فیلتر شنی چیست؟

انواع فیلتر شنی

فیلتر تصفیه آب شنی را می‌توان بر اساس پارامترهای مختلف دسته‌بندی کرد. یکی از این پارامترها جنس بدنه فیلتر است. انواع فیلتر شنی بر اساس جنس بدنه شامل موارد زیر می‌شوند:

• فیلتر شنی با بدنه فلزی

این نوع فیلتر تصفیه آب معمولا از جنس استیل یا فولاد ضد زنگ تولید می‌شود. به دلیل جنس بدنه در برابر خوردگی، فشار، ضربات و ارتعاشات مقاومت بالایی دارد. این نوع فیلتر شنی در صنایعی مانند نفت و گاز، صنایع شیمیایی و غذایی برای تصفیه آب مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• فیلترهای شنی با بدنه FRP

بدنه این نوع فیلتر شنی از فایبرگلاس تقویت شده است. این ماده از ترکیب پلیمرها و الیاف شیشه ساخته می‌شود. وزن کم، مقاومت در برابر خوردگی و مواد شیمیایی این نوع فیلتر شنی را به گزینه‌ای مناسب برای تصفیه آب شهری و صنعتی تبدیل کرده است.

• فیلترهای شنی با بدنه پلاستیکی

این نوع فیلتر شنی معمولا از PVC  ساخته می‌شود. این فیلترها به دلیل وزن سبک و مقاومت در برابر خوردگی برای استفاده در محیط‌های مرطوب مناسب هستند. با این حال در برابر ضربه مقاومت کمتری دارند و طول عمر آنها نیز نسبت به فیلتر شنی فلزی کم‌تر است.

انواع فیلترهای شنی از لحاظ تصفیه

فیلتر شنی بر مبنای نحوه عملکرد در فرایند دستگاه تصفیه آب می‌تواند به صورت زیر تقسیم‌بندی شود:

• فیلتر شنی آرام (Slow Sand Filter)

فیلتر شنی آرام بدون نیاز به نیروی فشار می‌تواند آب را تصفیه کند. برای مثال اگر آب از بستر شنی به اندازه یک متر مربع با سرعت آرام حرکت کند، در مدت 24 ساعت می‌تواند 3 متر مکعب آب تصفیه شده تحویل دهد. این فیلترها برای محیط‌هایی که نیاز به آب تصفیه شده کم باشد مناسب هستند.

• فیلتر شنی تند ثقلی (Rapid Sand Gravity Filter)

فیلتر شنی تند ثقلی، عملکردی مشابه نوع آرام دارد، ولی با این تفاوت که حجم آب بالای شن داخل مخزن باعث ایجاد فشار می‌شود. این فشار روی بستر شنی باعث عبور آب از درون بستر و تصفیه آن می‌شود. هم‌چنین مساحت بستر سیلیس در این نوع فیلتر شنی کمتر از فیلتر آرام است. این کوچک بودن بستر شن باعث می‌شود فیلتر در مدت زمان کوتاه‌تری نیاز به شستشو پیدا کند.

• فیلتر شنی تند (Rapid Sand Pressure Filter)

فیلتر شنی تند، از پرکاربردترین نوع فیلترهای شنی است که، بیش‌ترین کاربرد آن مربوط به محیط‌های صنعتی است. آب با فشار پمپ در سیستم وارد فیلتر شده و در مدت زمان کوتاهی از بستر سیلیس یا شن و نازل‌های داخل مخزن عبور می‌کند. در نهایت آب تصفیه شده بدون ذرات معلق و کدورت از انتهای فیلتر خارج می‌شود. این نوع فیلتر در سیستم‌های تصفیه آب اسمز معکوس با ظرفیت کوچک و متوسط کاربرد دارند.

