فیلتر شنی

دستگاه فیلتر شنی یا همان صافی شنی با فیلتراسیون فیزیکی آب، ذرات معلق و کدورت موجود در آب را حذف می کند. در این دستگاه آب حاوی کدورت از بستری حاوی دانه های ماسه و سیلیس عبور داده می شود. در اثر عبور آب بستر ماسه، ذرات آب معلق بین ذرات ماسه محبوس شده و آب تقریباً عاری از مواد معلق و کدورت به دست می آید. فیلترهای شنی یکی از بهترین راه ها برای کاهش غلظت مواد معلق در آب هستند. صافی شنی از جنس‌های فولادی، بتنی، فایبر گلاس و …طراحی و تولید می شود.

 انتخاب و خرید فیلتر شنی

به طور معمول از فیلتر شنی برای حذف کردن انواع ذرات معلق بیولوژیکی موجود در آب و تا قطر ۵۰ میکرون استفاده میشود. این ناخالصی ها میتواند شامل انواع مواد آلی، پلانکتون، باکتری‌ها و ذرات حاصل از خوردگی ، گل، رنگ و… باشد. این پاکسازی در مراحل اولیه سیستمهای تصفیه آب صنعتی انجام میپذیرد. همچنین اغلب اوقات پس از این فیلترها از فیلتر کربنی نیز در مسیر تصفیه آب استفاده میشود.

ماسه دارای قدرت تصفیه کردن آب های گوناگون می باشد و استفاده کردن از طبیعت ماسه در دستگاهی به نام فیلتر شنی سبب می شود که این تصفیه شدن به خوبی انجام گیرد. فرایندهای بیولوژیکی و فیزیکی زیادی در تصفیه آب توسط فیلتر شنی موثر می باشند. این فرایندها در نهایت سبب جدا شدن مواد زاید موجود در آب می شود. آهن محلول در فیلتر شنی نابود می شود و این فرایند بیش تر در آب های زمینی رخ خواهد داد. در واقع آب های زیر زمینی به این نوع تصفیه نیازمند می باشند.

فیلتر شنی - sand-filtr
محاسبه، طراحی و ساخت فیلتر شنی گروه مهندسین مهاب

فیلتر شنی Sand Filter چیست؟

فیلتر شنی از دسته فیلترهایی می باشد که دارای حفره بوده و در دو نوع فیلتر شنی جدا کننده مایعات و فیلتر شنی جدا کننده جامدات مورد استفاده قرار می گیرد. برای حذف کردن جامدات موجود در آب ها از روش فیلتر موجود بر روی سطح استفاده می کنند. در این روش نهایتا جامدات موجود در این دسته از مایعات جداسازی می شوند. سطحی که در این جا تعریف شده است، همانند یک شکارچی این جامدات ته نشین شده را به دام خواهد انداخت. در فیلتر شنی عمق برای ذرات موجود در سطح آب ها تله ای خطرناک قرار داده شده است. این تله ذرات را در حفره هایی عمیق به دام انداخته و شکار می کند. فیلتر شنی عمق دارای انواع مختلفی است، مواد فیبری و مواد دانه ای انواعی از فیلترهای شنی هستند. فیلتر شنی را برای جداسازی مواد اندک و مواد جامدی که در محلولهای ریز موجود میباشند ، مورد استفاده قرار می دهند.

انواع فیلتر شنی

انواع فیلتر شنی که آن ها را برای شما بیان می کنیم عبارتند از: فیلتر شنی سریع، تحت فشار، جریان بالا، آهسته.

  • فیلترهای شنی آهسته (Slow sand filters): سرعت جریان آب در این فیلترها آهسته تر است و باعث می شود ذرات بیشتری حفظ شود. این فیلتر بدون مواد منعقد کننده استفاده می گردد. این فیلتر به تنهایی فعالیت بیولوژیکی را تشویق می‌کنند. این نوع از فیلتر باعث از بین بین بردن رنگ و کدورت و تعداد زیادی باکتری می شود.
  • فیلترهای شنی تحت فشار (Pressurized sand filters): فیلتراسیون آب با سرعت یکنواخت انجام می‌شود. ظرفیت های جریان از ۱۱۰ تا ۱۵۰ Lpm تا بیش از ۱۱.۵۰۰ تا ۱۵،۰۰۰ Lpm برای واحدهای مورد استفاده در سیستم های بزرگ تجاری متغیر است.
  • فیلترهای شنی سریع (Rapid sand filters): فیلترهای شنی تند واحدهای تحت فشار هستند که اغلب در واحدهای موازی قابل استفاده هستند. جنس دستگاه اغلب فایبرگلاس یا استیل است. و در اندازه ­ها و قابلیت­های مختلف در دسترس هستند. تعبیه این فیلترها به مساحت نسبتاً کمی احتیاج دارد. غالباً در اندازه ه­ای بزرگتر با پوشش اپوکسی و در انواع کوچکتر با جنس فایبرگلاس هستند.

