فیلتر شنی چیست؟

رپورتاژ

فیلتر شنی با فیلتراسیون فیزیکی آب باعث حذف ذرات معلق و کدورت موجود در آب می شود. در این سیستم، آب حاوی کدورت از بستری که دارای دانه‌های شن و سیلیس می باشد عبور داده میشود. 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، بدست می آید.

استفاده از فیلتر شنی یکی از بهترین روشها برای کاهش غلظت جامدات معلق در آب می‌باشند. این فیلترها دارای بستری شامل یک یا چند نوع لایه، که هر لایه محتوی ذراتی از جنس سنگ، گرانیت و یا دانه های آنتراسیت هستند، می باشند. دانه بندی و اندازه این ذرات نیز با هم تفاوت دارد.

اجزای فیلتر شنی

ساختار فیلتر شنی تصفیه آب پیچیدگی زیادی ندارد و کاملا ساده است. بدنه این دستگاه استوانه‌ای شکل و از جنس فولاد یا فایبرگلاس است و بر اساس استاندارد‌های معتبر ساخته می شود. همچنین بر حسب اندازه دارای یک یا دو هندهول می باشد.

این فیلترها هم بصورت عمودی و هم بصورت افقی ساخته می شوند. قطر فیلترهای عمودی استاندارد از حدود 0.5 تا 3 متر و ارتفاع آن بین 0.5 الی 2.5 متر می باشد.

بخش های اصلی فیلتر شنی معمولاً شامل موارد زیر است:

مخزن: ظرفی که بستر سیلیس دانه بندی شده را در خود جای می دهد. مخازن فیلترهای تحت فشار از ورق فولادی به ضخامت مناسب ساخته شده و با پوشش های ضدخوردگی از نوع اپوکسی، اصولا به رنگ آبی رنگ آمیزی می شوند. برای پسابهای خورنده و در کاربریهای خاص، بدنه فیلتر شنی از جنس فایبرگلاس و یا استنلس استیل تولید میشود.

بستر تصفیه: لایه‌ای از شن که ناخالصی‌های آب را به دام می‌اندازد.

لوله ورودی: فلنج و لوله‌ای که آب وارد مخزن می شود.

لوله خروجی: فلنج و لوله ای که آب تصفیه شده از فیلتر خارج می شود.

سیستم پاشش: شبکه ای از لوله ها یا لوله ها که آب را به طور یکنواخت در سراسر بستر فیلتر شن توزیع می کند.

سیستم بکواش: سیستمی که جریان آب را از بستر فیلتر معکوس می کند تا زباله های انباشته شده را خارج و حذف کند.

دریچه تخلیه: دریچه یا خروجی که امکان حذف آب بک واش را فراهم می کند.

گیج اندازه گیری فشار: دستگاهی است که فشار داخل فیلتر را اندازه گیری می کند تا مشخص کند چه زمانی فیلتر نیاز به شستشوی معکوس دارد.

شیر تخلیه هوا: ونتی است که هوای محبوس شده در داخل فیلتر را آزاد می کند تا از افزایش فشار جلوگیری کند.

شیر چندراهه: دریچه ای است که عملکردهای مختلف فیلتر مانند صافی  شنی کردن، شستشوی معکوس، شستشو و تخلیه را امکان پذیر می کند.

اجزای خاص یک فیلتر شنی بسته به طراحی و کاربرد مورد نظر فیلتر ممکن است متفاوت باشد.

فیلترشنی چگونه کار میکند؟

نحوه کار فیلترشنی بدین شکل است که ابتدا آب کثیف از لوله ورودی وارد مخزن میشود. با فشار پمپ، آب به سمت پایین هدایت میشود. در حین گذر از بین شن و ماسه‌های ریز، مواد زائد، اضافی و آشغالها در لابلای آنها به دام میفتند. در نهایت آب تمیز از نازلهایی با سوراخهای بسیار ریز که در کف مخزن تعبیع شده از آن خارج میشود.

همانطور که ذکر شد فیلتر شنی عمدتا برای حذف مواد معلق استفاده می شود.  بازدهی و عملکرد آن میتواند بین 50 تا 99.99٪ متفاوت باشد. بسته به اینکه آیا مواد کمکی دیگر (مانند مواد منعقد کننده یا فلوکیولنت) استفاده میشود یا خیر؟ همچنین با استفاده از آنها علاوه بر مواد معلق، COD، BOD، نیتروژن، فسفات، و همچنین فلزات غیرحلال نیز از پساب حذف می شوند.

