فیلتر شنی یکی از تجهیزات پر کاربرد در صنعت تصفیه آب می باشد. از فیلتر شنی در صنایع مختلف و منازل به منظور کاهش کدورت آب و حذف مواد معلق استفاده می شود. انواع فیلتر بنا به جنس بدنه و شیر بکار رفته مشخص می شود که امروزه فیلتر فایبرگلاس اتوماتیک محبوب ترین نوع فیلتر شنی می باشد. البته در صنایعی که فشار کاری بالا باشد، معمولا از فیلتر فلزی با ضخامت مناسب استفاده می شود.
فیلتر شنی محفظه ای پر شده از سیلیس می باشد که آب را بصورت فیزیکی تصفیه می کند. آب با عبور از لابلای سیلیس ها، مواد معلق، شن، ماسه و مواد درشت دانه بیولوژیکی را از دست می دهد. آب خروجی از سند فیلتر تا حد زیادی مواد معلق و کدورت خود را از دست داده و اصطلاحا بصورت فیزیکی تصفیه شده است.
بطور کلی در بیشتر روش های تصفیه آب، فیلتر شنی جز جدانشدنی مراحل پیش تصفیه می باشد. استفاده از صافی شنی قدمت بسیاری داشته و اولین مورد استفاده شده به سال 1804 در اسکاتلند بر میگردد.
فیلتر شنی نوعی فیلتر عمقی است. بطور کلی دو نوع فیلتر برای جداسازی ذرات جامد از سیالات وجود دارد:
فیلترهای غشایی:
سیال از سطح نفوذپذیر عبور کرده و ذرات جامد روی سطح باقی می ماند.
فیلترهای عمقی:
سیال از بستری افقی یا عمودی عبور کرده و ذرات معلق در قسمت های متخلخل باقی می ماند.
سیلیس فیلتر شنی
سیلیس یا شن بکار رفته در فیلتر شنی باید از نوع مرغوب باشد و معمولا از سیلیس دانه بندی شده در صافی شنی استفاده می شود. با استفاده از شن دانه بندی شده با کیفیت بالا و پرنمودن صحیح فیلتر شنی می توان راندمان فیلتر را تا حد قابل ملاحظه ای افزایش داد.
بطور نرمال باید حدود 60 درصد حجم منبع با سیلیس پر شود و مابقی حجم باید خالی بماند تا بکواش بطور صحیح انجام گیرد.
از لحاظ تئوری سیستم تصفیه و کارکرد بهینه فیلتر شنی باید سیلیس درشت بالا باشد و سپس متوسط و در نهایت سیلیس ریز. در این شرایط ذرات درشت دانه تر در ورود به فیلتر از بالا لابلای سیلیس های درشت گیر می افتند و سپس ذرات متوسط و ریز حذف می گردند.
اما در واقعیت با توجه به احتمال فرار سیلیس و گیر کردن آن در نازل ها، باید کف فیلتر با سیلیس درشت دانه پر شود. و بعد از آن سیلیس متوسط و سپس ریز قرار بگیرد. بصورت اصولی باید بعد از لایه ریز مجدد سیلیس متوسط و درشت ریخته شود و جهت حفظ این چیدمان باید در لایه بالایی از آنتراسیت استفاده شود تا در حالت بکواش سیلیس ها جابجا نشوند. لطفا توجه فرمایید بطور روتین از این مدل چیدمان سیلیس ها و آنتراسیت استفاده نمی شود و فقط در صورت درخواست کارفرما این امور اجرا می گردد.
کاربردهای فیلتر شنی
فیلتر شنی استخر
یکی از رایج ترین مصارف فیلتر شنی، تصفیه آب استخر و جکوزی می باشد. البته لطفا توجه فرمایید صافی شنی استخر دارای ابعاد (طول و قطر) متفاوتی بوده و از محصولات این صفحه نمی توان به منظور تصفیه آب استخر استفاده نمود. جهت مشاهده انواع فیلتر استخر میتوانید روی آن کلیک کنید.
فیلتر شنی ورودی ساختمان ها و ویلاها
استفاده از فیلتر شنی به منظور تصفیه آب ورودی ساختمان به خصوص در شهرهایی که آب لوله کشی آنها دارای شن و ماسه می باشد، بسیار رایج است. با استفاده از صافی شنی می توان شن، ماسه، مواد بیولوژیکی درشت دانه و مواد معلق تا حدود 90 میکرون را از آب حذف نمود.