فیلتر شنی آهسته آخرین گروه از فیلترهای شنی می باشد. مواردی که ذکر شد، همگی از راه های تصفیه آب به کمک فیلتر شنی بود که به صورت مفصل برای شما شرح دادیم. در دو روش اول که برای شما بیان شد، استفاده کردن از فلوکولانت بسیار رایج می باشد. فیلتر شنی آهسته می تواند تا ۹۹ درصد عوامل بیماری زای موجود در آب ها را نابود کند. این عوامل بیماری زا توسط این فیلتر بر اساس نوع طعم و مزه و بو تصفیه می گردند و نیازی به مواد شیمیایی برای تصفیه شدن ندارند. روش هایی که آن را ذکر کردیم، امکان استفاده شدن در تصفیه خانه های معمولی را هم دارا می باشند. موادی که این فیلتر شنی را می سازد، بسیار ساده است و توسط مردم عادی هم می تواند مورد استفاده قرار گیرد. اجداد ما در گذشته های دور از این روش ها برای تصفیه آب ها استفاده می کردند و این روش را می توان جزء روش های باستانی تصفیه آب در نظر گرفت. فیلترهای خشت متخلخل محبوب مردم کشور مصر بود، این مردم از این نوع فیلترها برای تصفیه شراب و آب و دیگر نوشیدنی ها و مایعات خود استفاده می کردند.

ساختار صافی شنی

فیلتر شنی دارای دو مکان مشخص یعنی کف نازل و سیستم زهکشی قرار دارد و آب فیلتر شده از این قسمت ها خارج خواهد شد. آبی که نیاز به تصفیه شدن دارد از این بخش ها به فیلتر شنی وارد شده و فرایند تصفیه شدن آن آغاز می گردد. پساب به کمک سیستم زهکشی موجود در این فیلتر شنی خارج خواهد شد. فیلتر شنی دارای مقیاس های بزرگی هم می باشند که سبب توزیع آب خام در فیلتر می شوند. سیستم توزیع کنترل کننده جریان هوا هم در فیلتر شنی گنجانده شده است که از جاری شدن بیش از حد آب جلوگیری می کند.

عملکرد فیلتر شنی در تصفیه آب

رسیدن فیلتر به معنای بالا رفتن توان فیلتر پس از فرایند جذب شدن مقداری از ذرات موجود در سطح فیلتر می باشد. اگر معیارهای تصفیه آب به خوبی انجام نپذیرفته باشند، در این صورت باید دوباره تصفیه شوند، این فرایند بیش تر در زمان رسیدن فیلتر رخ خواهد داد. فرایند احیا سبب جدا شدن مواد جامد باقی مانده در داخل فیلتر شنی می گردد. آب و هوا باید به عقب پمپ فرستاده شوند تا فرایند شستشو به طور کامل انجام شود. فاضلابی که از این شستشو باقی می ماند، باید دور ریخته شود و بر اساس حجم مواد باقی مانده در فیلتر، زمان شستشو تعیین خواهد شد. هر چه میزان این موارد بیش تر باشد، طبیعتا زمان شستشو هم بیش تر خواهد بود. البته این زمان دارای استاندارد خاصی می باشد و نباید از زمان تعیین شده زمان شستشو بیش تر شود.