کاربردهای دستگاه فیلتر شنی در تصفیه آب

مهمترین کاربردهای فیلتر شنی عبارتند از:

• تصفیه آبهای با کدورت بالا.
• پیش تصفیه دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس (RO).
• فیلتراسیون آب استخر‌ها گرفتن فلاگهای تصفیه شیمیایی
• فیلتراسیون آب ورودی جکوزی‌ها
• تصفیه پیشرفته فاضلابهای صنعتی و انسانی.
• گرفتن فلاکهای تصفیه شیمیایی.
• زلال سازی و شفاف سازی آب رودخانه‌ها
• تصفیه آب برج خنک کن
• تصفیه آب استخرهای پرورش ماهی.
• تصفیه نهایی فاضلاب
• فیلتراسیون آب های خاکستری
• فیلتراسیون آب های سطحی
• حذف آهن تصفیه آب شهر

قیمت فیلتر شنی

قیمت فیلتر شنی بر حسب جنس بدنه، دبی آب ورودی جهت تصفیه بر حساب مترمکعب بر ساعت، کیفیت قطعات مورد استفاده در ساخت دستگاه و… بین 19 میلیون تومان تا 680 میلیون تومان متغیر می باشد.

واضح است که با توجه به نوسانات قیمت مواد اولیه در بازار، قیمت و هزینه ساخت فیلتر شنی در هر زمان متغیر خواهد بود. همچنین نیازهای خریداران این محصول نیز متفاوت است. تنوع ظرفیت مخزن و ضخامت ورق، نوع لوله کشی و همچنین کیفیت سیلیس، همه از مواردی هستند که باعث میشود نتوان یک لیست قیمت ثابت برای فیلتر شنی ارائه داد.

شرکت ناب زیست این تعهد را به خریداران می دهد همواره از زمان خرید و اعلام قیمت فیلترشنی تا هنگام نصب اطلاعات کافی را در اختیار خریدار قرار دهد.

انواع فیلتر شنی

به دلیل تنوع بالای فیلترهای شنی از حیث ساختار، عملکرد و ابعاد، امکان استفاده از این دستگاه ها در فضاهای مختلف از واحدهای مسکونی گرفته تا پروژه های بزرگ صنعتی وجود دارد.

تنوع اشکال و ظرفیتها این امکان را فراهم آورده است که در فضاهای مختلف از نیروگاهها و پالایشگاهها گرفته تا واحدهای کوچک صنعتی و تجاری قابل نصب و تعبیه باشند. همچنین بسته به نوع عملکرد، میتوان از این تجهیزات در فرآیند پیش تصفیه (پالایش اولیه)، تصفیه ثانویه و یا به عنوان فیلترهای جانبی استفاده کرد.

انواع فیلتر شنی از لحاظ نوع نصب و قرار گیری

صافی شنی را براساس نوع قرار گیری آن میتوان در دو نوع افقی و ایستاده طراحی و نصب کرد.

فیلتر شنی افقی (خوابیده)

فیلتر شنی افقی به عنوان یک مخزن بزرگ و بیضی شکل ساخته شده است که به چندین محفظه تقسیم می شود که هر محفظه حاوی لایه ای از سیلیس با اندازه های مختلف است.

آبی که باید تصفیه شود از انتهای مخزن وارد می شود و به صورت افقی از میان لایه های شن جریان می یابد، جایی که جامدات معلق، رسوبات و سایر ناخالصی ها به دام افتاده و حذف می شوند. سپس آب تصفیه شده در انتهای مخالف از مخزن خارج شده و برای استفاده یا تصفیه بیشتر آماده است.

فیلترهای شنی افقی معمولاً در تصفیه خانه های آب شهری، استخرهای شنا و کاربردهای صنعتی که حجم زیادی از آب نیاز به تصفیه دارد استفاده می شود.

فیلتر شنی عمودی (ایستاده)

برخلاف فیلترهای شنی افقی، آب در فیلتر شنی عمودی از بالا به پایین در بستر فیلتر جریان می یابد.

فیلترهای شنی عمودی معمولاً به شکل استوانه ای هستند. آبی که باید تصفیه شود از بالای فیلتر وارد می شود و از طریق بستر شن و به سمت پایین نفوذ می کند، جایی که ناخالصی ها به دام افتاده و حذف می شوند. سپس آب فیلتر شده از فیلتر پایین خارج شده و برای استفاده یا تصفیه بیشتر آماده است.

