فیلتر شنی
فیلتر شنی یکی از انواع رایج فیلتراسیون است که از دیر باز مورد استفاده قرار می‌گرفته است. در واقع فلیتر شنی ساخته شده و الگو گرفته شده از طبیعت است. طبیعتی که ذرات معلق و گل و لای آب‌های جاری در آن با عبور از بسترهای شن و ماسه‌ها و توسط آنها جدا می‌شود. حتی نشانه‌هایی از استفاده از نوعی فیلتر شنی به نام فیلتر خشتی متخلخل توسط مصریان باستان جهت تصفیه آب آشامیدنی دیده می‌شود. فیلتر شنی به علت مزایای زیاد، کاربردها و استفاده های فراوانی در مصارف صنعتی و خانگی دارد.
برای آشنایی بیشتر با فیلتر شنی، مزایا، ویژگی‌ها و انواع آن با ما در ادامه همراه باشید و این مقاله را تا انتها مطالعه کنید.
فیلتر شنی و مکانیزم عملکرد آن
مخزن فیلتر شنی یا صافی شنی یک منبع استوانه‌ی،دایره‌ی و یا مربعی شکل است که تحت فشار ساخته می‌شود.جنس بدنه این مخزن با توجه به کاربرد آن درنظر گرفته می‌شود و معمولاً از متریال‌های چون فلز، فولاد، بتن، فایبر گلاس و … ساخته می‌شود. از نوع بتنی آن به دلیل مقاومت و استحکام بسیار بالا در تصفیه خانه‌های بزرگ استفاده می‌شود.داخل ستون فیلترهای شنی بسترهایی از شن سیلیس و یا آنتراسیت قرار می‌دهند. آب ورودی از میان این شن‌ها عبور می‌کند و ذرات و آلاینده‌های موجود در آب که اندازه‌ی بیشتر از ۱۰۰ میکرون را دارند، در میان شن‌ها اسیر می‌شوند و نمی‌توانند با جریان آب همراه بمانند. در نتیجه آب به صورت پاکسازی شده از این فیلتر شنی خارج می‌شود. بسترهای قرار گرفته درون فیلترهای شنی به منظور کاهش خوردگی نازل‌ها از ۳ تا ۶ لایه تشکیل می‌شود. هر لایه دانه‌هایی با جنس‌های مختلف و اندازه های متفاوت دارد. لایه‌های سیلیس از ریزترین اندازه سیلیس از بالاترین نقطه‌ی مخزن شروع و به درشت ترین اندازه در انتهای مخزن می رسد. این لایه‌ها به صورتی قرار می‌گیرند که ابتدا ذرات معلق با اندازه‌ی بزرگتر از آب گرفته شود و سپس لایه به لایه این فیلتر دقیق‌تر عمل می‌کند و ذرات کوچکتری را از آب جدا می‌کند. به این ترتیب نازل‌ها در معرض تماس مستقیم با ذرات بزرگتر قرار نمی‌گیرند و کمتر دچار استهلاک می‌شوند.
سیلیس‌ها و شن‌ها به کار رفته در فیلتر شنی شامل: ایلمینات‌ها(سیلیس‌های فشرده)، سیلس‌های معمولی و آنتراسیت‌ها (نوعی کربن سخت و مشکی رنگ) می‌شود.
به تدریج و با گذشت زمان به دلیل جمع شدن ذرات معلق درون فیلتر شنی، فولینگ صورت می‌گیرد که باعث گرفتگی فیلتر و در نتیجه کاهش افت فشار آب خواهد شد. به همین دلیل بعد از گذشت مدت زمانی معین و یا با افت فشار بیش از حد، فیلترهای شنی را برای بهبود عملکرد و افزایش فشار شستشو می‌دهند.
انواع فیلتر شنی براساس نوع قرار گیری
براساس نحوه و نوع قرارگیری فیلترهای شنی به دو دسته زیر تقسیم می‌شوند:
فیلتر شنی افقی
فیلنر شنی افقی یا خوابیده برای ظرفیت‌ها و حجم‌های بزرگ ساخته شده است . از این مدل فیلتر در سیستم‌های صنعتی با ظرفیت بالا مثل سیستم‌های تصفیه آب شهری یا کارخانجات بزرگ استفاده می‌شود و توانایی تصفیه آب با دبی بیشتر از ۶۳ متر مکعب در ساعت را دارد.
برای اینکه فیلتر شنی افقی توانایی تصفیه حجم‌های زیاد آب را داشته باشد، مسلماً از لایه‌های بیشتر و حجیم‌تر سیلیس ساخته شده است. برای اینکه بدنه این فیلتر تحمل این حجم و وزن را داشته باشد باید در ساخت آن از متریالی که مقاومت و ضخامت کافی را داشته باشد، استفاده کرد. همچنین پایه مخازن فیلتر شنی افقی باید به گونه‌ی طراحی شود که تحمل وزن بالایی آن را داشته باشد.
فیلتر شنی عمودی
فیلتر شنی عمودی یا ایستاده یکی از انواع فیلتر شنی‌ها بسیار پر کاربرد در صنعت است. این مدل برای استفاده در سیستم‌هایی با ظرفیت‌های پایین و متوسط و حداکثر تا ۸۵ متر مکعب در ساعت طراحی و ساخته شده است.
مقایسه فیلتر شنی افقی با فیلتر شنی عمودی
- در سیستم‌های بزرگ و با ظرفیت زیاد مدل افقی نسبت به مدل عمودی کارایی بیشتری خواهد داشت.