فیلتر شنی پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب صنعتی
آب ورودی به دستگاه تصفیه آب صنعتی و ممبران باید عاری از مواد معلق، شن و ماسه باشد. لذا در ورودی دستگاه تصفیه آب صنعتی از فیلتر شنی به این منظور استفاده می شود. طراحی و نصب فیلترهای شنی مناسب میتواند بر طول عمر ممبران بیافزاید و از آسیب دیدن آن جلوگیری نماید. آب ورودی به ممبران و دستگاه تصفیه آب صنعتی باید SDI کمتر از 3 داشته باشد که یکی از مراحل رسیدن به SDI مطلوب، استفاده از سند فیلتر می باشد. همچنین پیش تصفیه آب با صافی شنی از پمپ نیز محافظت می کند و لذا یکی از ضروری ترین آیتم های پیش تصفیه، طراحی فیلتر شنی می باشد.
فیلتر شنی تصفیه آب آشامیدنی
یکی از اولین معضلات آب آشامیدنی کیفیت ظاهری آن و وجود ذرات معلق و کدورت در آن می باشد. با استفاده از فیلتر شنی، ذرات معلق حذف شده و کدورت کاهش می یابد. این مواد معلق می تواند اعم از شن و ماسه و یا رسوب های داخل لوله کشی باشد. همچنین نگهداری آسان و ارزان فیلترهای شنی نیز دیگر علت محبوبیت آن در مصارف خانگی و صنعتی است.
فیلتر شنی تصفیه پساب
فیلتر شنی برای تصفیه پساب و فاضلاب در بخش تصفیه پیشرفته قرار دارد. در تصفیه پساب به منظور حذف مواد معلق و آماده سازی آن برای ورود به مراحل بعدی، نیازمند فیلترهای شنی هستیم که باید با توجه به نیاز پروژه و کیفیت پساب، طراحی و نصب شود. فیلترشنی یکی از راه های مقرون به صرفه برای تصفیه پساب کارخانجات می باشد.
فیلتر شنی کشاورزی
در کشاورزی مدرن و استفاده از سیستم آبیاری قطره ای، آب باید عاری از مواد معلق باشد تا به سیستم آسیب وارد نشود. فیلتر شنی راهکاری آسان و مقرون به صرفه می باشد که با استفاده از آن میتوان برگ، گل و لای و … را از آب حذف نمود و آنرا آماده ورود به آبیاری قطره ای کرد.
فیلتر شنی استخر ماهی
فیلتر شنی به منظور تصفیه آب استخر ماهی و حذف فضولات و باقی مانده غذای ماهیان بکار می رود.
نحوه محاسبه ظرفیت فیلتر شنی
برای محاسبه سرانگشتی ابعاد فیلتر شنی عوامل مختلفی از جمله موارد زیر را باید در نظر گرفت.
دبی آب ورودی به فیلترشنی بر اساس متر مکعب در ساعت
میزان کدورت و مواد معلق آب که بر اساس آن میتوان سرعت عبور مناسب آب را پیدا نمود. نرخ سرعت آب بطور سرانگشتی عددی بین 5 تا 20 در نظر گرفته می شود. این عدد دارای واحد متر در ساعت می باشد.
با استفاده از اعداد فوق می توان سطح فیلتراسیون مورد نیاز را محاسبه نمود. برخی از سازنده های فیلتر شنی این عدد (سطح فیلتراسیون فیلتر) را در جدول خود ارائه می دهند. اما در بسیاری موارد باید با استفاده از عدد سطح فیلتراسیون، قطر مورد نیاز فیلتر را به طور حدودی محاسبه نمود و فیلتر مناسب را انتخاب کرد.
نحوه کارکرد و بکواش فیلتر شنی
آب ورودی به فیلتر شنی با فشار مناسب که در صورت لزوم توسط پمپ تامین می شود، وارد فیلتر شده و از لابلای سیلیس ها عبور میکند. در این مرحله ذرات معلق لابلای سیلیس ها به دام می افتد و آب تمیز از نازل هایی که در کف فیلتر تعبیه گردیده، جمع آوری شده و از فیلتر خارج می شود.
یکی از مزایای فیلتر شنی، عدم نیاز به تعویض سیلیس ها در بازه های کوتاه می باشد. تنها با انجام به موقع و صحیح بکواش میتوان به مدت طولانی از سیلیس ها استفاده نمود.
بنا به میزان کدورت و دبی آب ورودی، بعد از مدت زمانی میزان آلودگی ها و ذرات معلق جمع شده لابلای سیلیس ها به حدی افزایش پیدا میکند که باعث افت فشار می گردد. بکواش فیلتر باید در بازه های مشخصی انجام شود. زمان مناسب بکواش به دو عامل اساسی بستگی دارد:
مدت زمان استفاده از فیلتر
افت فشار در دو طرف فیلتر
هر کدام از این موارد زودتر رخ دهد باید فیلتر بکواش شده و مجدد به سیکل تصفیه برگردد.
