فیلتر شنی و کاربرد آن در صنایع مختلف
فیلتر شنی چیست؟
فیلتر شنی یکی از تجهیزات کاربردی در حذف املاح اضافی و ذرات جامد معلق موجود در آب است. استفاده از سَند فیلتر (Sand Filter) به عنوان یکی از روش های ساده و موثر در تصفیه و زلال سازی آب کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارد. فیلتر یا صافی شنی، مخزنی استوانه ای با جنس بدنه فلز (فولاد گالوانیزه و استیل) و یا فایبرگلاس است که به دو صورت عمودی و افقی طراحی و در دسترس است. این نوع فیلتر اغلب در مرحله اول تصفیه آب کدر در سیستم های تصفیه پیشرفته مورد استفاده قرار می گیرد. فیلترهای شنی با عبور و فیلتراسیون آب دارای ناخالصی از بستر متخلخل شن یا سیلیس، موجب حذف آلودگی ها و جداسازی ذرات فیزیکی معلق (بزرگ تر از 50 میکرون) می شوند. تصفیه آب به کمک فیلتر شنی یک روش ساده، سریع، مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست است.
فیلترهای شنی این قابلیت را دارند که در مدت زمان کوتاهی، حجم زیادی از آب را پاکسازی و تصفیه نمایند.
فیلتر شنی یکی از رایج ترین روش های تصفیه آب به شمار می آید. از این فیلترها جهت تصفیه و فیلتراسیون آب آشامیدنی، آب های سطحی و زیرزمینی استفاده می شود. فیلتر های شنی در تصفیه آب استخر و جکوزی، حذف انواع آلودگی نظیر رنگ، باکتری و پلانکتون به کار برده می شوند. این فیلترها در سیستم های تصفیه آب در برج های خنک کننده، تصفیه آب در استخرهای پرورش ماهی، و تصفیه فاضلاب های انسانی، فاضلاب خاکستری و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. به طور کلی، هرگاه به جداسازی آب از مواد جامد و حذف کدورت آب نیاز باشد، از انواع فیلتر شنی استفاده خواهد شد.
نحوه عملکرد فیلتر شنی
در فیلتر شنی، تصفیه و زلال سازی آب طی دو فرآیند انجام می شود. در مرحله اول از این فرآیند، جداسازی ذرات جامد معلق از آب صورت می گیرد. سپس، آلاینده ها (چربی، رنگ، مواد لزج و ژلاتینی) از طریق صافی گرفته می شوند. در این مرحله می توان برای افزایش میزان راندمان سند فیلتر از مواد منعقد کننده استفاده کرد. حذف حجم زیادی از آلودگی ها، ناخالصی های فیزیکی، مواد زائد و گل و لای موجب افزایش کیفیت آب می شود.
آب توسط پمپ از بالا وارد فیلتر شنی می شود و به صورت یکنواخت روی بستر شن و یا سیلیس توزیع می گردد. پس از عبور از لایه های صافی، آب تصفیه شده از قسمت پایین دستگاه خارج می شود. دانه بندی سیلیس در این فیلترها اغلب از چهار لایه متفاوت (سیلیس درشت، متوسط، ریز و بسیار ریز) تشکیل می شود. در فیلتر شنی، ابتدا لایه ای از سیلیس درشت داخل فیلتر ریخته می شود، سپس سیلس متوسط، سیلیس شکری و در آخر لایه ای از کربن فعال اضافه می شود.
دانه بندی سیلیس تصفیه آب
عوامل موثر بر کارایی فیلتر شنی
در فرآیند فیلتراسیون به روش فیلتر شنی، عوامل متعددی در بالا بردن راندمان تصفیه آب تاثیرگذار هستند. از مهم ترین عوامل موثر بر کارکرد فیلترهای شنی می توان به این موارد اشاره کرد:
- دانه بندی بستر فیلتر: اندازه، شکل، یکنواختی و ترتیب دانه های بستر فیلتر شنی نقش موثری بر بازدهی تصفیه آب دارد.
- سرعت آب ورودی: یکی از عوامل تعیین کننده در عملکرد و کارایی فیلتر، سرعت آب ورودی است. سرعت نامناسب موجب افت فشار و باقی ماندن حجم زیادی از ذرات معلق در میان روزنه های فیلتر می شود.