فیلتر شنی
فیلتر سختی گیر رزینی فلزی فیلتر شنی

فرآیند تمیز شدن فیلتر شنی

فیلتر شنی دارای قابلیت تمیز شدن با آب می باشد و میتوان آن را با شستشوی معمولی با آب تمیز نمود. فیلتر هنگامی نیاز به شستشو دارد که ذرات زیادی در آن ته نشین شده باشد و در این هنگام باید فیلتر شنی را تمیز کرد. آب تنها تمیز کننده فیلتر شنی نمی باشد، بلکه میتوان این فیلتر را با هوا هم تمیز کرد. فیلتر شنی در واقع یکی از راه های تصفیه آب می باشد که این فیلتر را میتوان به سه نوع در بازار مشاهده کرد.

مکانیسم های جذب مواد ریز
حفره هایی که در این نوع فیلتر وجود دارد، باعث می شود مواد معلق موجود در سطح آب ها به دام بیافتد. این مواد دیگر در سطح این فیلتر به صورت شناور باقی نمی مانند و در داخل این حفرات جای می گیرند. مایع در هنگام عبور داده شدن از داخل شن، مواد معلق و ذرات ریز موجود در خود را به یادگار در نزد حفرات موجود در

فیلتر شنی
شن موجود پس از پایان یافتن تصفیه آب، از سطح این فیلتر خارج شده و مواد باقی مانده تخلیه می شود. چند نوع مکانیسم در تصفیه آب توسط فیلتر شنی مورد استفاده قرار می گیرد. این مکانیسم ها در ادامه برای شما بیان خواهند شد:
برخورد مستقیم: عبور مستقم از فیلتر شنی برای تصفیه آب به این مرحله مربوط می گردد. بارهای مثبت موجود در شن مایعات غیر هم نام خود را به سوی خود جذب می کنند و بارهای منفی موجود در سطح شن، مایعات مثبت را به سوی خود جذب خواهد کرد. بار ذرات همیشه راهی برای تصفیه آب ها در فیلترهای شنی نیستند و از حفرات موجود در سطح شن ها برای این کار استفاده میشود. در واقع از هر دو روش برای تصفیه آب ها استفاده می گردد. نیروی واندر والسی سبب این شکار موفق می شود و سبب به دام افتادن ذرات در این گودال ها می گردد. تخلیه کردن این ذرات جامد، پس از به پایین رسیدن ظرفیت فیلتر شنی رخ خواهد داد.

محاسبه، طراحی و ساخت انواع فیلتر شنی

دانه های شنی کوچک تر به سطح کم تری برای تصفیه نیاز دارند و طبیعتا دانه های بزرگ تر، سطح بیش تری را نیازمند می باشند. انتقال مایعات به پمپاژ زیادی نیازمند است و سایز معمولی آن ها در محدوده ۶/. تا ۲/۱ میلیمتر می باشد. ذرات تخصصی تر دارای سایزهای متفاوتی می باشند و این سایزها بر اساس کارهای لازم ممکن است بسیار بزرگ تر یا کوچک تر باشند. تبدیل شدن ذرات به یک حجم سطحی در اثر بسته شدن منافذ به وجود خواهد آمد. موردی که ذکر شد از معضلات اساسی این نوع فیلتر می باشد که باید برای حل این معضل راهی اساسی در نظر گرفته شود. ۹ متر مکعب بیش ترین سرعتی است که در فیلتر شنی ممکن است وجود داشته باشد. مایعات باید در مسیر درست خود قرار گرفته باشند و هیچ نوع مشکلی نباید در مسیر حرکت مایعات وجود داشته باشد. مهم ترین نکته در بخش طراحی همین مساله می باشد و نباید فراموش کرد که هرگونه اختلالی در این مرحله سبب ایجاد مشکلات جدی در تصفیه آب ها توسط فیلتر شنی می گردد.

فیلتر شنی

میزان محدوده معمولی فشار این فیلتر بین ۲ تا ۵ بار می باشد که افت فشار در آن را هم کمتر میتوان مشاهده کرد. اگر فیلتر تمیز باشد، افت فشار بسیار کمی را در این فیلتر میتوان مشاهده کرد اما آلوده بودن این فیلتر سبب پایین آمدن سطح فشار این فیلتر می گردد. جذب ذرات بسیار ریز با این فیلتر، از فواید آن می باشد و میتوان این ذرات را به سادگی آب این فیلتر جذب نمود.

