار مواد معلق موجود در آب و دبی ورودی، بعد از مدتی بستر دستگاه اشباع می‌گردد. در این موارد اپراتور دستگاه به شیوه زیر عمل نماید:
۱٫ بستن کلیه شیرها
۲٫ شستشوی اولیه فیلتر: باز کردن شیرهای یک و سه
۳٫ شستشوی ثانویه فیلتر: باز کردن شیرهای دو و پنج)
۴٫ کارکرد عادی فیلتر: باز کردن شیرهای دو و چهار
نگهداری فیلتر شنی:
۱٫ حداقل دمای محل نصب و نگهداری دستگاه باید بیشتر از ۴ درجه سانتیگراد باشد.
۲٫ به شستشو و احیاء بستر دستگاه توجه لازم گردد.
۳٫ در طی حمل و نقل دستگاه احتیاط کامل و لازم صورت بگیرد.
۴٫ به اطلاعات فنی دستگاه مثل فشار و دبی کار توجه شود.
۵٫ بستن سریع شیر فلکه بعد از خروجی دستگاه می‌تواند باعث صدمه زدن به دستگاه گردد. لذا از این کار جلوگیری به عمل آوردید.
۶٫ از سفت نمودن بیش از حد لوله و اتصالات دستگاه خودداری نمایید.
۷٫ بطور مستمر شیر چندکاره را کنترل و سرویس نمایید.
۸٫ هنگام نصب دستگاه توجه داشته باشید که محل قرار گرفتن پایه‌ها بر روی زمین محکم باشد. تا از فرو رفتن آنها در زمین و در نتیجه فشار بر روی لوله‌های ورودی و خروجی جلوگیری به عمل آید.
۹٫ حبس هوا در بستر دستگاه سبب اتلاف ذرات بستر می‌گردد. لذا به تخلیه هوا در هنگام راه‌اندازی دستگاه توجه خاصی نمایید.
۱۰٫ در صورتیکه فیلتر در ایام تابستان بیش از سه روزبدون تخلیه آب باقی بماند، لازم است قبل از ورود فیلتر به مدار، شستشوی آن مورد توجه قرار گیرد. اگر به خاطر عدم وجود آب کافی امکان شستشو نباشد، در آن صورت لازم است که فیلتر قبل از ورود به مدار ابتدا از آب خالی گردیده دوباره از آب پر گردد. و به مدت سه دقیقه یا بیشتر شستشوی فیلتر صورت بگیرد.
۱۱٫ دستگاه را مکانی سرپوشیده نصب و نگهداری نمایید