در حالت بکواش، آب ورودی از نازل های پایینی وارد فیلتر شده و ذرات تجمع یافته لابلای سیلیس ها را شسته و با خود خارج می کند. این آب باید دور ریز گردد و سپس فیلتر به سیکل قبلی برگردد. در انجام عملیات بکواش باید به نکات زیر توجه داشته باشید:
1- جهت انجام بکواش باید از آب تصفیه شده که عاری از مواد معلق است، استفاده شود. در صورتیکه از آب حاوی مواد معلق استفاده شود، راندمان بکواش کاهش می یابد.
2- اصولا دبی بکواش دو برابر دبی سرویس می باشد. این نکته در انتخاب و طراحی پمپ حائز اهمیت است.
3- در بکواش آب از پایین فیلتر وارد شده و شن هایی که بر اثر فشار عبور آب در هم فشرده شده است، از یکدیگر باز می شود. با عبور آب، شن ها تا حدی جابجا می شود ولیکن به دلیل وزن بالا شن ها مجدد به پایین فیلتر می رود اما ذرات معلق گیر افتاده بین شن ها با آب شسته شده و از فیلتر خارج می گردد.
عملیات بکواش در فیلتر فایبرگلاس و فیلتر فلزی بصورت یکسان صورت می گیرد و فقط مدل شیر استفاده شده در آنها متفاوت است.
انواع فیلتر شنی از لحاظ جنس بدنه و نحوه کارکرد
فیلتر شنی بکار رفته در صنعت تصفیه آب با دو مدل جنس بدنه فلزی و فایبرگلاس ساخته و عرضه می شود. هریک از این فیلترها در سایزهای مختلف ساخته می شود که در ادامه توضیح مختصری راجع به هر یک و اینکه در چه شرایطی چه مدلی مقرون به صرفه است، می دهیم. همچنین فیلترهای شنی را می توان از لحاظ شیر بکار رفته در آنها نیز به اتومات و نیمه اتومات و دستی تقسیم کرد. فیلترهای فلزی با چهار شیر فلکه ساخته می شوند که بصورت دستی کار میکنند و لذا در زمان بکواش باید توسط اپراتور تنظیم شوند. ولیکن فیلتر فایبرگلاس را می توان با شیر اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک نصب نمود.
فیلتر شنی فلزی
فیلتر شنی فلزی معمولا سنگین تر از فیلتر فایبرگلاس بوده و حمل و نقل آنها سختتر می باشد. فیلتر فلزی معمولا برای ظرفیت های بالاتر مقرون به صرفه هستند. فیلتر فلزی در ایران ساخته می شود و لذا بر اساس نیاز پروژه و طراحی میتوان آنرا در ابعاد مختلفی ساخت. طراحی و ساخت فیلتر فلزی از آن نظر اهمیت دارد که در پروژه هایی مانند صنایع نفت و گاز که فشار عملیاتی بالا می باشد میتوان از ورق با ضخامت بالاتر استفاده نمود و فیلتر فلزی را مناسب پروژه ساخت.
مشکل اصلی فیلتر فلزی احتمال زنگ زدگی در آنها می باشد که امروزه و با پیشرفت تکنولوژی، پوشش دهی با کیفیت بهتری صورت میگیرد و تا حد زیادی میتوان از این مشکل جلوگیری نمود. کیفیت ساخت فیلترشنی فلزی، استفاده از ورق با ضخامت مناسب، جوش صحیح، پوشش درست آهن گالوانیزه و جاگذاری صحیح نازل های آب، همگی از عوامل موثر بر طول عمر فیلتر فلزی و کارکرد صحیح آن می باشد.
همانطور که توضیح داده شد فیلتر فلزی با شیر فلکه های دستی نصب و بهره برداری می شود که بدان معناست که در زمان عملیات بکواش حضور اپراتور الزامی است.
برای ساخت فیلترهای شنی فلزی ابتدا باید ورق مناسب انتخاب شود و سپس بر اساس ورق انتخابی نوع جوش مشخص می گردد. ضخامت مناسب برای ورق بکار رفته در فیلتر شنی بستگی به فشار کارکرد فیلتر و قطر فیلتر دارد.
در مرحله بعدی ورق باید رول شود و تانک ساخته شود. در واقع با رول کردن ورق یک استوانه تشکیل میشود که بالا و پایین آن باز است. سپس ورق باید رنگ شود که معمولا در سه لایه انجام می شود و قبل از رنگ نمودن باید سندبلاست شود تا رنگ به خوبی روی ورق قرار بگیرد. در مرحله بعدی بالا و پایین تانک با عدسی ها پوشانده می شود. سپس نازل ها داخل فیلتر قرار می گیرد و لوله کشی ها و پایه ها نصب می شوند. در مرحله آخر رنگ نهایی اپوکسی در داخل تانک انجام می گردد. با وجود دریچه منهول بر روی فیلترهای شنی عملیات بستن نازل ها و رنگ اپوکسی داخل با استاندارد بهتری انجام می شود.
