در این مقاله به نحوه عملکرد فیلتر شنی آرال‌سو گام‌به‌گام پرداخته‌ایم، فیلتر شنی آرال سو روشی بهینه برای فیلتر ذرات ارگانیک مانند جلبک و غیرارگانیک نظیر روغن از منابع آبی ارایه کرده است. در فیلتر شنی از دانه‌های شن سیلیس به عنوان ماده فیلتر کننده استفاده می‌شود. در نحوه عملکرد فیلتر شنی، فیلتر شنی‌های آرال‌سو، توانایی تصفیه آب به میزان ۷۵ میکرون را دارا هستند. این نوع فیلترها هزینه نگهداری و تعمیرات اندکی دارند و از این رو جزو روش‌های مقرون به صرفه فیلتراسیون محسوب میشوند. فیلتر شنی‌های آرال‌سو از ورق‌های فولادی مخصوص مخازن تحت فشار (۳۷ -ST) با ضخامت بالا ساخته شده است و برای پوشش بدنه از اپوکسی استفاده شده است.
راهنما و توضیحات فیلتر شنی آرال‌سو
فهرست محتوا
نحوه عملکرد فیلتر شنی این فیلتر ذرات معلق بزرگتر از 100 میکرون را از آب حذف می‌کند. جنس بدنه‌ی این فیلترها می‌تواند فلزی، بتنی یا فایبر گلاس باشد. بدنه‌های فلزی از ورق های گالوانیزه، بتنی از بتن FRP و فایبر گلاس از کامپوزیت‌های فشرده ساخته میشوند. فیلترهای شنی با بدنه‌ی بتنی بسیار مقاوم بوده و در پالایشگاه‌های با ظرفیت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. فیلترهای شنی مخزن‌هایی اند که دارای شیر ورودی و خروجی و نازل‌هایی با پوشش ماسه و سیلیس می‌باشد و ذرات معلق آب با عبور از این مخزن حذف میشوند.
فیلترهای شنی دارای نقش بسیار مهمی در سیستم‌های فیلتراسیون آب را دارا هستند. آن‌ها براساس نوع خاصی از عملکرد، انواع مختلفی دارند. اگرچه از ساختارهای مختلفی برخوردارند، اما هدف اصلی آن‌ها تصفیه و پاکسازی آب است. ما به شما نحوه عملکرد فیلتر شنی را در ادامه مطلب گام لخ گام توضیح داده‌ایم.
انواع فیلتر شنی
فیلتر شنی آهسته
این نوع فیلتر در طبیعت رایج است و بدون هیچگونه فشار خارجی کار می‌کند. آب در بستر ماسه‌ای با سرعتی آرام و طبیعی حرکت کرده و در مساحت یک متر مربع در شبانه روز، حدود 3 متر مکعب آب تصفیه شده تولید می‌کند. به دلیل سرعت بسیار پایین این روش از آن در محیط‌هایی که نیاز به آب تصفیه شده کم است استفاده می‌شود مثلا تصفیه خانه‌های شبکه آب روستایی.
فیلترگرانشی سریع شنی
این دسته از فیلترها، به فیلترهای شنی آهسته شباهت دارند و تنها تفاوتشان مساحت بستر شنی است که آب از آن عبور می‌کند. در این فیلترها پوشش ماسه و سیلیس 40 تا 100 متر مکعب و در فیلتر شنی نرم، مساحت بستر شنی 300 تا 800 متر مربع است. این بستر کوچک ماسه باعث افزایش سرعت و فشار آب می‌شود ولی به علت بستر کوچک ماسه، بستر شنی سریع تر کثیف می‌شود و نیاز به شست و شوی بیشتری نسبت به فیلتر شنی اهسته دارد.
فیلتر فشار سریع شن و ماسه
این یکی از پرکاربردترین فیلترهای شنی است که در محیط‌هایی که مقدار مصرف آب تصفیه شده زیاد می‌باشد استفاده می‌شود. در این فیلترها به دلیل وجود پمپ، آب با فشار بیشتری وارد شده و سرعت عبور آن از بستر ماسه‌ای افزایش یافته و در مدت زمان کمتری، آب تصفیه شده‌ی بیشتری نسبت به دو روش قبل بدست می‌آید.
