فیلتر شنی (فیلتر آب)

مقدمه

فیلتر شنی یکی از قدیمی ترین و رایج ترین روش های تصفیه آب است که برای حذف ذرات معلق در آب با اندازه بیش از 100 میکرون استفاده می­شود. قیمت ارزان، کارایی و عمر طولانی از جمله ویژگی های مثبتی است که باعث شده تصفیه آب فیلتر شنی در مصارف خانگی و صنعتی به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد. در اینجا انواع فیلترهای شنی، روال کار، مزایا و معایب و هر آنچه که باید در مورد فیلتر شنی بدانید، آورده شده است.

فیلتر شنی چیست؟

تصفیه آب در طبیعت به روش های مختلفی انجام می شود که یکی از مهم ترین آنها حذف مواد زائد از آب با عبور از بستر شنی ( در سیستمهای مدرن از دانه های کریستال سایز بندی شده استفاده می­کنند) است. در طراحی و ساخت فیلترهای شنی، این رفتار الهام گرفته از طبیعت نسبت به سایر روش های تصفیه آب مانند اولترافیلتراسیون و نانوفیلتراسیون برای حذف ذرات معلق در آب هزینه کمتری دارد. فیلترهای شنی در واقع نوعی مخزن هستند که دارای شیر ورودی و خروجی و نازل هایی با پوشش ماسه و سیلیس ( کریستال مدیا) می باشد. ذرات معلق در آب از فیلتر و نازل پوشیده از دانه های شن عبور نمی­کنند و در نهایت آب خروجی تمیز و تصفیه می­شود.

بدنه فیلترهای شنی از مواد مختلفی ساخته می­شود که متداول ترین آنها بدنه های فلزی، فایبرگلاس و بتنی است. بدنه های فلزی این تجهیزات از ورق های گالوانیزه و نوع بتنی که بیشتر برای پالایشگاه های با ظرفیت بالا استفاده می شود، بتنی و بسیار مقاوم می باشد. فیلترهای فایبرگلاس از کامپوزیت های فشرده ساخته می شوند و به عنوان فیلترهای شنی FRP نیز شناخته می شوند.

روش تصفیه آب با فیلتر شنی

به طور کلی، بدون در نظر گرفتن انواع فیلترهای شنی، نحوه عملکرد آنها را می توان به شرح زیر بیان کرد:

آب حاوی املاح، آهن، منگنز، ذرات معلق گل و غیره از شیر ورودی وارد مخزن می شود .در داخل مخزن نازل هایی با پوشش ماسه و سیلیس ( کریستال مدیا) تعبیه شده است. پوشش شن و سیلیس (کریستال سایز بندی شده) روی نازل ها به گونه ای انجام می شود که ابتدا دانه ها بزرگتر، سپس متوسط و در نهایت دانه های ریز لایه گذاری شوند. عبور آب از نازل باعث می شود که ذرات بزرگتر از 100 میکرون به دانه های ماسه برخورد کرده و اجازه عبور از نازل ها را ندهند و فقط قطرات آب بدون ذرات معلق از نازل عبور می کنند.

آب بدون ذرات از دریچه خروجی مخزن به بیرون دستگاه منتقل شده و مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع فیلترهای شنی

نکته بسیار مهم در طراحی فیلتر شنی نیرویی است که باعث عبور آب از نازل می شود. بر این اساس و با توجه به میزان فشار وارد شده به آب برای عبور از فیلتر، فیلترهای شنی را می توان به چند گروه کلی تقسیم کرد که عبارتند از:

فیلتر شنی آهسته

این نوع فیلتر شنی در طبیعت رایج بوده و بدون هیچ نیروی فشاری عمل می کند. عبور آب از بستر ماسه ای با سرعتی کاملا طبیعی و آرام در مساحت یک متر مربع در یک شبانه روز نهایتاً 3 متر مکعب آب تصفیه شده تولید می کند. به دلیل سرعت بسیار پایین این گروه از روش های تصفیه آب، بیشتر برای محیط های صنعتی و خانگی که نیاز به آب تصفیه شده کم است استفاده می شود. به عنوان مثال در تصفیه خانه های شبکه آب روستایی فیلتر شنی می­تواند گزینه مناسب و مقرون به صرفه ای باشد.

