فیلتر شنی

فیلتر شنی

فیلتر شنی ، صافی شنی یا سند فیلتر روشی برای تصفیه اولیه آب دارای ناخالصی و کدورت می باشد. این روش یک روش تصفیه آب و فاضلاب سازگار با محیط زیست است که نسبتاً ساده و ارزان است. اصل آن شامل نفوذ آب از طریق بستر شن است. محیط تصفیه شامل یک لایه شنی متعدد با اندازه و وزن مخصوص است.

فیلتراسیون یکی از فرآیند های اساسی در علم تصفیه آب می باشد که به منظور جداسازی مواد جامد غیر قابل ته نشینی از آب از طریق عبور آن از یک بستر متخلخل صورت می پذیرد.

در تصفیه آب می توان فیلتراسیون را با عبور از روزنه های در حد متوسط جهت حذف مواد جامد معلق آن در نظر گرفت. این فیلتراسیون سازگاری بسیار بالایی با فرآیند های طبیعی دارد. فیلتر شنی با فیلتراسیون فیزیکی آب، کلیه ذرات معلق موجود در آب، رنگ، باکتری ها، پلانکتون ها و در حالت کلی ذرات جامد معلق بزرگتر از 50 میکرون را جذب می نماید.

فیلتر شنی چیست

فیلتر شنی یا صافی شنی یک مخزن از جنس فولاد، کربن استیل، فایبر گلاس و … می باشد که عموما بصورت مخزن تحت فشار با شکل ظاهری استوانه ای و در برخی موارد مکعبی به عنوان فیلتراسیون فیزیکی آب مورد استفاده قرار می گیرد. صافی شنی از گذشته دور به عنوان روشی موثر برای زلال سازی آب مورد استفاده قرار می گرفت. در فیلتر های شنی از شن سیلیس استفاده می شود که ناخالصی های موجود درآب را از آن جدا میکند.

فیلتر شنی فلزی

فرایند تفکیک آلاینده های آب با استفاده از این فیلتر ها به واسطه ترکیبی دو فرایند زیر انجام میگیرد:

1- ذرات جامد و ذرات معلق موجود در آب در فاصله کوچک بین دانه های ریز شن به دام می افتد.

2- مواد ژلاتینی و لزج و چربی ها تمایل زیادی به چسبسدن به دانه های شن دارند. به همین جهت است که در فیلتر های شنی برای افزایش هر چه بیشتر بازدهی فیلتر به آن مواد منعقد کننده و لخته کننده افزوده می شود.

به‌ این ‌ترتیب این صافی به واسطه دو فرایند یاد شده آلاینده های موجود در آب را تفکیک می‌کنند. به تدریج با افزایش حجم آلاینده های تفکیک شده از آب، افت فشار ایجاد شده به واسطه فیلتر نسبت به افت فشار اولیه دائماً افزایش میابد. فیلتر شنی یا سند فیلتر را می توان به عنوان اولین مرحله از تصفیه آب بر شمرد.

ساخت فیلتر شنی

کاربرد صافی شنی

  • آماده سازی آب  برای برج های خنک کننده
  • تصفیه فاضلاب
  • تولید آب آشامیدنی
  • تصفیه در استخرها
  • پیش فیلتراسیون برای سیستم های غشایی
  • تصفیه آب خاکستری یا سطحی

انواع فیلتر شنی تولیدی ناب زیست

  • فیلترهای شن و ماسه سریع یا فیلتر شنی تحت فشار
  • فیلترهای شن و ماسه سریع یا فیلتر شنی گرانشی
  • فیلترهای شن و ماسه بالا رونده Upstraem
  • فیلترهای شن و ماسه آهسته

فیلتر شنی تحت فشار رایج ترین نوع سند فیلتر در کشور می باشد. علت این انتخاب سرعت بالا در فیلتراسیون آب می باشد.

فیلتر شنی تند

فیلتر شنی تند باید به طور مکرر تمیز شوند ، با بک واش (back washing) ، که مستلزم معکوس کردن جهت آب است.