کاربرد فیلتر شنی
فیلترهای شنی به دلیل یک سری مزایا که در ادامه به بررسی آن خواهیم پرداخت در بسیاری از محیط‌های خانگی، صنعتی، استخر ها و… مورد استفاده قرار می‌گیرد که مهم ترین آن‌ها عبارتند از:
- دستگاه تصفیه آب استخر
- تصفیه ی فاضلاب
- تصفیه ی آب کشاورزی
- پیش تصفیه ی اسمز معکوس
- فیلتر شنی برج خنک کننده
- دستگاه تصفیه ی آب آشامیدنی
مزایای تصفیه‌ی آب با فیلتر شنی
- قیمت به صرفه و مناسب
- نصب، نگهداری و تعمیر آسان
- قدرت تصفیه آب بالا با حذف ذرات بزرگتر از 100 میکرون
- تنوع بسیار بالا از نظر ظرفیت آب عبوری و فیلتر‌شنی
- بکواش (شست و شوی معکوس) آسان
معایب تصفیه‌ی آب با فیلتر شنی
- کمترین کارایی در بین انواع فیلتر های استخر در مقایسه با سیستم های فیلتراسیون پیشرفته تر
- عدم توانایی حذف ذرات بسیار کوچک و ویروس ها
- نیاز به بکواش یا همان شست و شوی معکوس منظم
- هزینه ی اضافی برای تصفیه ی آب دفع شده
نحوه عملکرد فیلتر شنی
پمپاز آب به سیستم
همان‌طور که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید آب پمپاژ شده از طریق کولکتور ورودی سیستم، وارد فیلترهای شنی می‌شود. در این نوع از فیلترها از شن سیلیس به عنوان ماده فیلتر کننده استفاده می‌شود که 2/3 فضای فیلتر را تشکیل داده است و قادرند ذرات آلی و غیرآلی مختلفی را از آب جدا کنند. این نوع فیلترهای آرال سو توانایی تصفیه آب به میزان ۷۵ میکرون را دارا هستند که این نشان‌دهنده کارآیی بالای آن‌ها در فیلتراسیون است.
جداسازی ذرات از آب
به عنوان مثال فیلترهای شن تحت فشار که از تصویر بالا مشخص است، آب وارد شده به فیلترها از محتوایت فیلترهای شنی عبور می‌کنند و در این فرآیند suspended solids (ذرات معلق در آب)، توسط سیلیس‌ها به نحو احسن گرفتار میشوند، در فرآیند فیلتراسیون، ذرات معلق در آب توسط لایه‌های شن و ماسه گرفتار میشوند و کاملا از آب جدا میشوند.
خروج آب تمیز
همان طور که در مراحل قبل در این در نحوه عملکرد فیلتر شنی به شما توضیح دادیم، با جریان پیدا کردن آب در داخل فیلتر شن و بعد از گرفتار شدن ذرات معلق در دام سیلیس‌ها نوبت به استخراج آب تمیز می‌رسد، آب پاکسازی شده از ذرات معلق به نازل‌های موجود در کف مخزن هدایت می‌شود و از سیستم خارج می‌شود. اما با گذشت زمان و انباشت ذرات معلق در سطح شن، افت فشاری در فیلتر ایجاد می‌شود که در این حالت، به فرآیند بکواش نیاز داریم که در ادامه به آن پرداخته ایم.
حالت بکواش (شست و شوی معکوس)
در نحوه عملکرد فیلتر شنی چرخه‌ی فیلتراسیون تا زمانی ادامه داره که انباشته شدن ذرات در سطح شن افت فشار معینی را در فیلتر ایجاد کند که در این هنگام شیر بکواش اتومات از طریق دستور تابلو وضعیت خود را به حالت بکواش(شستشوی معکوس) قرار می‌دهد که این عمل باعث شروع چرخه بکواش در سیستم فیلتراسیون خواهد شد، توامان با بکواش عمل فیلتراسیون هم چنان ادامه دارد.
بکواش یا همان شست و شوی معکوس، بعد از مدتی، عبور آب از فیلتر شنی باعث می‌شود ذرات معلق آن روی شن و سیلیس و روی نازل باقی مانده و کیفیت آب خروجی کاسته شود. برای حل این مشکل باید شست و شو انجام گیرد. در فیلترهای شنی این شست و شو به صورت بکواش صورت می‌گیرد، بدین صورت که آب با فشار در خلاف جهت جریان آب در حالت عادی فیلتراسیون حرکت کرده از نازل‌های داخل مخزن عبور می‌کند و سیلیس و شن و نازل را از ذرات معلق تمیز می‌کند.