فیلتر شنی گرانشی سریع

این دسته از فیلترهای شنی شباهت زیادی به نوع آهسته و بی صدا دارند و تنها تفاوت آن در مساحت بستر شنی است که آب از آن عبور می کند. برای عبور آب با فشار و سرعت بیشتر، بستری با پوشش کم ماسه و سیلیس و حدود 40 تا 100 متر مربع در نظر گرفته شده است. در نوع فیلتر شنی نرم مساحت بستر شنی حدود 300 تا 800 متر مربع در نظر گرفته می شود. یکی از مزایای این روش سرعت تصفیه بالاتر نسبت به نوع آهسته است. البته باید توجه داشت که چون آب از یک بستر کوچک شنی عبور می کند، سرعت کثیف شدن بستر ماسه ای افزایش می­یابد و در نتیجه نیاز به شستشوی بیشتری نسبت به نوع آهسته دارد.

فیلتر شنی سریع فشاری

فیلتر شنی سریع یکی از پرکاربردترین فیلترهای شنی است که بیشتر در محیط های صنعتی و حتی خانگی که نیاز به تصفیه آب سریع تری دارند استفاده می شود. عبور آب با فشار وارد شده از پمپ باعث می شود سرعت عبور آن از بستر ماسه و نازل ها افزایش یابد و در مدت زمان کوتاهی خروجی آب تصفیه شده بسیار بیشتر از دو روش قبلی خواهد بود. رایج ترین نوع فیلتر فشاری فیلترهای استخر می باشد که در استخرهای خانگی و عمومی کاربرد فراوانی دارد.

محاسبه ظرفیت فیلتر شنی

بیش از ۵۰٪ تمیزی آب در یک سیستم تصفیه آب مربوط به فیلتر شنی است. حفظ تعادل شیمیایی در سیستم گردش آب هم دارای اهمیت است. وجود یک فیلتر کثیف یا با ظرفیت نامناسب می­تواند در کاهش راندمان سیستم بشدت تاثیر گذار باشد.

برای انتخاب فیلتر شنی ابتدا آهنگ عبور آب را در سیستم باید بدست آوریم. بیشتر اوقات مشتریان گرامی برای بدست آوردن آهنگ جریان آب در استخرهای شنا سؤال دارند.

توجه دوستان را به جدول زیر که تعداد تعویض پیشنهادی در شبانه روز برای استخرهای مختلف ارائه شده است.

برای هر فیلتر یک آهنگ جریان حداکثری تعریف می­شود که فیلتر با این آهنگ جریان به خوبی تصفیه را انجام

خواهد داد. اما تجربه نشان داده که انتخاب پمپ با آهنگ جریان مورد نظر عملاٌ امکان پذیر نیست و مقدار آهنگ جریان معمولاٌ توسط شیر فلکه تنظیم خواهد شد. برای اینکه اگر آهنگ جریان بیش از مقدار حداکثری شد به اجزا‌ء فیلتر شنی آسیب نرساند و همچنین کیفیت آب کاهش پیدا نکند بهتر است همیشه ظرفیت فیلتر شنی را ۲۰٪ بیشتر از ظرفیت طراحی اختیار کنیم.

همکاران پارس اهداف در دفتر فنی این شرکت آماده راهنمایی و محاسبه فیلتر شنی مناسب برای شما هستند.

مثال: برای استخر خصوصی سرپوشیده به ابعاد طول ۱۵ متر،عرض ۶ متر و عمق متوسط ۲ متر ظرفیت فیلتر شنی را محاسبه می­کنیم.