صافی های شنی عمودی معمولاً در کاربردهایی مانند تصفیه آب های زیرزمینی، تصفیه فاضلاب صنعتی و در برخی از سیستم های فیلتراسیون استخرهای شنا استفاده می شوند. مدل های عمودی ابعاد جمع و جورتری دارند و به فضای کمتری نسبت به فیلترهای شنی افقی نیاز دارند.

مزایای استفاده از فیلتر شنی

استفاده از فیلترهای شنی در فرآیند تصفیه آب و پساب دارای مزایای متعددی است. این تجهیزات در عین داشتن یک ساختار ساده، بازدهی بالایی در پالایش آب و تصفیه سازی آب­های سنگین و نیمه سنگین دارا هستند. مزیت اصلی استفاده از صافی شنی استفاده از یک سیستم ساده است که در بسیاری از موارد می تواند بازدهی بسیار بالایی داشته باشد.

فیلتر شنی می تواند در مراحل مختلف مدیریت تصفیه آب قرار گیرد. به عنوان پیش تصفیه، به عنوان فیلتر جریان جانبی و به عنوان یک فیلتر نهایی و تکمیلی. به صورت کلی میتوان گفت این فیلتر اغلب یک پساب با قابلیت استفاده مجدد را فراهم می کند.

معایب فیلترهای شنی

بعضی اوقات باید مواد شیمیایی برای بهبود عملکرد این فیلترها اضافه شوند. یکی از اشکالات فیلتراسیون شنی پسابی است که هنگام شستشوی فیلتر ایجاد می شود. این آب به شدت آلوده باید تصفیه و دفع شود. برای محدود کردن بار بر روی فیلتر شنی، یک مرحله اولیه ته نشینی برای فاضلاب های سنگین (دارای مقدار زیادی مواد معلق و دارای نشست) اجرا می شود. این کار کمک می کند تا از شستشوی تکراری فیلتر جلوگیری شود.

صافی های شنی متناوب و ناپیوسته اغلب به صورت موازی قرار می گیرند تا در هنگام فرآیند تمیز کردن یکی از فیلتر ها، فیلتر دیگر به کار خود ادامه دهد.

عوامل موثر بر کارکرد فیلتر شنی در فرآیند تصفیه آب

فیلتراسیون روشی است که در آن با استفاده از لایه های متخلخل میزان ذرات معلق موجود در مایع کاهش داده می شود. بسیاری از عوامل در کارکرد مناسب فیلترهای شنی موثر هستند. مهمترین عوامل در کارکرد مناسب فیلترهای شنی و رسیدن به حداکثر راندمان به شرح زیر می باشند:

1- دانه بندی و شکل ذرات تشکیل دهنده بستر:

اندازه و شکل دانه های بستر تاثیر عمده ای در کارایی فیلتر دارد. دانه بندی شن یا آنتراسیت بر اساس دو عامل اندازه موثر و ضریب یکنواختی تعیین می شود. اندازه موئر اندازه ای است که 10% از ذرات داخل بستر، اندازه ای کوچکتر از آن و 90% از ذرات اندازه ای بزرگتر از آن داشته باشد.

2- سرعت عبور آب از بستر:

کیفیت آب فیلتر شده بستگی چندانی به سرعت آب عبوری از روی بستر ندارد. ولی سرعت آب عبوری و میزان ذرات موجود در آن رابطه مستقیم با مدت زمان بهره بردای بین دو شستشو و افت فشار آن دارد. افت فشار در صافی نمایانگر مسدود شدن خلل و فرج بستر صافی است. افت فشار بستگی به زمان کارکرد و سرعت آب عبوری دارد.

3- روش شستشوی صافی شنی:

بر اساس نوع و ابعاد فیلتر شستشو با استفاده از آب به تنهایی و یا شستشو با استفاده از آب و هوا انجام می شود. در شستشو با آب باید سرعت و فشار آب در حدی باشد تا حجم بستر را 15% افزایش دهد تا ذرات از هم فاصله گرفته و ذرات به دام افتاده از بستر خارج شوند. در فیلترهای با سایز بالا آب به تنهایی توانایی بر هم زدن بستر فیلتر را ندارد به همین منظور از هوا برای بر هم زدن بستر استفاده می شود.