فیلتر شنی کند

دو مورد اول نیاز به پمپ و استفاده از مواد شیمیایی دارند (اصل لخته سازی). فلکولنت(flocculent) استفاده شده که از طریق یک اصل شیمیایی ، مواد معلق و ذرات معلق را به دام می اندازد تا پوسته های بزرگی را تشکیل دهد که رسوبگذاری می شوند. (رسوب گذاری به معنای این است که ذرات معلق حرکت را متوقف کرده و مستقر می شوند). بر خلاف سایر روش های تصفیه شنی ، فیلترهای شنی کند از فرآیندهای بیولوژیکی برای تمیز کردن آب استفاده می کنند و سیستم هایی بدون فشار هستند. آنها می توانند آب را تصفیه کنند و وجود میکروارگانیسم ها (باکتری ها ، ویروس ها ، میکروب ها و غیره) را بدون نیاز به مواد شیمیایی و در صورت لزوم با استفاده از لایه ای از کربن فعال کاهش دهند. این مدل از فیلترها برای کار به برق نیاز ندارند.

یکی از سایر انواع مخازن تحت فشار که همانند صافی شنی در دو حالت فلزی و فایبرگلاس تولید شده و برای تصفیه آب های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد سختی گیر نام دارد.

 شرکت مهندسی ناب زیست بنا به نیاز خریداران و کارفرمایان محترم آماده تولید انواع فیلتر شنی ، فیلتر کربنی، فیلتر کربن اکتیو و … در سایزها و ابعاد مختلف استاندارد و یا سفارشی کارفرمایان، با استفاده از مرغوب ترین متریال موجود در کشور می باشد. 

طرز کار فیلتر شنی

در این دستگاه، آب حاوی ناخالصی را از بستری که دارای دانه های شن و سنگ سیلیس می باشد عبور می دهیم. در اثر عبور آب از بستر شنی ، ذرات معلق آب بین ذرات شن و ماسه گیر کرده و آب تقریبا عاری از مواد معلق و کدورت، خارج می شود. استفاده از فیلتر شنی یکی از بهترین روش های تصفیه برای کاهش غلظت جامدات معلق در آب می باشند. این فیلترها دارای بستری شامل یک یا چند نوع لایه، که هر لایه شامل ذراتی از جنس سنگ ، گرانیت و یا دانه های آنتراسیت هستند. دانه بندی و اندازه این ذرات نیز متفاوت است.

پروسه کار بدین ترتیب است که ابتدا آب کثیف یا تصفیه نشده از طریق لوله ورودی یا Inlet وارد مخزن سند فیلتر می شود.  این ورودی در بالای مخزن قرار دارد. آب توسط فشار ایجاد شده توسط پمپ به پایین حرکت می کند.

ساخت فیلتر شنی

در حین همین حرکت آب از بین شن و سیلیس موجود در مخزن، مواد جامد معلق و ناخالصی ها در بین دانه ها باقی می ماند و در نهایت آبی بدون ناخالصی و مواد اضافی از نازل های تعبیه شده در پایین ترین قسمت سند فیلتر خارج می شود.

انواع سیلیس سند فیلتر

درون فیلتر شنی چهار لایه مختلف از سیلیس با ضریب یکنواختی 35/1 با دانه بندی زیر از نوع سنگهای مخصوص و درجه خلوص بالای 95% باید وجود داشته باشد.

  • سیلیس نمره یک ازقطر 5/0 میلی متر تا 5/1 میلی متر
  • سیلیس نمره دو از قطر 2 میلی متر تا 5/3 میلی متر
  • سیلیس نمره سه از قطر 4 میلی متر تا 8 میلی متر
  • سیلیس نمره چهار از قطر 8 میلی متر تا 12 میلی متر

کلیه سیلیس های ریخته شده در فیلتر جمعاً به ارتفاع یک متر خواهد رسید تا بهنرین عملکرد را در سیستم شاهد باشیم.

طراحی فیلتر شنی

که این عدد به ظرفیت فیلتر ربطی ندارد چون پس از آزمایشاتی که روی فیلترهای شنی انجام شده است این موضوع به اثبات رسیده که از یک ارتفاعی به بعد مواد بکار برده شده در فیلترها توانایی تصفیه بیشتر آب را ندارند و ماکزیمم ارتفاع 1.5 متر برآورد شده است که بالاترین راندمان را نتیجه خواهد داد.