کاربرد فیلتر شنی

همانطور که قبلا ذکر شد فیلترهای شنی به دلیل مکانیزم به کار رفته در آنها و هزینه نسبتا پایین آنها در تصفیه خانه های خانگی، استخرها، کارخانه های صنعتی و … کاربرد فراوانی دارند. از کاربردهای اصلی فیلتر شنی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

دستگاه تصفیه آب استخر

استخرهای عمومی و خصوصی یکی از مهم ترین مواردی هستند که نیاز مبرمی به آب تصفیه شده و بدون آلودگی دارند. انواع فیلترهای شنی استخر شامل سرعت آهسته، سریع و پر سرعت است که همگی از پمپ استفاده می کنند. فشار اعمال شده در نوع آهسته کمتر از دو نوع دیگر است و برای فیلترهای شنی پرمصرف از سیلیس با دانه های بزرگتر یا کریستال مدیا استفاده می­شود و در نتیجه سرعت عبور آب از نازل ها افزایش می یابد و آب خروجی  بیشتر و به نسبت کیفیت آب از دو نوع دیگر پایین تر خواهد بود.

پیش تصفیه اسمز معکوس

عبور آب بسیار آلوده از یک دستگاه تصفیه مانند اسمز معکوس باعث کثیف شدن خیلی سریع فیلترها می شود. در این صورت یا باید فیلتر را با شستشو تمیز کرد یا به طور کامل تعویض کرد. به منظور جلوگیری از هزینه تعویض مداوم فیلتر، از فیلتر شنی به عنوان پیش تصفیه برای حذف ذرات بزرگتر استفاده می شود و آب با کدورت و ناخالصی کمتر وارد دستگاه RO می شودو در نتیجه عمر فیلتر اسمز که خیلی گران است، بیشتر می­شود.

تصفیه فاضلاب

یکی از راه های چرخه آب پس از مصرف، تصفیه فاضلاب است که می تواند هزینه آبیاری فضای سبز و همچنین مصرف آب کارخانه های صنعتی را تا حد زیادی کاهش دهد. یکی از مهمترین کاربردهای فیلتر شنی استفاده از آن برای تصفیه فاضلاب است که هزینه کمی دارد و می تواند ذرات معلق موجود در آب را به میزان دلخواه حذف کند.

دستگاه تصفیه آب آشامیدنی

آب یکی از مهمترین عناصر مورد نیاز بدن است که کیفیت آن تاثیر مستقیمی بر سلامت بدن دارد. وجود املاح در آب که بیشتر به دلیل رسوب در لوله کشی ساختمان است، می تواند به مرور زمان به کلیه ها آسیب برساند. برای حل این دسته از مشکلات در آب می توانید از دستگاه تصفیه آب با فیلتر شنی استفاده کنید.

تصفیه آب کشاورزی

عبور گل و لای، تکه های برگ و سرشاخه ها از پمپ آب و ورود آنها به لوله های سیستم آبیاری قطره ای و بارانی باعث مسدود شدن آنها و اختلال در سیستم آبیاری می شود. نصب فیلتر شنی یکی از بهترین راه حل ها برای رفع این مشکلات خواهد بود.

فیلتر شنی برج خنک کننده و دیگ بخار

یکی از مهمترین کاربردها و دلایل تولید فیلترهای شنی در صنعت استفاده از آنها در برج های خنک کننده و دیگ های بخار می باشد. استفاده از این روش تصفیه آب تاثیر زیادی بر کیفیت آب دارد .

مزایای تصفیه آب با فیلتر شنی

استفاده گسترده از فیلترهای شنی مزایای بسیار زیادی را نسبت به سایر روش های تصفیه آب نشان می دهد که از مهمترین آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• نصب، نگهداری و تعمیر آسان
• قیمت ارزان فیلتر شنی
• تنوع بسیار بالا از نظر ظرفیت فیلتر شنی و میزان عبور آب
• قدرت تصفیه آب بالا با حذف ذرات بزرگتر از 100 میکرون
• شستشوی معکوس آسان فیلتر شنی شستشو

عبور ذرات معلق در آب به مرور زمان باعث می شود که حجم زیادی از آنها روی بدنه ماسه و سیلیس روی نازل قرار گرفته و از کیفیت آب خروجی کاسته شود. برای این منظور و مانند سایر روش های تصفیه آب، شستشوی دوره ای دستگاه ضروری است. در طراحی و تولید فیلترهای شنی، شستشوی فیلتر شنی اغلب به روش شستشوی معکوس ارائه می شود که در آن آب با فشار زیاد و در خلاف جهت جریان آب از نازل های داخل مخزن عبور می کند. با این کار ذرات و کثیفی های واقع در بین دانه های سیلیس پاک شده و کاملا تمیز می شود