طراحی فیلتر شنی

در طراحی و محاسبه فیلتر شنی فاکتورهای مختلفی باید مد نظر قرار بگیرد. از جمله فاکتورهای بسیار مهم سرعت خطی آب است. در حالت عادی به طور معمول برای آب استخر 20 متر در ساعت را برای سرعت خطی آب در نظر میگیرند. همچنین نوع استخر، از لحاظ عمومی و یا خصوصی بودن نیز در این محاسبه تاثیر گذار خواهد بود. فرآیند تصفیه را نیز از لحاظ زمانی آن را بین سه تا هشت ساعت در نظر میگیرند.

برای بیشتر شدن اثر فیلتر، باید مطمئن شد آب در دبی بهینه خود می باشد. بررسی آزمایشها نشان می دهد که سرعت بالای جریان روی فیلتراسیون و زمان لازم برای جمع کردن آلودگی ها تاثیر دارد. سرعت بالای جریان، سبب کوتاه تر شدن زمان فیلتراسیون گشته و تصفیه را مشکل تر خواهد کرد.

“سرعت بالا” به معنی سرعتی بیش از حد معین در لوله می باشد که با ft/sec یا gpm/ft2 مورد سنجش قرار میگیرد. به عنوان مثال سرعت 10 fps سرعت بالایی است. این مقدار حدودا 70 gpm در لوله PVC 1 اینچی و 100gpm برای لوله PVC 2 اینچی مطلوب خواهد بود.

فرآیند بک واش صافی شنی  (backwash)

کیفیت فیلتراسیون فیلترهای شنی با جذب ذرات و مواد آلوده و نگهداشتن آن ها بروی سطح سیلیس به مرور زمان از دست میدهند. و نیاز به احیا و نظافت خواهند داشت. عملیات بک واش یا همان پس شویی در فیلتر شنی زمانی انجام میشود که نشانگرهای فشار در ورودی و خروجی فیلترشنی افت را نشان دهند.

در واقع هدف از این عمل رفع گرفتگی فیلتر است و به صورت دوره ای انجام می شود. در انجام آن آب از سمت بستر، برعکس حالت عادی، به سمت فیلتر پمپ می شود. این کار برای چند دقیقه ادامه پیدا میکند. نرخ جریان آب نیز بین 3 تا 10 متر مکعب بر متر مربع در هر ساعت است. بر اساس میزان استفاده از فیلتر، به طور معمول هر چند روز یک بار بکواش برای احیای سیستم لازم است.

نکات مهم هنگام خرید فیلتر شنی

هنگام خرید فیلتر شنی باید به یک سری نکات توجه داشته باشید. این نکات مهم عبارتند از:

جنس بدنه و ضخامت آن: اگر جنس بدنه صافی شنی از فولاد باشد، استحکام و دوام آن بالاتر و بهتر است و مطابق با استانداردهای جهانی می باشد. ضخامت بدنه نیز براساس سایز و ظرفیت فیلتر محاسبه می شود.

پوشش بدنه: فیلترهای شنی به دلیل کاربردشان کمی حساس و آسیب پذیر هستند، به همین دلیل باید در پوشش داخلی بدنه آنها، حتما از رنگ دولایه و اپوکسی استفاده شود. برای پوشش خارجی فیلتر نیز بهتر است از دو لایه رنگ روغنی استفاده گردد.

دریچه های دسترسی: فیلترهای شنی باید دارای دو دریچه دست رو و آدم رو باشند. برای ریختن سیلیس داخل فیلتر به دریچه دست رو نیاز دارید و برای عایق کردن داخل فیلتر به دریچه آدم رو نیاز خواهید داشت. اگر یک فیلتر شنی فاقد دریچه آدم رو بود، می توانید هر دو کار را از دریچه دست رو انجام دهید.

اندازه سیلیس: هنگام خرید فیلترهای شنی حتما به اندازه و سایز سیلیس توجه کنید زیرا با توجه به فعالیت شما اندازه دانه های سیلیس و قطر آنها تعیین و انتخاب می شود.

قطر و سایز منبع: به قطر و سایز منبع دستگاه توجه کنید و مطمئن شوید از درب محل کار شما عبور کند و به خوبی در محل مورد نظر نصب و تعبیه شود.

نوع جوشکاری: به نوع جوشکاری روی بدنه فیلتر دقت نمایید. برای دوام بیشتر دستگاه و جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی بهتر است جوشکاری بدنه به شکل اتومات انجام شده باشد.