هیدروسیکلون یا تله شن

هیدروسیکلون یکی از تجهیزات عملی در تصفیه آب است که با کمک نیروی گریز از مرکز و تفاوت وزن و چگالی آب و ذرات موجود در آن، قابلیت جداسازی آنها را دارد. این تله شن قادر است بدون نیاز به انرژی الکتریکی و تنها با کمک انرژی دینامیکی آب را تصفیه کند و به همین دلیل یکی از ارزان‌ترین روش‌های تصفیه آب محسوب می‌شود. تصفیه آب و جذب شن توسط هیدروسیکلون قادر است ۹۵٪ ذرات جامد بزرگ‌تر از ۴۵ میکرون را از آب حذف کند. برای حذف ذرات جامد در آب بدون انرژی الکتریکی و فیلترها، یک مخزن استوانه‌ای و یک مخروط در ساخت و طراحی هیدروسیکلون استفاده شده است. مخزن استوانه‌ای در بالا قرار دارد و مخروط در قسمت پایین، و دو شیر به عنوان ورودی و خروجی آب روی مخزن استوانه‌ای و یک شیر در انتهای مخروط برای تخلیه ذرات جامد ته‌نشین شده به کار می‌روند. طرز کار هیدروسیکلون به گونه‌ای است که شیر ورودی هیدروسیکلون به صورت مماسی به مخزن استوانه‌ای متصل است و پس از انتقال آب به داخل مخزن، پمپ‌های گریز از مرکز فشار محیط را ایجاد می‌کنند. فشاری که به آب وارد می‌شود باعث چرخش قطرات آن می‌شود. به دلیل چرخش سیال، ذرات جامدی که چگالی بیشتری نسبت به آب دارند به تدریج به دیواره‌های بخش مخروطی منتقل می‌شوند. چرخش آب داخل دستگاه و اثر نیروی گریز از مرکز باعث تخلیه هوای موجود در آب شده و باعث افت فشار نسبی می‌شود. در نهایت، ذرات باقی‌مانده در آب به دهانه پایینی مخروط منتقل شده و قطرات آب تصفیه شده به سمت بالا حرکت کرده و از شیر تخلیه واقع در بالای مخزن استوانه‌ای خارج می‌شوند. یکی از نکات مهم در عملکرد هیدروسیکلون زمان ماندگاری آب در مخزن و تله شن است. این زمان حدود دو تا پنج دقیقه طول می‌کشد تا امکان جداسازی کافی ذرات جامد از قطرات آب فراهم شود. یکی از روش‌های افزایش زمان ماندگاری قطرات آب در هیدروسیکلون، کاهش سایز شیر تخلیه به اندازه یک واحد نسبت به شیر ورودی است. مزایای تصفیه آب با هیدروسیکلون با وجود بسیاری روش‌های مورد استفاده در تصفیه آب مانند نانوفیلتر و اسمز معکوس که قادر به حذف ذرات بسیار ریز و حتی یون‌ها هستند، در بسیاری موارد هیدروسیکلون می‌تواند گزینه بهتری باشد. دلیل اصلی این موضوع مزایای این گروه تجهیزات با توجه به محیط کاری آن‌ها است که مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از: عدم نیاز به انرژی الکتریکی: این گروه تجهیزات تصفیه آب فقط با انرژی دینامیکی کار می‌کنند و انرژی الکتریکی در آن‌ها کاربردی ندارد و بنابراین از نظر مصرف انرژی بسیار اقتصادی هستند. قیمت ارزان: ساختار و مواد به کار رفته در طراحی هیدروسیکلون نسبت به سایر تجهیزات تصفیه آب بسیار ارزان هستند و بنابراین برای استفاده در محیط‌های صنعتی و کشاورزی هزینه زیادی ندارد. نصب و نگهداری آسان: برخلاف سایر تجهیزات مورد استفاده در تصفیه آب که فیلتر بخش اصلی داخلی آن‌ها است، هیدروسیکلون فاقد فیلتر است. در نتیجه نیازی به شستشوهای پس‌زنی (backwash) یا تعویض و بازسازی فیلترها نیست. همچنین ساختار این دستگاه ساده بوده و طول عمر بالایی دارد و نگهداری آن آسان است. افت فشار کم: پس از ورود آب به مخزن هیدروسیکلون، فشاری که توسط پمپ گریز از مرکز وارد می‌شود بالا نیست و در نتیجه افت فشار بالایی در آب جلوگیری می‌شود. راندمان بالای حذف ذرات: استفاده از نیروی گریز از مرکز در عملکرد هیدروسیکلون باعث ته‌نشینی ۹۵٪ ذرات جامد در آب می‌شود. بنابراین می‌توان از آن برای مصارف صنعتی و کشاورزی استفاده کرد.