راه های افزایش کارایی فیلترهای شنی

برای افزایش کارایی و کارایی بستر شنی در این فیلتر باید به چند نکته مهم توجه کرد که عبارتند از:

• اندازه و مقدار دانه های ماسه باید به دقت انتخاب شود. بسته به ظرفیت، اندازه و ابعاد مخزن، می توان مقدار و تعداد دانه های ماسه (کریستال یا سلیس ) و مقدار دانه های درشت و ریز را تعیین کرد.
• نحوه شستشوی معکوس و مدت زمان انجام دوره ای آن از دیگر مواردی است که به شدت بر کارایی فیلتر شنی تأثیر می گذارد. لازم به ذکر است نحوه شستشو و میزان فشار وارده به بستر باید به گونه ای باشد که بتواند حجم بستر را تا 15 درصد افزایش دهد.
• سرعت عبور آب از بستر نیز می تواند تاثیر بالایی در کارایی دستگاه داشته باشد. برای درک بهتر این موضوع باید توجه داشت که هر چه فشار و سرعت آب عبوری از بستر بیشتر شود، قدرت پاک کنندگی و حجم بستر بیشتر می شود.

انواع بستر کریستال و سیلیس در فیلتر شنی

بستر کریستالی یا سیلیسی یکی از اجزا مهم و اصلی در فیلترهای شنی می­باشد که تاثیر بسیار بالایی بر قدرت دستگاه و کیفیت آب خروجی دارد. بسترهای کریستالی یا سیلیسی به کار رفته در این دستگاه را می­توان تک لایه و چند لایه در نظر گرفت. در نوع تک لایه بستری نازک با قطر کم ماسه در دستگاه قرار می گیرد و برای افزایش کارایی و استحکام فیلتر ممکن است از چند لایه کریستال استفاده شود. برای بهبود کیفیت نیز لازم است اندازه دانه های کریستال را در لایه های مختلف با دقت انتخاب کرده و از کوچک به بزرگ روی هم چیده شوند.

بهترین زمان برای تعویض بستر کریستال

شستشوی معکوس می تواند آلودگی زیرلایه را تا حد مطلوبی کاهش دهد، اما به مرور زمان دانه های کریستال موجود در بستر استحکام خود را از دست می دهند. به همین دلیل لازم است علاوه بر شستشو، دانه های کریستال مرغوب برای احیای آن،  در آن قرار داده شود. بسته به میزان آلاینده های موجود در آب و نوع دانه های کریستال، زمان تغییر بستر متفاوت خواهد بود. به طور کلی می توان از بستر بدون نیاز به تعویض برای مدت 5 تا 10 سال استفاده کرد. یکی از علائم مهمی که زمان تعویض بستر شنی را نشان می دهد، فاصله بین مراحل شستشوی معکوس است. با کوتاه شدن این زمان، به تدریج به این معنی است که باید مدیا را عوض کنید

قیمت فیلتر شنی

قیمت فیلتر شنی یکی از فاکتورهای مهم در انتخاب و خرید آن می باشد. از آنجایی که فیلترهای شنی بسیار متنوع هستند، قیمت آنها کاملاً متفاوت است. به طوری که نمی توان به طور قطعی تعیین کرد که قیمت فیلتر شنی چقدر است. فیلترهای شنی با توجه به نوع، ظرفیت و جنس به کار رفته در بدنه ها قیمت گذاری می شوند. برای اطلاع از قیمت فیلتر شنی می توانید با دفتر فروش پارس اهداف تماس گرفته  و نرخ ها را با توجه به نوع فیلتر مورد نظر دریافت کنید.

طراحی و تولید فیلتر شنی

طراحی و تولید فیلتر شنی یکی از مهمترین خدمات ارائه شده توسط شرکت پارس اهداف است که توسط مهندسین مجرب در زمینه تصفیه آب و فاضلاب انجام می شود.