فیلتر شنی (Sand filter)
مخازن تحت فشار یا اتمسفریکی هستند که از فولاد، فایبر گلاس و یا بتن تشکیل شده اند و شامل بستری از شن و ماسه خالص با شکل تقریبی استوانه ای، مربعی یا دایره ای اند.
فیلترهای شنی را بر اساس نوع گردش آب به چهار دسته تقسیم بندی می کنند که رایج ترین آن در استخر ها، فیلترهای شنی تحت فشار است.
فیلترهای شن و ماسه سریع (تحت فشار)
فیلترهای شن و ماسه سریع (گرانشی)
فیلترهای شن و ماسه بالا رونده
فیلترهای شن و ماسه آرام
فیلترهای شنی تحت فشار
فیلترهای شنی تحت فشار رایج ترین نوع فیلتر مورد استفاده برای استخر ها می باشد که با ایجاد سرعت مناسب برای فیلتراسیون، تصفیه ای ایده آل را فراهم می سازد.
در هنگام تصفیه، آب کثیف استخر از لوله ورودی وارد فیلتر میشود.
فشارپمپو نیروی جاذبه، آب را از درون شن به سمت پایین هدایت میکند و شن و ماسه های ریز هرگونه آشغال و مواد زائد را از آب استخر میگیرند.
در پایین فیلتر های شنی نازل هایی با سوراخ های بسیار ریز وجود دارد که اجازه عبور شن و ماسه را نخواهند داد اما آب از داخل این نازلها عبور می کند.
در زیر مخزن، آب تصفیه شده از لوله خروجی خارج می شود.
فیلترهای شنی تحت فشار در اشکال، سایز و جنس های متفاوتی ساخته می شوند که رایج ترین آن ها فیلتر های شنی عمودی با دو سر عدسی است.
که بقطر مشخص از ورق فولادیST-37(و یا گالوانیزه) به ضخامت اعلامی درASMEبرای جداره و بدنه و همچنین ورق بضخامت اعلامی درASME، برای عدسی های فوقانی و تحتانی که به روشDOUBLE-DISHساخته شده که پس از زنگ زدائی از داخل با دو لایه پوشش اپوکسی و از خارج با یک لایه ضدزنگ و دو لایه رنگ مخصوص رنگ آمیزی میگردد.
در ضمن برای بالا بردن کیفیت فیلتراسیون و عمر فیلترهای تحت فشار میتوان قبل از عملیات رنگزنی، فیلترها را از داخل، سند بلاست کرد.
این نوع از فیلترها مجهز به دیفیوزهای گالوانیزه در قسمت فوقانی هستند که آب را برای تصفیه بهتر بر روی بستر شنی روی فیلتر پخش میکنند.
همچنین در پایین این فیلتر ها و زیر آخرین لایه ازسیلیسدرون آن، استرینرهایبرنجی (نازل های برنجی) جهت جمع آوری و عبور آب قرار دارند.
در بازار فیلترهایی که از نازل های پلاستیکی استفاده میکنند نیز وجود دارد که این نازل ها کیفیت پایینی نسبت به نوع برنجی دارند و قیمت آن ها تا 100 برابر کمتر از نازل های برنجی میباشد.
یکی از ارکان انتخاب فیلتر مناسب، داشتن نازل های برنجی است.
درون فیلترهای شنی چهار لایه مختلف از سیلیس با ضریب یکنواختی 35/1، با دانه بندی زیر از نوع سنگهای مخصوص و درجه خلوص بالای 95% باید وجود داشته باشد .
فیلتر شنی
سیلیس نمره یک از قطر 5/0 میلی متر تا 5/1میلی متر.
سیلیس نمره دواز قطر 2میلی متر تا 5/3 میلی متر.
سیلیس نمره سهاز قطر 4میلی متر تا 8 میلی متر.
سیلیس نمره چهار از قطر 8میلی متر تا 12 میلی متر.