با در نظر گرفتن بستر فیلتر و پخش کننده آب ارتفاع صافی شنی در حالت ماکزیمم به 1.5 متر می رسد. شن هایی با دانه بندی ریزتر سطح بیشتری را فراهم می کنند درنتیجه بیشتر آلودگی آب را می گیرند. اما به انرژی پمپاژ بیشتری برای انتقال سیال نیاز دارند. که خود این موضوع در طراحی فیلتراسیون سیستم باید در نظر گرفته شود.

انواع شن مورد استفاده در صافی شنی

  • ایلمینات ها که نوعی سیلیس فشرده است که در ترکیبات آن علاوه بر سیلیس مقداری تیتانیوم نیز یافت می شود که به طرقی با هم ترکیب شده اند.
  • سیلیس ها که متداول ترین نوع شن مورد استفاده می باشد.
  • آنتراسیت ها یا Anthracite نوعی کربن سخت و براق مشکی رنگ می باشد که مقدار بسیار زیادی کربن دارند. در بازار به آنتراسیت ها شن مشکی اطلاق می گردد.

سیلیس صافی شنی

فیلتر شنی استخر

یکی از پرکاربرد ترین مصارف این فیلتر ها، استفاده از آن به عنوان فیلتراسیون استخر ها می باشد. فیلتر شنی استخر یکی از مناسب ترین و بهینه ترین انتخاب ها در زمینه تصفیه آب استخر می باشد. کلیه استخر ها اعم از عمومی ، خصوصی ، روباز ، سر پوشیده و …. جهت نظافت و زیبایی هر چه بیشتر به فیتراسیون احتیاج دارد. برای درک بهتر موضوع شما خود را به عنوان یک شناگر حتی آماتور در نظر بگیرید. طبیعتا شما به شنا در یک استخر تمیز و عاری از هرگونه آلودگی رغبت بیشتری خواهد داشت.

 گروه صنعتی ناب زیست آمادگی مشاوره، طراحی ساخت و اجرای فیلتر شنی برای هر نوع استخر با هر ابعادی را دارد که بسته به مشخصات آب و ابعاد استخر و موتور خانه بهترین و ایده آل ترین گزینه را به شما پیشنهاد خواهد داد. 

طراحی فیلتر شنی برای استخر

جهت طراحی بهینه و مهندسی جهت فیلتراسیون آب استخر چند عامل مورد بررسی قرار می گیرد. اولین فاکتور مشخصات آب استخر می باشد که بهترین گزینه برای آن آزمایش آب می باشد.

مورد بعدی و مهم در طراحی ، حجم کلی آب استخر است. زیرا صافی شنی بر اساس دبی آب در واحد زمان طراحی می گردد. برای مثال فیلتر 5 متر مکعب در ساعت. سرعت جریان فاکتور اساسی دیگر در طراحی سند فیلتر تند محسوب می شود. سرعت جریان یا به عبارت بهتر سرعت خطی آب استخر عامل مهم در کیفیت آب خروجی فیلتراسیون ما می باشد. برای استخرها به طور عمومی سرعت خطی آب مقدار 20 متر در ساعت در نظر گرفته می شود. مگر در کارهایی که کاربری خاصی مد نظر باشد . که دراین حالت از آیین نامه ها و دستورالعمل های معتبر بین المللی و داخلی همچون BS و ASME و … برای طراحی فیلتر شنی استفاده می شود.

اما معنای این سرعت جریان چیست؟ در یک استخر بصورت کلی می توان گفت فیلتر طراحی شده:

بایستی کل حجم آب استخر را در بازه زمانی 8 الی 10 ساعته یک بار بطور کامل از خود عبور دهد. برای مثال برای یک استخر با حجم آب 80 متر مکعب ، یک سند فیلتر با ظرفیت گذر 8 متر مکعب در ساعت مناسب می باشد. این فیلتر می تواند کل آب استخر را در مدت زمان 10 ساعته فیلتر کند.

فیلتر شنی FRP فایبرگلاس

مخازن تصفیه آب فایبرگلاس با پوشش PE یا FRP یا به بیان بهتر فیلتر شنی فایبرگلاس بطور گسترده در سیستم های فیلتراسیون ، کربنی و سختیگیری در کاربرد های صنعتی، تجاری و مسکونی مورد استفاده قرار می گیرند. با عملکرد عالی از مقاومت در برابر خوردگی، مخازن فایبرگلاس می توانند به اندازه کافی با دریچه های کنترل مکانیکی مجهز شده و نیاز مشتری را برآورده سازد.