انواع بکواش
دستی
در نحوه عملکرد فیلتر شنی وقتی کشاورز متوجه انسداد یا کثیف شدن فیلترها می‌شود، شیر ورودی که به یک سه راه متصل هست را می‌بندد و سه راه را باز می‌کند بدین ترتیب ورودی تبدیل به خروجی می‌شود.پس از آن شیر خروجی اصلی که پایین‌تر قرار دارد و ساختاری مشابه با شیر ورودی دارد را می‌بندد و پس از باز کردن سه راه، خروجی تبدیل به ورودی می‌شود بدین صورت آب تمیز حاصل از فیلتر کناری به صورت برعکس وارد فیلتر مورد نظر شده و عمل شست و شو انجام می‌شود.
اتومات
در نحوه عملکرد فیلتر شنی این حالت خود فیلتر مجهز به یک تابلو کنترلر هوشمند می‌باشد، که در صورت دریافت اختلاف فشار ورودی و خروجی فرمان باز شدن شیر هیدرولیکی را می‌دهد. به این ترتیب ورودی و خروجی آب به صورت اتومات با یکدیگر عوض میشوند و عمل بکواش صورت می‌گیرد.
تخلیه ذرات
برای تمیز شدن فیلتر می‌بایستی جهت جریان آب معکوس شده و آب از انتهای مخزن وارد فیلتر شود که این عمل باعث جدا شدن سیلیس‌ها و suspended solid ها از هم و هدایتشان به سمت دریچه خروجی و در نهایت تخلیه آن‌ها از طریق کولکتور خروجی بکواش خواهد شد. پس از اتمام فرآیند بکواش، چرخه فیلتراسیون به حالت عادی باز می‌گردد.
فیلترهای شنی را می‌توان به صورت تمام اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک با استفاده از واحد کنترلر الکترونیکی یا هیدرولیکی بکواش کرد.
فیلتر شنی آرال‌سو
عوامل موثر بر نحوه عملکرد فیلتر شنی
شست و شوی دوره ای
شست و شوی فیلترهای شنی باید به درستی انجام گیرد و گرنه دبی خروجی آب کاهش یافته و راندمان دستگاه کم می‌شود. در شست و شوی فیلتر شنی از آب یا ترکیب آب و هوا استفاده می‌شود. هنگام شست و شو با آب، حجم بستر افزایش پیدا می‌کند و باعث عبور ذرات معلق آب از بین دانه‌های شن و سیلیس و نوزل می‌شود. در فیلترهای بزرگ تر که آب نمی‌تواند به تنهایی بستر فیلتر را به اندازه کافی جا به جا کند از ترکیب آب و هوا استفاده می‌کنیم.
دانه بندی
دانه بندی پارامتری است که با ضریب یکنواختی و اندازه موثر اندازه و شکل دانه‌های بستر فیلتر شنی را مشخص می‌کند و پارامتری مهم در تعیین بازدهی تصفیه آب است. دانه ها از طریق یک سری غربال‌های مکانیکی دسته بندی و اندازه گیری میشوند. دانه بندی باید از نظر اندازه نسبتاً یکنواخت باشند و نباید نه خیلی درشت و نه خیلی ریز باشد. محیط درشت به فاضلاب اجازه می‌دهد تا خیلی سریع از فیلتر بدون دریافت تصفیه کافی عبور کند، در حالی که محیط‌های بسیار ریز تصفیه را بسیار کند می‌کنند، مستعد گرفتگی هستند و می‌توانند اکسیژن را از رسیدن به قسمت‌های خاصی از فیلتر جلوگیری کنند.
سرعت آب ورودی
سرعت آب ورودی تاثیری در کیفیت آب تصفیه شده ندارد ولی تعیین کننده مدت بهره برداری از سیستم است.
عمق فیلتر
عمق فیلتر به نوع فیلتر و اندازه مواد بستگی دارد، اما معمولاً بین 61 تا 91.5 سانتی‌متر است. بیشتر عمل تصفیه در 15 تا 30 سانتی متر اول انجام می‌شود و آن چند سانتی‌متر اضافی باعث بهبود عملکرد کلی، حذف پاتوژن و امکان نگهداری می‌شود.