کلیه سیلیسهای ریخته شده در فیلترهای شنی جمعاً به ارتفاع حدود یک متر خواهد رسید که این عدد به ظرفیت فیلتر ربطی ندارد چون پس از آزمایشاتی که روی فیلترهای شنی انجام شده است این موضوع به اثبات رسیده که از یک ارتفاعی به بعد مواد بکار برده شده در فیلترها توانایی تصفیه بیشتر آب را ندارند و ماکزیمم ارتفاع 1.
5 متر برآورد شده است و با در نظر گرفتن بستر فیلتر و پخش کننده آب ارتفاع فیلتر های شنی به 1.
5 متر میرسد.
شن هایی با دانه بندی ریزتر سطح بیشتری را فراهم میکنند و درنتیجه بیشتر آلودگی آب را میگیرند.
اما به انرژیپمپاژ بیشتری برای انتقالسیالنیاز دارند.
در اکثر فیلترهای شنی فشاری از رنج دانه های 0.
2 تا 1.
2 میلی متر استفاده می شود.
ذرات بزرگتر از 100 میکرومتر تمایل به بستن منافذ فیلتراسیون دارند که دانه های بزرگتر ماسه می توانند بر این مشکل غلبه کنند.
به همین دلیلعمق بستر شن حدودا 0.
6 تا 1.
5 متر بسته به کاربرد مختلف می باشد.
طراحی فیلترهای شن و ماسه نشان می دهد که باید با حداکثر سرعت جریان 10gpm/ft2کار کنند.
با استفاده از توان مورد نیاز و حداکثردبی، مساحت لازم را می توان محاسبه کرد.
نکته نهایی طراحی این است که مطمئن باشید مایع به درستی در بستر جریان دارد و هیچ مقدار از مایع توسط شن و ماسه از مسیر جریان منحرف نمی شود.
هنگامی که شستشو انجام شد پس از مدتی کثیفی جمع شده در شن ها، اجازه عبور آب کمتری را می دهد.
این در حالی است که مواد زائد موجود در فیلتر بجای می مانند، که باید از آن خارج شوند.
حال زمانشست و شوی معکوسفیلتر است.
وقتی فیلتر مقدار زیادی از خاک را انباشته می کند فشار افت کرده و آب نمی تواند آزادانه از فیلتر خارج شود.
شست و شوی معکوسآب را به عقب می فرستد تا از طریق فیلتر گرد و خاک به دام افتاده بیرون رود.
پس ازشست و شوی معکوس، افزایش فشار برگشت به استخر کاملا مشخص است و اگر گیج فشار روی فیلتر نصب شده باشد، مشاهده می شود که فشار بیش از 0.
5barبهبود می یابد.
فیلتر های شنی چگونه شست و شو می شوند؟
شست و شوی معکوس یا همان پس شویی در فیلتر شنی به سادگی و از طریق برگشت جریان آب استخر صورت می گیرد.
بدین صورت که با عبور بالعکس جریان از پایین به سمت بالای فیلتر شنی، مواد زائدی که در بین شن های فیلتر، گیر کرده است به فاضلاب انتقال می یابد.
برای پس شویی باید پمپ را خاموش کرد و شیرِ فیلتر را در حالت “شست و شوی معکوس” قرار داد و سپس پمپ را دوباره روشن کرد.
معمولا پس شویی در استخرها2 تا 3 دقیقه به طول می انجامد.
پس از پایانشست و شوی معکوسپمپ را خاموش کرد و شیر را درحالت “close” قرار داد، سپس پمپ را 30 تا 60ثانیه روشن کرد تا مطمئن شوید که تمام آب کثیف در پس شویی به فاضلاب رفته و وارد استخر نمی گردد.
پمپ را برای آخرین بار متوقف کرده و شیر را در حالت “Filter” قرار می دهیم.
حال پمپ را روشن کرده و فیلتر دوباره به تصفیه کردن آب استخر مشغول می شود.
گیج فشار در ورودی و خروجی به اپراتور استخر می فهماند که مسیر عبور آب در فیلتر در حال بسته شدن میباشد.
اگر گیج، فشار خیلی بیشتری را در ورودی نسبت به خروجی نشان دهد اپراتور متوجه میشود که آشغال زیادی در بین شن ها جمع شده.