صافی شنی

مزایای مخازن تحت فشار فایبرگلاس FRP

  • ساخته شده از مواد کامپوزیت با کارایی بالا از الیاف رشته ای با رزین اپوکسی
  • انتخاب کامل مخازن تحت فشار تا قطر 72 اینچ  با ارتفاع 94 اینچ
  • دهانه های بالا و پایین دسترسی از 16 اینچ تا  63 اینچ
  • حداکثر فشار عملکرد 10.5 کیلوگرم بر سانتی متر مربع (150 psi)
  • حداکثر دمای کارکرد 49 درجه سانتیگراد (120 فارنهایت)
  • 100 درصد مقاوم در برابر خوردگی
  • فشار انفجار مخزن 42 بار در 4 مرتبه
  • چرخه خستگی مخزن 100.000 مرتبه
  • هزینه های نصب و نگهداری پایین

فیلتر شنی فایبرگلاس

 

ویژگی مخازن تحت فشار فیلتر شنی فایبرگلاس FRP

  • بدون زنگ و نیاز به رنگ آمیزی اپوکسی ندارد.
  • مشکلات کمتری نسبت به گرما، تنش، رسانایی و شرایط آب و هوایی دارد.
  • مقاومت در برابر خوردگی بالا در بسیاری از کاربردها در مقابل لاستیک و فلز.
  • نیمی از قیمت فولاد ضد زنگ و در عین حال تا 5-10 برابر بیشتر در محیط های بسیار خورنده ماندگار است.
  • وزن پایین -3/2 وزن آلومینیوم و 4/1 وزن فولاد – بنابراین راحت تر می توان آن را کنترل کرد.
  • پیشرفت های اخیر در خصوص مقاومت نسبت به گرما، ضربه و ترک در استفاده گسترده از FRP در مقابل فلز توسط شرکت های بزرگ را ایجاد می کند.
  • مقاومت لغزشی بیشتر و شاسی مقاوم نسبت به فلز.
  • آزادی قابل توجه در طراحی مخزن.
  • غیر رسانا (از اتصال کوتاه شدن تجهیزات الکتریکی جلوگیری می کند)
  • همچنین با افزودن مواد برنجی می تواند مقاوم در برابر احتراق باشد.
  • مواد عایق مناسب با خاصیت انبساط حرارتی مناسب.
  • میتوان راندمان انتقال حرارت از زیر مخزن (Plasta-Therm®) را به درستی تنظیم کرد و FRP با FDA 177.2420 مطابقت دارد.
  • هیچ مشکلی در مورد اشتعال و جوش وجود ندارد.
  • اثری از آلودگی فلز در مواد ضد عرق، شستشو دهنده و غیره باقی نمی گذارد.
  • استحکام چسبندگی و کشیدگی رزین ها می تواند به جذب لرزش تجهیزات کمک کند.

مشخصات مخازن تحت فشار فایبرگلاس FRP

مشخصات فیلتر شنی فایبرگلاس

مراحل ساخت مخزن FRP

فیلتراسیون شن و ماسه اغلب در تصفیه آبهای زیرزمینی برای از بین بردن آهن محلول استفاده می شود. آهن و منگنز موجود در آبهای زیرزمینی توسط هوادهی اکسیده می شوند و لخته های تشکیل شده متعاقباً در فیلتر قرار می گیرند. پس از مدت زمان مشخصی ، فیلتر با ذرات اشباع می شود و باید تمیز شود تا از انسداد کامل آن جلوگیری شود. سند فیلترها با شستشوی هوا / یا آب تمیز می شوند.

فیلتر شنی FRP

صافی شنی استخر پرورش ماهی

در استخرهای پرورش ماهی به علت تولید فضولات آبزیان و همچنین وجود باقی مانده غذایی ماهی ها در آب کیفیت آب استخر به شدت کاهش خواهد یافت. لذا به علت حساسیت شرایط آب در استخر پرورش ماهی، وجود فیلتر شنی استخر پرورش ماهی از ارکان اساسی محسوب میشود.

