طريقة معالجة المياه بواسطة فلتر الرمال

يتم معالجة الماء في الطبيعة بطرق مختلفة، من أهمها إزالة نفايات الماء بتمريره عبر سرير من الرمل. في تصميم وتصنيع مرشحات الرمل، هذا السلوك المستوحى من الطبيعة أقل تكلفة من طرق معالجة المياه الأخرى مثل الترشيح الفائق والترشيح النانوي لإزالة الجسيمات العالقة في الماء. مرشحات الرمل هي في الواقع نوع من الخزانات التي تحتوي على صمام دخول وصمام خروج وفوهات مغطاة بالرمل والسيليكا. الجسيمات العالقة في الماء لا تمر عبر المرشح والفوهات المغطاة بحبيبات الرمل، وفي النهاية يكون مخرج الماء نظيفًا ومطهرًا. يتكون جسم مرشحات الرمل من مواد مختلفة، وأكثرها شيوعًا المعدن، والألياف الزجاجية، والخرسانة. تُصنع الأجسام المعدنية لهذا الجهاز من صفائح مجلفنة، ونوع الخرسانة الذي يُستخدم في الغالب للمصافي ذات السعة العالية مصنوع من الخرسانة وقوي جدًا. تُصنع مرشحات الألياف الزجاجية من مركبات مضغوطة وتُعرف أيضًا بمرشحات الرمل FRP. بشكل عام، بدون النظر إلى الأنواع المختلفة من مرشحات الرمل، يُمكن وصف طريقة عملها كما يلي: يدخل الماء المحتوي على أملاح، والحديد، والمنغنيز، وجسيمات الطين العالقة، إلخ، الخزان من صمام الدخول. يوجد داخل الخزان فوهات مغطاة بالرمل والسيليكا. لمنع تآكل الفوهات، يتم تغطية الفوهات بالرمل والسيليكا بطريقة تبدأ بالحبيبات الكبيرة، ثم المتوسطة، وأخيرًا الحبيبات الدقيقة. مرور الماء عبر الفوهة يتسبب في تصادم الجسيمات الأكبر من 100 ميكرون مع حبيبات الرمل ولا يسمح بمرورها من الفوهات، وتمر قطرات الماء فقط بدون الجسيمات العالقة. ينتقل الماء الخالي من الجسيمات من صمام خروج الخزان إلى خارج الجهاز للاستخدام. أنواع مرشحات الرمل نقطة مهمة جدًا في تصميم مرشح الرمل هي القوة التي تسبب مرور الماء عبر الفوهة. وفقًا لذلك، وحسب مقدار الضغط المطبق على الماء لمروره عبر المرشح، يمكن تقسيم مرشحات الرمل إلى عدة مجموعات عامة، وهي: مرشح الرمل البطيء هذا النوع من مرشحات الرمل شائع في الطبيعة ويعمل دون أي قوة ضغط. يتم مرور الماء عبر سرير الرمل بسرعة طبيعية وهادئة تمامًا في مساحة متر مربع واحد، على مدار اليوم والليل، وينتج في النهاية 3 أمتار مكعبة من الماء النقي. بسبب السرعة البطيئة جدًا في هذه المجموعة من طرق معالجة المياه، يُستخدم غالبًا في البيئات الصناعية والمنزلية حيث الحاجة إلى المياه المعالجة منخفضة. على سبيل المثال، في محطات معالجة مياه شبكات الريف، يمكن أن يكون مرشح الرمل خيارًا مناسبًا وفعالًا من حيث التكلفة. مرشح الرمل السريع بالجاذبية تتشابه هذه المجموعة من مرشحات الرمل جدًا مع النوع البطيء والهادئ، والفرق الوحيد هو مساحة سرير الرمل الذي يمر به الماء. لتمرير الماء بضغط وسرعة أعلى، يعتبر سرير مغطى بالرمل والسيليكا منخفض الارتفاع ويتراوح بين 40 إلى 100 متر مربع. في نوع مرشح الرمل الناعم، تُعتبر مساحة سرير الرمل حوالي 300 إلى 800 متر مربع. من مزايا هذه الطريقة سرعة التنقية الأعلى مقارنة بالنوع البطيء. ومن الجدير بالذكر أنه بسبب مرور الماء عبر سرير رمل صغير، يزداد معدل تلوث سرير الرمل ولذلك يتطلب غسلًا أكثر من النوع البطيء. مرشح الرمل السريع بالضغط مرشح الرمل السريع بالضغط هو أحد أنواع مرشحات الرمل الأكثر استخدامًا، ويُستخدم غالبًا في البيئات الصناعية وحتى المنزلية التي تحتاج إلى معالجة مياه أسرع. مرور الماء بالضغط الداخل من المضخة يزيد من سرعة مروره عبر سرير الرمل والفوهات، وخلال وقت قصير يكون ناتج الماء المعالج أعلى بكثير من الطريقتين السابقتين. النوع الأكثر شيوعًا من مرشحات الضغط هو مرشحات البرك، التي تُستخدم على نطاق واسع في المسابح المنزلية والعامة.