فیلتر شنی چیست؟
فیلتر شنی، سند فیلتر یا صافی شنی (sand filter) از کاربردی ترین دستگاه های تصفیه آب است که با تصفیه اولیه بر پایه شن یا سیلیس کار می کند. اساس کار این فیلتر ها، از طبیعت الهام گرفته شده است. در طبیعت، آب با عبور از لایه های مختلف خاک تصفیه شده و در نهایت به صورت چشمه یا چاه توسط انسان برداشت می شود.
این مخازن مواد جامد معلق (total suspended solids) TSS بزرگتر از قطر ۵۰ میکرون را حذف می کنند، که این مواد شامل شن و ماسه، گل و لای، رنگ، طعم و مزه ی بد و بوی نامطبوع، زنگ آهن، ذرات جامد و دانه درشت موجود در آب، کدورت رنگ آب و شفاف سازی پیش از تصفیه نهایی می باشد، اما برای حذف ذرات بزرگ تر از 50 میکرون از فیلترهای دیگری مانند فیلتر پلی پروپیلن یا pp، فیلتر کربن و … استفاده می شود.
در این فیلتر ها لایه های پوشاننده بستر از چند ردیف تشکیل شده که مهم ترین مشخصه تفاوت این لایه ها، اندازه دانه های آن هاست. در برخی موارد بسته به نوع کاربرد، جنس سنگ های این لایه ها نیز متفاوت خواهد بود. این تفاوت سبب به دام انداختن ذرات در اندازه های مختلف شده و عمل فیلتراسیون را بهبود می بخشد. در این فیلترها با عبور آب از لا به لای ذرات شن یا سیلیس این ذرات معلق را بر جای گذاشته و موقتا تصفیه خواهد می شود. این فیلترها از جنس فولاد، بتن و فایبرگلاس (FRP) ساخته می شوند.
فیلتر های شنی در تصفیه آب
انواع سند فیلتر
بر اساس عملکرد
نکته بسیار مهمی که در طراحی فیلتر های شنی تصفیه آب وجود دارد، نیرویی است که موجب عبور آب از نازل می شود. بر این اساس و با توجه به مقدار فشاری که به آب وارد می شود، برای عبور از فیلتر می توان آن ها را به چند گروه تقسیم بندی کرد که عبارتند از:
فیلتر شنی کند یا آرام
این نوع فیلتر شنی در طبیعت رایج است. در واقع هیچ فشاری به آن اعمال نمی‌شود. عبور آب از بستر شنی با سرعت طبیعی و آهسته در فضای با مساحت یک متر مربع در شبانه روز و در نهایت ۳ متر مکعب صورت می گیرد. از این مدل فیلتر به دلیل سرعت پایین آن بیشتر برای محیط های صنعتی و خانگی استفاده می کنند. فیلتر شنی در تصفیه خانه های شبکه های آب روستایی، گزینه مقرون به صرفه ای است.
فیلتر شنی تند ثقلی
از نظر عملکردی این نوع صافی بسیار مشابه نوع کند و آرام است، اما مساحت بستر شنی متفارت می باشد. در فیلتر شنی نوع آرام، مساحت بستر شن ها حدود ۳۰۰ تا ۸۰۰ متر مربع در نظر گرفته می شود. از مزیت های این فیلترها می توان به سرعت تصفیه بالا نسبت به نوع کند آن اشاره کرد. در صافی های شنی تند ثقلی چون آب از بستر کوچکی از شن و ماسه عبور می کند، در نتیجه سرعت آلوده شدن بستر افزایش پیدا می کند.
فیلتر شنی تند تحت فشار
فیلتر های شنی تند تحت فشار از پرکاربردترین نوع صافی شنی می باشند. به همین خاطر در محیط های صنعتی و حتی خانگی که سرعت بالا برای تصفیه آب مورد نیاز است، استفاده می شوند. عبور آب با فشار وارد شده از سمت پمپ موجب افزایش سرعت عبور آن از بستر شنی و نازل ها می شود. بر این اساس، مدت زمان خروجی آب تصفیه شده در مقایسه با دو روش قبل خیلی بیشتر می شود.