فیلتر شنی استخر

فیلتر تصفیه آب شنی استخر نیز مخزنی استوانه‌ای است که، حاوی سیلیس یا شن برای تصفیه آب است. از نظر شکل فیلتر شنی استخر با فیلترهای شنی مورد استفاده در سیستم‌های تصفیه آب متفاوت است. فیلتر شنی استخر از مهم‌ترین روش‌های تصفیه آب استخر است. این فیلتر ذرات معلق تا اندازه 50 میکرون و کدورت آب را کاهش می‌دهد.

افت فشار کم، کاربرد آسان، هزینه تعمیر و نگهداری پائین، قابلیت بک واش یا شستشوی معکوس از ویژگی‌های منحصر به فرد فیلتر شنی استخر است. این ویژگی‌ها باعث شده است فیلتر شنی استخر نسبت به دیگر روش‌های تصفیه آب استخر بیش‌تر مورد استقبال قرار گیرد.

مشخصات فنی فیلتر شنی

فیلترهای شنی در ابعاد و ظرفیت‌های مختلف تولید می‌شوند. مشخصات فنی این فیلترها که در زمان خرید و نصب در سیستم تصفیه آب به شما برای انتخاب فیلتر مناسب کمک می‌کند، شامل موارد زیر است:

• محدوده آبدهی (متر مکعب در ساعت): منظور مقدار آبی است که فیلتر می‌تواند در یک ساعت تصفیه کند. فیلترهای شنی معمولا با  ظرفیت‌های 5 تا 150 متر مکعب در ساعت تولید می‌شوند.
• ابعاد فیلتر شنی: ابعاد این فیلترها به صورت قطر* ارتفاع بیان می‌شود. با توجه به ظرفیت تصفیه فیلتر شنی، انواع آن دارای ابعاد مختلفی است.
• مقدار سیلیس مورد نیاز: مقدار سیلیس با توجه به حجم مخزن فیلتر شنی و بر حسب کیلوگرم بیان می‌شود.
• سایز اتصالات (اینچ): سایز اتصالاتی که به فیلتر شنی متصل می‌شود، شامل شیر فیلتر شنی.
• سایز ورق: ضخامت ورقی که برای ساخت بدنه فیلتر استفاده می‌شود که، معمولا بین 3 تا 8 میلی‌متر است.

اجزای اصلی فیلتر شنی

فیلتر شنی از چند بخش اصلی تشکیل می‌شود که هرکدام در عبور، توزیع، فیلتراسیون و خروج آب نقش مشخصی دارند. شناخت این اجزا کمک می‌کند بهتر متوجه شویم آب چگونه از میان لایه‌های سیلیس عبور می‌کند و ذرات معلق، گل‌ولای و بخشی از کدورت آن گرفته می‌شود.

انواع سیلیس فیلتر شنی

سیلیس یا شن عنصر اصلی در فیلتر تصفیه آب شنی است که، آب را تصفیه می‌کند. انواع سیلیس فیلتر شنی می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

• شن سیلیس یا سیلیس کوارتز: متداول‌ترین سیلیس مورد استفاده در فیلتر شنی است.
• شن آنتراسیت: که به رنگ سیاه است.
• شن یا سیلیس فشرده: دارای ترکیبات تیتانیوم است.

از نظر دانه‌بندی نیز انواع سیلیس شامل موارد زیر می‌شود:

• سیلیس نمره یک با قطر دانه‌بندی بین 0.5-1.5 میلی‌متر
• سیلیس نمره دو با قطر دانه‌بندی بین 2-3.5 میلی‌متر
• سیلیس نمره سه با قطر دانه‌بندی بین 4-8 میلی‌متر
• سیلیس نمره چهار با قطر دانه‌بندی بین 8-12 میلی‌متر

علاوه بر این، انواع سیلیس از نظر کیفیت نیز می‌تواند به سه دسته، سیلیس درجه یک یا ممتاز، درجه دو و درجه سه تقسیم‌بندی شود.