این به معنی این است که هم اکنون زمان “شست و شوی معکوس” فیلتر است.
برای “شست و شوی معکوس” اپراتور، شیرها را برای تغییر مسیر آب تنظیم میکند، لوله برگشت به استخر را میبندد و لوله خروجی را باز میکند که آب وارد سیستم فاضلاب شود.
فیلتر شنی
شن های فیلترهای شنی پس از چند وقت باید عوض شوند؟
مهندسین بنابر کیفیت شن های مورد استفاده در فیلترهای شنی زمانی بین 5 تا 10 سال را برای تعویض آن پیشنهاد میدهند.
در حالیکه دیده شده است که گاها فیلتر ها بیش از 20 سال بدون تغییر شن به کار خود ادامه داده اند اما کارایی که باید را ندارند.
در ابتدای کار فیلترها، شن استفاده شده بسیار زبر میباشد.
این زبری آن چیزی است که باعث میشود شن و ماسه ذرات خاک در آب را فیلتر کند.
از آنجایی که زبری این شنها در گذر زمان کمتر میشود، راندمان فیلتر کم می شود و این به این معنی است که سیستم شما باید بیشتر کار کند تا همان بازده را داشته باشد.
یافته ها نشان میدهند که بعد از 5 سال، دیگر شن ها نمی توانند کثیفی ها را به طور کامل پوشش دهند و آب درشست و شوی معکوس، کاملا تمیز نمی شود.
در نتیجه چرخه فیلتراسیون کوتاه تر شده و نیاز بهشست و شوی معکوسبیشتر میشود.
فیلترهای شن و ماسه ای اتوماتیک بهترین گزینه برای استخر های شنا میباشند زیرا سیستم شست و شوی معکوس خودکار دارند.
به این معنی که میتوانند برنامه ریزی شوند که چه زمانی شیر ها معکوس شوند، پس شویی انجام شود و دوباره شیر ها به حالت قبل باز گردند.
این فیلتر ها بدون نیاز به اپراتور هستند اما هزینه ابتدایی بالاتری را دارند.
پارامترهای عملیاتی برای فیلترهای شنی تحت فشار
فیلترهای شنی تحت فشار اغلب در فشار کاری 2 تا 10barکار می کنند.
افت فشار در بستر شن و ماسه تمیز، معمولا خیلی کم است اما محسوس می باشد و از طرف کارخانه سازنده و در کاتالوگ آن شرکت مشخص می باشد.
این نوع فیلتر ذرات بسیار ریز را از آب می گیرد.
بسیاری از موارد وجود دارد که می تواند به سرعت روی فیلترها اثر گذاشته و آنها را مسدود کنند.
فیلترهای شنی در استخرهایی که تازه گچ کاری شده باشند به سرعت مسدود می شوند.
همچنین خاک، برگ، مواد زائد دیگر موجب کوتاه تر شدن چرخه فیلتراسیون گردند.
بدون یک ماده منعقد کننده، فیلتر های شنی، فقط برای جدا کردن مواد جامد درشت از آب در گردش موثر است.
اما در صورت اضافه کردن یک ماده منعقد کننده، ماسه، صافی بسیار موثری خواهد شد که جهت جدا کردن مواد جامد معلق و باکتری ها برای یک تصفیه خوب مناسب میگردد.
آلوم (سولفات آلمینیوم )، ماده منعقد کننده معمول، قبل از فیلتر به داخل آب استخر تزریق میشود تا به خوبی مواد معلق آب را منعقد نموده و آن ها را به اجزاء بزرگتری که به راحتی توسط فیلتر جدا میگردند، تقسیم نماید.
وقتی ماده منعقد کننده به آب اضافه شود، در اثر واکنش مواد قلیایی آب، یک ماده رسوبی غیر قابل انحلال ژله مانند موسوم به فلاک تشکیل میشود.
فلاک، مواد ارگانیک، ترکیبات رنگی و باکتری ها را به خود جذب کرده و به دام می اندازد.