در استخرهای پرورش ماهی، خط تخلیه اصلی با یک لایه سنگریزه، سنگ های ریز و شن پوشانده می شود.  با مکش آب به داخل خط تخلیه ، جریان آب به ناچار باید از میان بستر شن و سنگریزه ایجاد شده عبور می‌کند که طی آن، ناخالصی های موجود در آب نیز تفکیک می شود.

در صورت استفاده از این فیلترها در استخر های پرورش ماهی، فضولات ماهی ها ، مواد آلی فاسد شده و جلبک ها و خزه های استخر پس از گذشت چند هفته ماده ای مشابه با صابون را در بستر فیلتر ایجاد می‌کنند که آنزیم های موجود در آن ناخالصی های انباشته شده در بستر فیلتر شنی را تجزیه می کند. بنابراین صافی های شنی این استخر ها طی یک فرایند طبیعی دایما تمیز می شود. از این فیلتر ها گاهی فیلتر های بیولوژیکی نیز تعبیر میشود.

بهبود عملکرد دستگاه فیلتر شنی

در فیلترهای شنی از ماسه الک شده، خرده کوارتز و شن برای تصفیه آب استفاده میشود. همانطور که قبلا اشاره شد وظیفه این دستگاه ها به دام انداختن ذرات جامد معلق در بین ذرات شن و ماسه میباشد. معمولا در این نوع فیلترها برای افزایش بازدهی سیستم از مواد منعقد کننده استفاده میشود. زیرا در صورت عدم بکارگیری یک ماده منعقد کننده صافی ماسه ای تنها برای جدا کردن مواد جامد درشت از آب در گردش موثر است.

برای بهبود قابلیت فیلترهای شنی در جذب ناخالصی ها، به ازای هر یک دهم متر مکعب، مقدار 125 میلی گرم آلوم به آن اضافه می شود. آلوم در واقع همان سولفات آلومینیوم است که در بازار به نام زاج سفید نیز فروخته می شود. با افزودن آلوم به شن، ناخالصی های بسیار ریزتری در داخل فیلتر به دام می افتد و منجر به بهبود عملکرد بهتر سیستم فیلتراسیون و در نتیجه تولید آب بهتر میشود.

بکواش فیلتر شنی

پس از گذشت مدتی از کارکرد فیلتر ها، میزان آلاینده های انباشته شده در بستر فیلتر افزایش یافته و شدت جریان عبوری از آن به واسطه افزایش افت فشار فیلتر کاهش میابد .در این مرحله فیلتر باید تمیز شود.د ر مقابل، اگر فیلتر تمیز و آماده بهره برداری باشد، مقاومت ایجاد شده در برابر جریان حداقل و در نتیجه شدت جریان آب حداکثر است.

برای تمیز کردن فیلترهای شنی از روش شستشوی معکوس یا بای پس استفاده می شود. برای این کار آب با فشار بالا در خلاف جهت معمول از فیلتر عبور داده میشود. لذا رسوبات و ناخالصی های انباشته شده در فیلتر از آن خارج می شود. بکواش زمانی انجام میشود که اختلاف فشار ورودی و خروجی فیلتر به محدوده تعیین توسط شرکت سازنده برسد.

نکات مهم در رابطه با بکواش

هرگز در هنگام کارکرد پمپ نباید وضعیت شیر بکواش را تغییر داد. چرا که این عمل فشار زیادی را به پمپ، موتور و واشر حلقوی آن وارد می کند. شدت جریان آب برای بکواش فیلتر های شنی معمولا به ازای هر متر مربع از سطح فیلتر 1/10 لیتر بر ثانیه ( به ازای هر فوت مربعgpm15 (در نظر گرفته میشود. بکواش مکرر فیلترها کمکی به افزایش کارایی آن نمیکند بلکه تاثیر منفی نیز بر عملکرد فیلتر بر جای میگذارد ، زیرا برای تفکیک ذرات ریزتر آب، لازم است تا بخشی از ناخالصی ها در بستر فیلتر باقی مانده و منافذ آن را کوچکتر کند.

شیر بکواش

برای بکواش فیلترها از یک شیر به نام شیر بکواش استفاده میشود. به طور کلی شیرهای بکواش به دو دسته شیر های پیستونی و شیر های دورانی تقسیم بندی می شوند. البته نوعی دیگر از شیر ها به نام شیر چند راهه نیز در این زمینه به کار گرفته میشوند که این شیر در واقع زیر مجموعه همان شیرهای دورانی هستند.