موارد مصرف فیلتر شنی

موارد استفاده از فیلتر شنی بسیار گسترده است که، مهم‌ترین آنها شامل موارد زیر می‌شود:

1. تصفیه آب رودخانه و چاه
2. تصفیه آب استخر پرورش ماهی
3. تصفیه آب صنایع مختلف
4. فرایند تصفیه آب نیروگاه‌ها
5. تصفیه آب شرب
6. تصفیه آب برج‌های خنک کننده

نحوه عملکرد فیلتر شنی

نحوه عملکرد فیلتر تصفیه آب شنی به این صورت است که، ابتدا آب با فشار از بالای مخزن وارد می‌شود. آب در اثر فشار پمپ به سمت پایین بستر شن حرکت می‌کند. در زمان عبور از بستر، شن و ماسه و ذرات معلق آلاینده آب در میان حفره‌های بستر سیلیس به دام می‌افتند. در نهایت آب تصفیه شده توسط نازل‌های کف مخزن از آن خارج می‌شود.

ترتیب قرار گرفتن دانه‌بندی سیلیس در مخزن، از سیلیس درشت در کف مخزن شروع و به سیلیس ریز در بالای مخزن می‌رسد. علت این لایه‌بندی است که، سیلیس درشت از گرفتگی بر روی نازل جلوگیری می‌کند.

نحوه نگهداری از فیلتر شنی

برای نگهداری از فیلتر شنی باید شرایط آب و هوایی مختلف در نظر گرفته شود. برای مثال باید از یخ زدن فیلتر در فصول سرد سال جلوگیری شود. علاوه بر این، عملیات بک واش یا شستشوی معکوس فیلتر شنی نیز اهمیت زیادی دارد.

سیلیس داخل مخزن فیلتر، بعد از مدتی در اثر اشباع شدن با آلاینده‌های آب، قابلیت خود در به دام انداختن آلاینده‌ها را از دست می‌دهد. در این شرایط باید عملیات بک واش با جریان معکوس آب در مخزن انجام شود. به این صورت که آب خلاف جهت معمول از پایین مخزن وارد بستر سیلیس شده و با بر هم زدن بستر، ذرات آلاینده را از آن خارج می‌کند. به این ترتیب فیلتر شنی می‌تواند مجددا در فرایند تصفیه مورد استفاده قرار گیرد.

بعد از گذشت چندین سال نیز باید بستر سیلیس داخل مخزن به طور کامل با سیلیس جدید تعویض شود.

زمان تعویض انواع فیلترهای شنی

طول عمر بستر سیلیس فیلتر شنی بین 5 تا 7 سال است. بعد از این مدت بستر سیلیس با آلاینده‌های آب اشباع شده و آب با دشواری می‌تواند از بستر عبور کند. بنابراین، در فاصله هر 5 سال یک بار لازم است که، بستر سیلیس فیلتر شنی را تعویض کنید.

این مدت زمان بسته به میزان مصرف آب تصفیه شده توسط فیلتر، میزان آلایندگی آب و انجام بک واش با فاصله زمانی مناسب می‌تواند متفاوت باشد.

فیلتر شنی چه چیزهایی را حذف می‌کند؟

فیلتر شنی بیشتر برای جدا کردن آلودگی‌های فیزیکی آب استفاده می‌شود. وقتی آب از میان لایه‌های سیلیس عبور می‌کند، ذراتی مثل گل‌ولای، شن‌ریزه، زنگ‌زدگی، لجن، ذرات معلق و بخشی از عوامل ایجادکننده کدورت در بین دانه‌های سیلیس گیر می‌افتند. به همین دلیل، فیلتر شنی معمولاً در مرحله پیش‌تصفیه قرار می‌گیرد تا آب قبل از ورود به فیلترهای حساس‌تر، شفاف‌تر و کم‌ذره‌تر شود.

فیلتر شنی می‌تواند کدورت آب را کاهش دهد و از ورود ذرات معلق به مراحل بعدی تصفیه جلوگیری کند. البته عملکرد آن به عواملی مثل دانه‌بندی سیلیس، سرعت عبور آب، میزان آلودگی ورودی، زمان بک‌واش و وضعیت بستر شنی بستگی دارد.