بر اساس جنس فیلتر
انواع سند فیلتر یا فیلتر شنی از نظر جنس عبارتند از :
- فیلتر شنی عمودی و افقی
- فیلتر شنی رزینی
- فیلتر شنی دیگ بخار
- فیلتر شنی استخر و جکوزی
- فیلتر شنی آکواریوم
- فیلتر شنی کربنی
- فیلتر شنی سختی گیر
- فیلتر شنی فایبر گلاس یا FRP
- فیلتر شنی گالوانیزه
- فیلتر شنی استیل یا فلزی
- و …
فیلتر شنی تحت فشار از نوع عمودی و از جنس استیل، فایبرگلاس و کربن استیل را می توان از سایت بی تو بی کالا تهیه کرد.
بستر فیلتر
فیلتر های شنی و بستر آن
بسته به کاربرد صافی های شنی فشاری،بستر فیلتر نیز توسط مواد مختلف مورد استفاده دارای قابلیت استفاده بهداشتی و صنعتی می شود، که این مواد عبارتند از:
- بستر سیلیس:
برای حذف کدورت و ذرات معلق موجود در آب استفاده می شود. سیلیس های بکار رفته در این بسترها از نوع طبیعی با درجه خلوص بالای 98 درصد می باشد. دانه بندی ترتیبی و به صورت لایه ای در فیلتر های شنی استفاده می شود و معمولاٌ دارای سایز آن ها بین 0.5 تا 10 میلی متر می باشند.
- بستر کربن اکتیو (ذغال فعال):
معمولا برای حذف طعم، بوی نامطبوع، رنگ و جذب فنل و کلر محلول و مشتقات مشابه استفاده می شود. و بستر بر روی یک لایه سیلیس قرار می گیرد. سایز دانه بندی این ذرات بین 0.8 تا 1 میلی متر می باشد.
- بستر اکسیدان:
برای اکسیداسیون آهن، منگنز و رسوب این ترکیبات بر روی بستر استفاده می شود. در صورت اشباع شدن بستر استفاده شده میتواند با پر منگنات پتاسیم جایگزین می گردد.
- بستر خنثی کننده
برای تنظیم میزان PH آب های اسیدی استفاده می شود. بستر خنثی کننده از مواد مخصوص تشکیل شده و آب اسیدی به آن وارد می شود. این بستر گاز CO2 را که موجب کاهش PH در آب می شود، به کربنات کلسیم تبدیل کرده و خاصیت خورندگی آب را از بین می برد.
- بستر پودر فسیلی:
برای تصفیه و زلال سازی آب استخر های شنا استفاده می شود. که این بستر از توسط پودر فسیلی دیاتومیت بروی صافی های پارچه ای تشکیل می شود.
کاربرد صافی های شنی
- پیش تصفیه واحد های تکمیلی تصفیه آب نظیر آب آشامیدنی، آب برج های خنک کننده، نیروگاه ها و…
- تصفیه آب خام یا منبع چاه یا رودخانه
- تصفیه آب استخرهای پرورش ماهی
- استفاده در شفاف سازی آب استخرها
- فیلتراسیون قبل از سیستم های غشایی اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس
فیلتر های شنی در تصفیه آب استخر
اجزای تشکیل دهنده ی فیلتر
- گیج فشار آب ورودی به مخزن
- فلومتر آب ورودی
- شیر کنترل جریان
- شیر تزریق محلول هیپوکلریت
- لوله آب تصفیه شده
- شیر تزریق پلی آلومینیوم کلراید
- لوله آب ورودی
- شیر اطمینان شیر فیلتر و بکواش
- نازل صافی شنی
- صفحه زیر فیلتر شنی
- شیر آب خروجی از مخزن
- شیر آب تصفیه شده نهایی
فیلتر های شنی و اجزای تشکیل دهنده ی آن
در آخر
هدف کار فیلتر های شنی در واقع حذف ذرات درشت دانه و معلق در آب همچنین تقلیل میزان کدورت آب است. و استفاده از این فیلترها به دلیل هزینه های کم نگه داری و قیمت پایین سیلیس ها، هنوز هم یکی از بهترین انتخاب ها برای پیش تصفیه آب، تصفیه آب استخرها و … می باشد.
در صورتی که فیلتر شنی اصولی و با رعایت استاندارد ساخته شود، ذرات معلق بیشتری حذف شده و بازدهی بالاتری خواهد داشت. اگر اجزای فیلتر به درستی عمل نمایند، افت فشار کاهش یافته و با حداقل افت فشار می تواند آب را تصفیه نماید.