انواع فیلتر شنی از نظر نوع قرار گیری

فیلتر شنی از نظر نوع قرار گیری مخزن به 2 دسته تقسیم بندی میشوند:

  • فیلتر شنی عمودی
  • فیلتر شنی افقی

فیلتر شنی افقی

از فیلتر شنی افقی معمولا برای کارهای صنعتی بزرگ مانند تصفیه خانه های شهری و صنعتی استفاده میشود. به طور معمول برای تصفیه آب با حجم بالا مثلا مقدار دبی بیشتر از 60 متر مکعب بر ساعت از فیلتر شنی افقی استفاده میشود. استفاده از مدل افقی از نظر کارایی برای حجم های بالا و همچنین از نظر اقتصادی به صرفه تر از مدل عمودی میباشد.

در فیلتر شنی خوابیده به دلیل اینکه ظرفیت و حجم سیستم بالا میباشد و در نتیجه حجم سیلیس بکار برده شده در این نوع فیلتر نیز زیاد بوده و به تبع آن ضخامت بدنه فیلتر برای تحمل فشار، بیشتر در نظر گرفته شود. به خاطر مسائل بیان شده وزن این سیستم نسبت به فیلترهای شنی عمودی بیشتر بوده و در نتیجه فونداسیون که صافی شنی روی آن قرار میگیرد باید از نظر مقاومت و تحمل وزن توسط متخصصان این رشته طراحی و اجرا گردد.

بکواش فیلتر افقی

در هنگام بکواش سیستم، آب در جهت مخالف حرکت آب ، یعنی از پایین به بالا وارد فیلتر میشود و باعث فاصله گرفتن ذرات بستر شنی از هم میشود که این باعث آزاد شدن ذرات آلاینده گرفتار شده در میان شن و سیلیس میشود.
به طورکلی بکواش سیستم فیلترهای شنی از دو روش بکواش فقط با آب و بکواش با آب همراه با هوا استفاده میشود. در فیلترهای افقی به دلیل اینکه در حجم های بالا مورد استفاده قرار میگیرد، آب به تنهایی نمیتواند عملیات بکواش را به خوبی انجام دهد به همین خاطر از آب و هوا برای بکواش این سیستم استفاده میشود.

تقسیم بندی فیلترهای شنی از نظر نوع لایه بندی بستر فیلتر

در صورتی که در بستر از مواد با چگالی متفاوت استفاده شود ذرات لایه بندی شده و چند لایه مختلف تشکیل میدهند که باعث افزایش کارایی سیستم فیلتراسیون میشود. در زیر به بیان لایه بندی مرسوم در ساخت فیلتر شنی پرداخته میشود.

بستریک لایه

اگر بستر فیلتر فقط از سیسلیس و شن ساخته شود و ماده دیگری برای جدا کردن مواد آلاینده از از آب استفاده به غیر از سیسلیس و شن در بستر وجود نداشته باشد.

بستر دو لایه

در صورتی در بستر علاوه بر سیلیس ماده دیگری مانند گارنت یا آنتراسیت استفاده شود به بستر شنی، بستر دو لایه گفته میشود. آنتراسیت یه نوع ذغال طبیعی میباشد که از معادن به صورت یک کانی برداشت میشود و بعد از آسیاب و شسته شدن مورد استفاده قرار میگیرد.آنتراسیت آهن، منگنز، چربی، روغن، کدورت و مواد آلی را ازآب میگیرد و یا باعث کاهش غلظت این مواد در آب میشود. گارنت یک نوع سنگ میباشد که خاصیت شبیه به سیسلیس دارد. همچنین به علت دارا بودن سختی و پایداری بالا، در برابر فرسایش مقاوم میباشد.

بستر سه لایه و یا بیشتر

همانطور که گفته شد هرچقدر نوع ذرات تشکیل دهنده بستر بیشتر باشد کیفیت آب فیلتر شنی افزایش میابد. در بستر سه لایه که از سیلیس، آنتراسیت، گارنت و یا کربن اکتیو استفاده میشود، کیفیت آب به مراتب نسبت به فیلترهای یک یا دو لایه بیشتر میشود.

رای کاربران
[امتیاز کلی: 11 میانگین: 5]