- در سیستم‌های بزرگ و با ظرفیت زیاد مدل افقی نسبت به مدل عمودی مقرون به صرفه تر است.
- فیلتر شنی افقی وزن بسیار بیشتری دارد.
- در سیستم‌های کوچک و با ظرفیت سبک و نیمه سنگین مدل عمودی نسبت به مدل افقی کارایی بیشتری دارد.
- فیلتر عمودی رایج‌تر و پرکاربردتر است.
انواع فیلتر شنی براساس فشار آب ورودی
فشار آب هنگام ورود و عبور از فیلتر شنی، در طراحی انواع فیلترهای شنی تفاوت ایجاد می‌کند. انواع فیلتر شنی با توجه به فشار آب ورودی عبارتند از:
فیلتر شنی آرام (Slow Sand Filter)
- با فشار طبیعی و بدون اعمال نیروی فشار عمل می‌کند.
- نهایت آب تصفیه شده خروجی در ۲۴ ساعت، در بستری با مساحت یک مترمربع، تنها ۳ مترمکعب است.
- سرعت بسیار پایینی دارد.
- مناسب برای به کارگیری در سیستم‌های تصفیه صنعتی، روستایی و خانگی کوچک است.
- مساحت بستر شن در این نوع فیلتر شنی با توجه به کاربردی بین ۳۰۰ تا ۸۰۰ متر در نظر گرفته می‌شود.
- بسیار کم هزینه است.
- بدون افزودن مواد شیمیایی طعم و بوی نامطبوع آب را از بین می‌برد.
فیلتر شنی تند ثقلی
این نوع از صافی شنی در واقع همان فیلتر شنی آرام است با این تفاوت که در آن برای افزایش فشار آب مساحت بستر را به ۴۰ تا ۱۰۰ متر مربع کاهش داده‌اند. ویژگی‌های فیلتر شنی تند ثقلی:
- سرعت خروجی بیشتری نسبت به نوع فیلتر شنی آرام دارد.
- احتمال فولینگ و گرفتگی در فیلتر شنی تند ثقلی بسیار بیشتر است.
- به دلیل فولینگ بیشتر نیاز به شستشوی بیشتری نیز پیدا می‌کند.
فیلتر شنی تند تحت فشار
فیلتر شنی تند بیشتر از دیگر انواع فیلترهای شنی مورد کاربرد قرار می‌گیرد. از این نوع فلیتر در سیستم‌های صنعتی، خانگی و به خصوص در استخر استفاده می‌شود. در فیلتر شنی تند تحت فشار یک پمپ باعث افزایش فشار وارد شده به فیلتر می‌شود. در نتیجه سرعت تصفیه فیلتر شنی تند بالاتر رفته و طی مدت زمان کوتاهتری آب تصفیه می‌شود.
کاربردهای فیلتر شنی
همان طور که گفتیم فیلترهای شنی کاربردهای گسترده‌ی در انواع صنایع دارند. برخی از این کاربردها عبارتند از:
- تصفیه آب استخر خانگی و عمومی
- پیش تصفیه در سیستم‌های تصفیه RO
- تصفیه فاضلاب
- تصفیه آب آشامیدنی
- استفاده در استخرهای پرورش ماهی
- تصفیه آب مصارف کشاورزی
- استفاده در برج‌های خنک کننده
- تصفیه آب حوضچه‌های خنک سازی صنایع شیشه
- تصفیه آب در صنایع رنگ سازی
- پالایش آب در صنایع غذایی
- فیلتراسیون آب در صنایع لاستیک و پلاستیک سازی
- فیلتراسیون کلیه سیستم‌های حرارتی، برودتی
- پالایش آب در نیروگاه و پالایشگاه
مزایای تصفیه آب با فیلترهای شنی
فیلترهای شنی به دلیل مزیت‌های زیادی که دارند، بسیار مورد کاربرد و استفاده قرار می‌گیرند. از جمله مزیت‌های این سیستم فیلتراسیون می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- قیمت مناسب
- نصب، نگهداری و تعمیرات آسان و کم هزینه
- مناسب برای ظرفیت‌ها و سرعت‌های متفاوت
- قابلیت شستشوی اتوماتیک یا بک واش
نکاتی که هنگام خرید فیلتر شنی باید در نظر گرفت
هنگام خرید فیلتر شنی باید پارامترهای متفاوتی را با توجه به کاربرد و شرایط استفاده در نظر گرفت که مهم‌ترین آن‌های موارد زیر است:
- ویژگی‌های بدنه: متریال ساخت بدنه را از این نظر که فیلتر دارای استحکام و مقاومت لازم باشد را در نظر بگیرید. همچنین ضخامت بدنه نیز باید متناسب با ظرفیت و اندازه فیلتر و مطابق با استانداردهای جهانی باشد. پوشش داخلی بدنه نیز باید از رنگ دولایه و اپوکسی باشد تا کمتر آسیب ببیند.
- دریچه های دسترسی: برای جایگذاری بسترهای سیلیس درون فیلتر شنی نیاز به دریچه دست رو و برای عایق کردن بدنه داخلی فیلتر نیاز به دریچه آدم رو دارید. در هنگام خرید به این دو دریچه و میزان دسترسی آنها توجه کنید.
- اندازه سیلیس: اندازه، نوع و قطر بسترهای سیلیس باید متناسب با کاربرد آن انتخاب شوند.
- قطر و سایز فیلتر شنی: از آنجایی که معمولاً مخزن‌های فیلتر شنی فضای زیادی را اشغال می‌کند، باید نوع و اندازه آن را متناسب با فضای کار خود در نظر بگیرید.