طراحی فیلتر شنی آهسته

سرعت تصفیه شدن در این لایه آهسته بوده و از نظر بیولوژیکی فعال می باشد. تصفیه بیولوژیکی توسط میکرو ارگانیسم ها صورت می گیرد و ۹/. تا ۵/۱ متر عمق مناسب و استاندارد آن می باشد. ۱۰ تا ۲۰ روز پس از آغاز عملیات شاهد تشکیل شدن یک لایه میکروبی خواهیم بود. آب خام در طی فرایند تصفیه شدن و به دام انداختن مواد داخل حفرات خاصی، موادی را نابود می کند. این مواد عبارتند از: باکتری ها و ویروس ها و کیست ها و مواد آلی. همچنین خراش دادن در واقع احیا کردن فیلترهای شنی آهسته می باشد. این روش سبب نابود شدن ذرات خشک شده در فیلترها می شود و این کار را به صورت مکانیکی انجام می دهد. این روند به علت سیستم خاصی که دارا می باشد، در زیر آب انجام خواهد گرفت. آب تصفیه شده می تواند با میزان کدورت کنترل شود و این فرایند با این فاکتور قابلیت کنترل شدن دارد.

این میزان کدورت مربوط به فیلترهای شنی آهسته می باشد و برای این نوع فیلترها کاربرد دارد. فیلترهای شنی آهسته دارای صرفه اقتصادی بیش تری می باشند و استفاده کردن از آن ها بسیار به صرفه بوده و وجه اقتصادی دارد. فیلترشنی آهسته به دلیل استفاده نکردن از هیچ گونه تصفیه شیمیایی آب هم می تواند آبی سالم تر را تحویل دهد، هم صرفه اقتصادی که از آن صحبت کردیم، رخ خواهد داد. البته یکی از مضرات استفاده کردن از فیلترهای شنی آهسته کند بودن آن ها می باشد. با توجه به صنعتی شدن زندگی انسان، نیاز به استفاده کردن از روش هایی سریع تر می باشد. بنابراین فیلترهای شنی سریع، گزینه مناسب تری برای استفاده کردن در دنیای امروز می باشند. این نوع فیلترها، سرعت بیش تری نسبت به فیلترهای شنی آهسته دارند.

فیلترهای بستر مخلوط

فیلترهای بستر مخلوط، دارای لایه های مختلفی می باشند و این لایه را به این صورت میتوان تعریف کرد. این فیلترها، به طور کلی فیلترهای بستر مخلوطی می باشند که ماده اصلی استفاده شده در داخل آن ها، شن می باشد. ایلمنیت از دیگر موادی است که در درون فیلتر نوع بستر مخلوط می توان آن را یافت. آنتراسیت هم از دیگر موادی است که در این نوع فیلترها می توان آن ها را یافت. گارنت هم از دیگر موادی است که فیلترهای مختلف شنی را تشکیل می دهد. ایلمنیت و گارنت هر دو بسیار سخت می باشند و نسبت به شن و ماسه از سنگینی بیش تری برخوردار هستند. بنابراین می توان نتیجه گرفت که بهتر می توانند آب را تصفیه کنند. آنتراسیت را هم ماده ای سخت از شن و ماسه می شناسند و بیان می کنند که این ماده احتمال نابود شدن و تخریب کمی را دارا می باشد. رنگ قرمز گارنت می تواند دلیلی کاملا علمی داشته باشد، به علت وجود چندین نوع ماده معدنی در درون این ماده، این رنگ قرمز تشکیل شده است و در واقع این رنگ حاصل تلاش چند ماده معدنی می باشد. ایلمنیت از ترکیب آهن و تیتانیوم با اکسیژن به وجود می آید و می توان از این مواد برای فرایند جذب فیلترها و فرایند تصفیه آن ها بهره برد. موادی که در این مطلب ذکر شد، امکان ترکیب شدن یا استفاده انفرادی را دارند و می توانند ترکیب خاصی را تشکیل دهند.