غربال ماسه ای فیلتر، این فلاک را از آب جدا میکند و نتیجتا آب زلال و تمیز از فیلتر خارج میگردد.
یک مدت معین برای انجام واکنش شیمیایی باید قائل شد در غیر این صورت ممکن است فلاک در داخل استخر تشکیل گردیده و آب را کدر کند.
بنابراین آلوم را باید طوری به مخزن مکش وارد کرد که فرصت لازم برای تشکیل فلاک موجود باشد.
ویژگی های فیلترهای شنی تحت فشار (شرکت پاکمن)
قابلیت تحمل فشار تا 10بار
مجهز به شیر هوا گیری و فشارسنج
استفاده از 4 لایه سنگ سیلیس دانه‌بندی شده در فیلترهای شنی
قابل ارائه با سه نوع شیر : دستی، نیمه اتوماتیک و تمام اتوماتیک جهت شستشوی معکوس
مزیتهای فیلتر شنی تحت فشار
راهبری ساده
سرعت بالا در تصفیه
هزینه نگهداری کم
هزینه اولیه مقرون به صرفه
نیاز به فضای کم در نصب و بهره برداری
کاربرد فیلترهای شنی:
استخرهای شنا
صنایع شیشه
صنایع رنگ
صنایع غذایی
صنایع نساجی
صنایع شیمیایی
صنایع کاغذ سازی
صنایع فولاد و فلزات
صنایع لاستیک و پلاستیک
تصفیه خانه های آب و فاضلاب
کلیه سیستمهای حرارتی و برودتی
نیروگاهها، پتروشیمی و پالایشگاهها
دبی جریان بهینه در فیلترهای شنی تحت فشار (سرعت)
برای بیشتر شدن اثر فیلتر، باید مطمئن شد آب در دبی بهینه خود میباشد.
مهم ترین یافته ها از تست ها نشان میدهد 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 سخت تر میکند.
“سرعت بالا” به معنی سرعتی بیش از حد معین در لوله می باشد که باft/secیاgpm/ft2آن را میسنجند.
مثلا سرعت 10fpsسرعت بالایی است.
این مقدار حدودا 70gpmدر لولهPVC1 اینچی و 100gpmبرای لولهPVC2 اینچی مطلوب میباشد.
برخی از تولیدکنندگان ادعا میکنند، سرعت بالاتر، تصفیه بهتر- ولی این چیزی مغایر با آن است که در عمل اتفاق میافتد.
اگر شما در یک فیلتر جریان سریع آب را عبور دهید عملا فیلتر فرصت گرفتن میکروب ها و باکتری ها را نخواهد داشت.
مشکل سرعت بالا این است که شما فقط جریان را از درون فیلتر میرانید بدون اینکه عمل خاصی روی آب انجام شود.
سرعت های پیشنهادی بین 5 تا 9gpm/ft2میباشد.
در اینجا اثرات منفی جریان با سرعت بالا را مورد بررسی قرار میدهیم:
سرعت جریان بالا باعث میشود ذرات آلوده عمیق تر از آنچه که سیستم طراحی شده در شن فرو روند، در نتیجه نیاز به پس شویی بیشتری دارد تا آلودگی را خارج کند و این باعث هدر رفتن وقت و انرژی می شود.
در بعضی موارد سرعت بالای جریان باعث می شود که ذرات آلوده کاملا در شن فرو رفته و دوباره وارد استخر گردند.
وقتی این اتفاق می افتد تصفیه ناقص خواهد بود و یا هیچ تصفیه ای صورت نمی گیرد.
جریان های سرعت بالا همچنین باعث فرسودگی شن و ماسه خواهند شد و زبری سطحشان را کم می کنند.
در نتیجه شن ها باید عوض شوند.
برای بهترین نتیجه، سرعت جریان آب را تا حد ممکن پایین نگه دارید.
پمپ های دور متغیر جدید راندمان خوبی برای ایجاد جریان در سیستم دارند.
با افزایش نرخ های انرژی، این پمپ ها امروزه رایج شده اند و به شما اینامکان را می دهند تا با فشار یک دکمه جریان را کنترل کنید.
.