فیلتر شنی فایبرگلاس FRP
فیلتر شنی فایبرگلاس یا frp دارای وزن کمتری بوده و حمل و نقل آن آسان تر است. همچنین در سایزهای کوچک تا متوسط معمولا قیمت پایین تری نسبت به مشابه فلزی داشته و مقرون به صرفه تر هستند. علاوه بر اینها در فیلتر FRP دیگر مشکل زنگ زدگی و احتمال آلوده شدن آب بوسیله زنگ آب وجود ندارد. بطور کلی میتوان گفت در موارد استفاده خانگی و یا صنعتی با ظرفیت پایین تا متوسط، فیلتر frp محبوبیت بیشتری دارد. مخصوصا که میتوان از تانک فایبرگلاس با شیر اتوماتیک نیز استفاده نمود و فیلترشنی اتوماتیک داشت که راهبری آن بسیار ساده است.
فیلتر شنی فایبرگلاس اتوماتیک
با استفاده از شیر اتومات فیلتر میتوان فیلتر شنی اتومات داشت. این شیر اتوماتیک باید توسط نیروی مجرب و کارشناس این امر، نصب، تنظیم و راه اندازی شود. بعد از راه اندازی شیر اتوماتیک، عملیات بکواش بنا به برنامه ای که به شیر داده شده است، صورت می گیرد و دیگر نیازی به حضور اپراتور نیست.
استفاده از فیلترشنی اتومات در پروژه های مسکونی، ویلایی، رستوران ها و مکان هایی که نفر فنی مقیم ندارد بسیار رایج می باشد.
فیلتر شنی فایبرگلاس نیمه اتوماتیک
فیلتر شنی با تانک فایبرگلاس را می توان با شیر چند راهه نیمه اتوماتیک نیز نصب و راه اندازی نمود. در این صورت برای انجام عملیات بکواش مجددا نیاز است تا اپراتور قسمت بالای شیر را بچرخاند و در حالت بکواش قرار دهد و بعد از اتمام عملیات شستشو باید مجددا شیر را به حالت سرویس برگرداند.
در فیلترشنی فلزی ضخامت ورق بکار رفته در ساخت فیلتر، بر روی قیمت تمام شده موثر است. (در صورتیکه فشار کاری فیلتر بالا باشد، باید از ورق با ضخامت بیشتر استفاده شود.)
شیر بکار رفته (اتومات یا نیمه اتومات)
ابعاد فیلتر (که متاثر از دبی و کدورت آب ورودی است.)
مزایای استفاده از فیلتر شنی
ساختار ساده
سادگی کارکرد صافی شنی و عدم نیاز به افزودن مواد شیمیایی به آب از جمله مواردی هستند که باعث محبوبیت فیلترشنی در صنعت تصفیه آب گردیده است.
بازدهی بالا
فیلتر شنی برای تصفیه فیزیکی آب و کاهش کدورت و مواد معلق تا 90 میکرون دارای بازدهی بالایی بوده و تنها با بکواش به موقع و صحیح می توان از کاهش راندمان فیلتر جلوگیری نمود.
موارد کاربرد زیاد
به دلیل تنوع بالای فیلترهای شنی میتوان از آنها در واحدهای مسکونی گرفته تا پروژه های صنعتی استفاده نمود. بعنوان مثال از انواع فیلترشنی می توان بعنوان پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب صنعتی استفاده نمود. می توان در تصفیه اولیه و حتی تصفیه نهایی پساب ها از فیلترهای شنی استفاده کرد.
حتی پالایشگاه ها و نیروگاه ها و انواع مختلف صنایع مانند استخرهای پرورش ماهی از فیلترشنی مناسب به منظور تصفیه آب استفاده می کنند.
راهبری ساده
در صورت نصب صحیح، تنها نیاز به بکواش در زمان های مشخصی دارد. راجع به زمان بکواش و چگونگی انجام آن در بالا توضیحاتی ارائه شد.
هزینه نگهداری پایین
در صورت استفاده صحیح از فیلتر و بکواش به موقع، طول عمر سیلیس ها بالا بوده و بعد از چندین سال نیاز به تعویض پیدا می کند که هزینه چندانی ندارد. توجه فرمایید طول عمر سیلیس در فیلتر شنی فایبرگلاس به کیفیت آب ورودی نیز بستگی دارد.