فیلتر شنی
خرید فیلتر شنی فایبرگلاس و فلزی

فیلتر شنی در تصفیه آب

تمام روش هایی که تا به الان برای شما بیان کردیم، همان طور که قبلا هم به آن اشاره کردیم، تنها روش فیلتر شنی آهسته می باشد که نیازی به استفاده کردن از مواد شیمیایی ندارد و بقیه روش هایی که مورد استفاده قرار می گیرد، همگی به روش های شیمیایی نیازمند می باشند. تمامی مواد شیمیایی که در این روش ها مورد استفاده قرار می گیرند، منعقد کننده می باشند و برای ته نشین کردن مواد معلق در آب بسیار ضروری می باشند. پس از فرایند لخته شدن آب توسط فیلتر شنی، آب از این فیلتر عبور کرده و ذرات موجود در آب جدا خواهند شد.

نیروی گرانش به این فرایند کمک زیادی می کند و باکتری ها و ویروس های موجود در آب را از این طریق از بین می برد. همچنین بیش تر مواد جامد موجود در این آب ها از طریق ته نشین شده و مواد زاید آن ها دفع می گردد. طعم و بو ناخوشایند موجود در آب، ممکن است به علت وجود اثرات ارگانیک در درون آن تشکیل شده باشد و باید به کمک فیلترهای شنی نسبت به برطرف کردن این نوع طعم و بو هرچه سریع تر اقدام کرد. لایه ای از کربن فعال در فیلترهای شنی سبب نابودی این طعم و بوها خواهد شد. نکته جالبی که در مورد فیلتر شنی وجود دارد استفاده کردن از آن در تصفیه فاضلاب ها می باشد. برای تصفیه کردن برخی فاضلاب های صنعتی، از این نوع فیلترهای شنی استفاده می شود. همانند تصفیه آب ها، در تصفیه فاضلاب ها هم مواد معلق موجود در فاضلاب در این حفره ها به دام می افتند و شکار این فیلترهای شنی می شوند. در واقع یک ماتریس فیزیکی برای تجزیه کردن نیتروژن و آمونیاک موجود در این فاضلاب ها به وجود می آید و در نهایت باکتری ها و نیترات های موجود در این فاضلاب ها هم از این طریق دفع خواهند شد. فرایند فیلتراسیون دارای روش های بسیار مطلوبی می باشد اما بهترین نوع این تصفیه ها، توسط فیلتر شنی صورت می گیرد. فیلترهای ماسه ای هسته ای از بهترین انواع فیلتر ها می باشند و به علت انجام دادن بیش ترین کارکردهای تصفیه به عنوان کاربردی ترین فیلترها شناخته می شوند. این فیلترها بسیار محبوب می باشند و دارای کاربردهای زیادی می باشند.

چالش های مهم در روند تصفیه با فیلتر شنی

عوامل آلاینده آب باید به صورت کامل شناسایی و نابود شوند، در غیر این صورت مشکلات بسیار زیادی گریبان گیر انسان ها خواهد بود. فیلتراسیون و شستشوی برگشتی زمان لازم برای تصفیه کامل آب را تحت شعاع قرار خواهد داد. در برخی حالت ها ممکن است سرعت تصفیه آب از سرعت مصرف آن کمتر باشد که در این حالت باید به دنبال راه مناسبی برای برطرف کردن این معضل بود. انتخاب روش تصفیه مناسب و سرعت آن نیاز به کارشناسی های بسیار دقیق کارشناسان و متخصصان این زمینه دارد. در این زمینه می توانید با کارشناسان خبره شرکت مهندسین مهاب مشورت نمائید تا تمامی راهنمایی های لازم را در این زمینه به شما ارائه کنند.

فیلتراسیون کربن فعال

کربن دارای ظرفیت بسیار بالایی برای جذب مواد می باشد، این مواد عبارتند از:

  • آلاینده های آلی و کلر
  • سموم دفع آفت و روغن های محلول
  • رنگ دهنده ها و طعم دهنده ها
  • فلزات سنگین
  • مواد معطر آروماتیک
  • هیدروکربن ها و شوینده ها

از کربن فعال برای تصفیه آب استفاده می کنند و مخازن این مواد مرتب شسته می شوند تا ذرات معلق را از سطح آن ها به طور کامل جدا کنند. این نوع کربن ها هم پس از اشباع شدن جایگزین می شوند و فرایند تعویض آن ها به صورت کامل صورت خواهد پذیرفت.

کارشناسان شرکت مهندسین تصفیه فاضلاب مهاب طراح و مجری انواع پکیج های تصفیه فاضلاب بهداشتی و صنعتی
021-86122170