- یکنواختی جریان آب: توزیع یکنواخت جریان آب در بخش های مختلف فیلتر، موجب بهبود کارایی آن خواهد شد.
- سرعت فیلتراسیون: فرآیند تصفیه در فیلتر شنی باید سرعت مناسبی داشته باشد. سرعت پایین باعث می شود که مقدار آب تصفیه شده اندک باشد. سرعت بالا به افزایش سطح فیلتراسیون و کوتاه شدن زمان این چرخه کمک می کند. به طور متوسط سرعت فیلتراسیون بین 7 تا 10 متر بر ساعت است.
- شستشوی دوره ای: شستشوی مرتب فیلترهای شنی یکی از نکات مهم در افزایش بازدهی و طول عمر مفید این دستگاه محسوب می شود. شستشو با توجه به نوع و ابعاد فیلتر متفاوت خواهد بود. اغلب در فیلترهای کوچک برای شستشو از آب و در فیلترهای بزرگ از ترکیب آب و هوا استفاده می شود.
- چرخه شستشوی معکوس: این روش برای حذف آلاینده ها و لجن باقی مانده در لایه های فیلتر کاربرد دارد.
فیلترهای شنی از لحاظ جنس بدنه
انواع فیلتر شنی که در تصفیه آب استخرها، آب خانگی و یا صنعت استفاده می شود، بر اساس نوع استفاده، جنس بدنه متفاوتی خواهند داشت. بدنه فیلترهای شنی باید در تماس با ذرات ریز، نفوذناپذیر و در برابر ضربه و خوردگی مقاوم باشند. این فیلترها از لحاظ جنس بدنه به سه دسته فلزی، فایبرگلاس و بتنی تقسیم می شوند. فیلترهای شنی فلزی از بهترین و مرغوب ترین انواع محسوب می شوند و در برابر خوردگی و زنگ زدگی بسیار مقاوم هستند. فیلترهای شنی با بدنه فلزی از ورق های فولادی و یا استیل ضد زنگ ساخته شده اند و در اثر ضربه، دچار شکستگی و ترک نخواهند شد. در این نوع فیلتر شنی از رنگ اپوکسی ضد زنگ استفاده می شود. همچنین در فیلترهایی که در برابر تابش مستقیم نور آفتاب هستند، از رنگ های آنتی یو وی (Anti-UV) استفاده می شود.
فیلتر شنی فایبرگلاس اغلب از کامپوزیت فشرده ساخته می شود و در دستگاه های تصفیه آب خانگی و استخرها مورد استفاده قرار می گیرد. این فیلترها در مقایسه با انواع فلزی وزن کمتری دارند و به دلیل متریال ساخت، در برابر آب، واکنشی از خود نشان نمی دهند و مقاومت بیشتری در برابر مواد خورنده دارند. فیلتر شنی بتنی تحمل و مقاومت بالایی در برابر فشار دارد و بدنه آن دچار خوردگی نمی شود. این نوع فیلترها کارایی کمتری نسبت به انواع فلزی و فایبرگلاس دارند.
انواع مختلف فیلترهای شنی مورد استفاده در استخرها
انواع فیلترهای شنی بر اساس عملکرد
فیلترهای شنی بر اساس عملکرد و کارایی به سه نوع فیلتر شنی کند یا آرام، تند ثقلی و تند تحت فشار تقسیم می شوند. فیلترهای شنی کند به آرامی و بدون اعمال فشار، آب را از بستر شنی عبور می دهند. روند تصفیه در این نوع فیلترها بسیار آهسته است و به این دلیل در بخش های صنعتی کاربرد ندارند. روند تصفیه آب در فیلترهای شنی تند ثقلی با سرعت بیشتری انجام می شود. این فیلترها اغلب در محیط های صنعتی به کار برده می شوند و به دلیل سرعت بالای تصفیه، نیاز به شستشوی بیشتری دارند و باید به طور مرتب شستشو داده شوند. در فیلترهای شنی تند تحت فشار، آب با فشار زیاد وارد پمپ می شود و به دلیل سرعت بالای عبور آب از بستر شنی، تصفیه آب در کوتاه ترین زمان انجام می شود. این نوع فیلتر شنی بیشتر در استخرهای عمومی، خانگی و کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرد.