فیلتر شنی (Sand filter) یا صافی شنی یکی از رایجترین روشهای فیلتراسیون فیزیکی آب بهشمار میرود. از مزایای این روش میتوان به سرعت بالای فیلتراسیون، فضای کم، هزینه نگهداری پایین و… اشاره کرد. فیلتر شنی تصفیه آب جهت فیلتر کردن و زلالسازی آب به روش فیزیکی برای حذف املاح معلق یا مخلوط در آب بهکار برده میشود. تصفیه آب با این روش یکی از فرایندهای تصفیه آب است که با استفاده از طبیعت متخلخل یک لایه ماسه انجام می شود و ذراتی که در آب موجود هستند را به دام میاندازد. فرایندهای بیولوژیکی دیگری نیز در این فیلتر رخ میدهد که منجر میشود تا مواد بیشتری از آب جدا شوند.
فیلتر شنی تصفیه آب صنعتی
فیلتر شنی تصفیه آب صنعتی یا sand filter ro plant اولین مرحله در تصفیه آب صنعتی بهمنظور از بین بردن ذرات معلق جامد موجود در آب است.
انواع فیلتر شنی
• فیلتر شنی جریان بالا
• فیلتر شنی سریع یا گرانش
• فیلتر شنی آهسته
• فیلتر شنی تحت فشار
از سه این نوع فیلتر شنی نام برده در تصفیه اب سراسر جهان استفاده میشود.
برای استفاده از روش فیلتر شنی سریع یا گرانشی و با جریان رو به بالا، نیاز است از مواد شیمیایی فلوکولانت استفاده شود. تا بتواند مؤثر واقع شود. در حالی که با استفاده از فیلتر شنی آهسته میتوان آب بسیار با کیفیتی تولید کرد که بدون طعم و بو است. این فیلتر ۹۰% از عوامل بیماریزا را بدون نیاز به مواد شیمیایی تصفیه میکند.
فیلتر شن علاوه بر این که در تصفیهخانههای بزرگ استفاده میشود، میتواند در تصفیهخانههای مسکونی نیز مورد استفاده قرار گیرد. زیرا این فیلترها از موادی ساخته شدهاند که در دسترس مردم است.
فیلتر شنی چیست؟
این فیلترها در کف نازل، یا در قسمت بالای سیستم زهکشی قرار میگیرند تا آب فیلتر شده بهراحتی خارج شود. آب خام پیش از تصفیه وارد فیلتر میشود و در آن جریان مییابد. پساب آن نیز از طریق سیستم زهکشی در قسمت پایین آن تخلیه میشود.
رسیدن فیلتر شنی:
برنامههای کاربردی فیلتر شنی
• پیش تصفیه تجهیزات ضدعفونیکننده
• فیلتراسیون آب مخزن
• آمادهسازی برای اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون
• فیلتراسیون استخر شنا (فیلتر شنی استخری)
• سیستمهای بازیابی آب
• سیستمهای آبیاری
• فرایندهای خنککننده آب
مفهوم تصفیه فیلتر شنی
- فیلتر شنی عمق، که از آن در محیطهایی که فیلتر متخلخل است و ذرات درون حفرهها به دام میافتند استفاده میشود.
البته نمونههای مختلفی از این نوع فیلتر وجود دارد که برخی از آنها از مواد فیبری و برخی دیگر از مواد دانهای ساخته شدهاند. این نمونه از فیلترهای شنی برای جداسازی مقادیر اندک( ۱۰ قسمت در میلیون یا ۱۰ گرم در هر مترمکعب) و مواد جامد ریز( ۱۰۰ میکرومتر) از محلولهای آبی، مورد استفاده قرار میگیرد. - فیلتر شنی سطح، این فیلتر ذراتی که بر روی سطح قابل نفوذ آن به دام میافتند و تمام جامدات موجود در آب را به راحتی حذف میکند.
مکانیسم جذب مواد جامد ریز
برخورد مستقیم:
طراحی فیلترهای شنی تحت فشار:
البته ممکن است برای کاربردهای تخصصی از اندازههای دیگری نیز استفاده کنند. ذرات بزرگتر ( ۱۰۰ میکرومتر) تمایل دارند تا منافذ را مسدود و آن را به فیلتر سطحی تبدیل کنند و این مسئله برای این نوع فیلتر شنی مشکلساز است.
بهمنظور رفع این مشکل از دانههای بزرگتر شن در فیلتر استفاده میشود. حداکثر سرعت جریان در فیلترهای شنی، فشار ۹ متر مکعب در ساعت است. نکته اصلی در طراحی این نوع فیلترهای شنی، اطمینان از توزیع درست مایعات در بستر آن است. بدین معنی که هیچ مسیر بهتری برای مایع وجود نداشته باشد که شنها در آن شسته شوند و فیلتر شنی به خطر افتد.
فیلتر شنی آهسته
روشی که برای احیای این فیلترهای شنی آهسته استفاده میشود، خراش نام دارد. خراش در اصل برای از بین بردن ذرات خشک شده بر روی فیلتر انجام میشود.
بسته به نوع سیستم، روند بازسازی میتواند در زیر آب نیز انجام شود. یکی دیگر از عواملی که باعث محدود کردن اب تصفیه شده میشود، میزان کدری آب است که در فیلتر شنی آهسته، NTU10 تعریف میشود. این میزان در اصل واحدهای کدورت نفلومتری است.
فیلترهای بستر مخلوط
آنتراسیت یک ماده سخت است، که نسبت به شنهای دیگر، کمتر از بین میرود. در حالی که گارنت و ایلمنیت سنگینتر از شن و ماسه هستند. گارنت در اصل شامل چندین ماده معدنی است که رنگ قرمز را تغییر میدهد.
ایلمنیت نیز نوعی تیتانیوم و اکسید آهن است. GAC را نیز میتوان بهطور همزمان در فرایند تصفیه و جذب استفاده کرد. این ماده قادر است، بدون این که با مواد دیگر ترکیب شود، مورد استفاده قرار گیرد.
فیلتر شنی در تصفیه آب
در هنگام تصفیه، عبور آب پس از لخته شدن از طریق فیلتر شنی سریع، منجر به جدا شدن ذرات موجود در آب و جدا شدن لکهها میشود. بنابراین باکتریها کاهش مییابد و مواد جامد بهراحتی از بین میروند. استفاده از فیلتر شن به دلیل داشتن لایهای از کربن فعال، می تواند طعم و بو را از بین ببرد.
از فیلتر شن میتوان در مرحله تصفیه نهایی نیز در سیستم تصفیه فاضلاب استفاده کرد. در این فیلتر، باکتریها و مواد معلق در تلههای شن قرار میگیرد و یک ماتریس فیزیکی برای تجزیه باکتریایی مواد نیتروژندار فراهم میکند. از جمله آنها نیتراتها و آمونیاکها هستند.
میتوان گفت این فیلتراسیونبهویژه روش ماسهای آهسته آن، یکی از مناسبترین روشهای تصفیه بهشمار میرود.
چالشهای مهم در روند تصفیه با فیلتر شن
فیلتراسیون کربن فعال
• رنگها و طعمدهندهها
• آلایندههای میکروبی کلر و آلی
• فلزات سنگین و سیانید
• هیدروکربنها، مواد شوینده و حلالها
• مواد معطر آروماتیک
• سموم دفع آفات، روغن محلول
زمانی که کربن فعال به درجه اشباع میرسد و دیگر قادر به جذب مواد نیست، لازم است تعویض و جایگزین شود. تا دوباره بازیابی و تولید شود.
فیلترهای کربن شن و فعال، با مخازن فولادی تحت مدیریت خاص تولید میشوند. انواع این فیلترها از نظر قطر مواد فیلتر و ارتفاع بستر متفاوت است. فیلترها معمولاً از یک بدنه فولادی با دو طبقه کم فشار تهیه میشوند که یک صفحه روی پایین بدنه آنها جوش داده شده است و در زمان شستشو سوار میشود.
مخازن فیلتر شنی فولادی در اصل دارای پوششهای استاندارد با قطر ۰.۶ تا ۳.۰ متر بوده و در پروژههای تولیدی خاص مورد استفاده قرار میگیرند. علاوه بر آن بسیاری از فیلتر شنی و گرنی برای اهداف خاص تولید میشوند.
این فیلتر بهصورت سفارشی و در ابعاد مشخص نیز تولید میشوند. مانند قطر مخزن و لولههای اتصال، زهکشی فاضلاب، گزینههای مختلف از نظر لولههای یکپارچه ورودی، سیستم هوادهی و توزیع، یک منهول دسترسی اضافی، نوع پوشش و … .
مزایای فیلتر شنی
• مناسب برای از بین بردن کدورت( کمتر از ۱ و ۰.۱ NTU)
• بدون محدودیت در سطح کدورت اولیه
• میزان بالای فیلتر( ۱۲۰۰- ۴۰۰۰ لیتر در ساعت در هر متر مربع) و نیاز به مکان کوچک
معایب فیلتر شن
• برای از بین بردن نمک، ویروسها، آرسنیک، باکتریها و فلوراید مناسب نیست. زیرا نیاز به پیشتصفیه و تصفیه تکمیلی دارد.
• ورودی انرژی بالای مورد نیاز
• هزینههای عملیاتی و سرمایهگذاری بالا
• نظارت تخصصی ضروری
• تمیز کردن مکرر و مورد نیاز در هر ۲۴- ۷۲ ساعت
سیستم بک واش
• شیر خروجی آب و شیر ورودی فیلتر بسته شود.
• برای انجام این فرایند باید پمپ فیلتر خاموش شود.
• پمپ تصفیهای که در این دستگاههای فیلتر شنی قرار دارد، روشن شود.
با این شرایط، فشار آب و هوا منجر میشود تا ذرات از فیلتر بیرون کشیده شوند.