روش تصفیه آب با فیلتر شنی

تصفیه آب در طبیعت به روش‌های مختلفی انجام می‌شود که یکی از مهم‌ترین آن‌ها حذف ضایعات از آب با عبور دادن آن از بستری از شن است. در طراحی و ساخت فیلترهای شنی، این رفتار الهام گرفته از طبیعت نسبت به سایر روش‌های 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 نازل‌هایی با پوشش شن و سیلیس می‌باشند. ذرات معلق در آب از فیلتر و نازل‌هایی که با دانه‌های شن پوشیده شده‌اند عبور نمی‌کنند و در نهایت آب خروجی پاک و تصفیه شده خواهد بود. بدنه فیلترهای شنی از مواد مختلفی ساخته می‌شود که رایج‌ترین آن‌ها بدنه‌های فلزی، فایبرگلاس و بتن است. بدنه‌های فلزی این تجهیزات از ورق‌های گالوانیزه ساخته شده‌اند و نوع بتنی آن که عمدتاً برای پالایشگاه‌های با ظرفیت بالا استفاده می‌شود از بتن بوده و بسیار مقاوم است. فیلترهای فایبرگلاسی از کامپوزیت‌های پرس شده ساخته شده و همچنین به عنوان فیلترهای شنی FRP شناخته می‌شوند. به طور کلی، بدون در نظر گرفتن انواع مختلف فیلترهای شنی، نحوه عملکرد آن‌ها را می‌توان به شرح زیر توصیف کرد: آب حاوی املاح، آهن، منگنز، ذرات معلق گل و غیره از شیر ورودی وارد مخزن می‌شود. داخل مخزن نازل‌هایی با پوشش شن و سیلیس فراهم شده‌است. برای جلوگیری از خوردگی نازل‌ها، پوشش شن و سیلیس روی نازل‌ها به گونه‌ای انجام می‌شود که ابتدا دانه‌ها درشت، سپس متوسط و در نهایت دانه‌های ریز باشند. عبور آب از نازل باعث می‌شود ذراتی که بزرگ‌تر از ۱۰۰ میکرون هستند به دانه‌های شن برخورد کنند و اجازه عبور نازل‌ها را ندهند و تنها قطرات آب بدون ذرات معلق از نازل عبور می‌کنند. آب عاری از ذرات از شیر خروجی مخزن به بیرون دستگاه منتقل شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد. انواع فیلترهای شنی یکی از نکات بسیار مهم در طراحی فیلتر شنی نیرویی است که موجب عبور آب از نازل می‌شود. بر این اساس و بر حسب میزان فشاری که برای عبور آب از فیلتر اعمال می‌شود، فیلترهای شنی را می‌توان به چندین گروه کلی تقسیم کرد که عبارتند از: فیلتر شنی کند این نوع فیلتر شنی در طبیعت رایج است و بدون هیچ نیروی فشاری کار می‌کند. عبور آب از بستر شن با سرعت کاملاً طبیعی و آرام در مساحتی برابر با یک متر مربع، در طول روز و شب در نهایت ۳ متر مکعب آب تصفیه شده تولید می‌کند. به دلیل سرعت بسیار پایین این گروه از روش‌های تصفیه آب، بیشتر برای محیط‌های صنعتی و خانگی که نیاز به آب تصفیه شده کم دارند استفاده می‌شود. به عنوان مثال، در تصفیه‌خانه‌های شبکه آب روستایی، فیلتر شنی می‌تواند گزینه‌ای مناسب و مقرون به صرفه باشد. فیلتر شنی ثقلی سریع این گروه از فیلترهای شنی شباهت زیادی به نوع کند و آرام دارد و تنها تفاوت آن در مساحت بستر شنی است که آب از آن عبور می‌کند. برای عبور آب با فشار و سرعت بالاتر، بستر پوشیده شده با شن و سیلیس کم عمق و حدود ۴۰ تا ۱۰۰ متر مربع در نظر گرفته می‌شود. در نوع فیلتر نرم شنی، مساحت بستر شن حدود ۳۰۰ تا ۸۰۰ متر مربع محسوب می‌شود. یکی از مزایای این روش سرعت تصفیه بالاتر نسبت به نوع کند است. البته باید توجه داشت که چون آب از بستر شن کوچک عبور می‌کند، سرعت کثیف شدن بستر شن افزایش می‌یابد و بنابراین نیاز به شستشوی بیشتری نسبت به نوع کند دارد. فیلتر شنی تحت فشار سریع فیلتر شنی تحت فشار سریع یکی از پرکاربردترین انواع فیلتر شنی است که عمدتاً در محیط‌های صنعتی و حتی خانگی که نیاز به تصفیه سریع‌تر آب دارند استفاده می‌شود. عبور آب با فشاری که از پمپ وارد می‌شود باعث افزایش سرعت عبور آن از بستر شن و نازل‌ها می‌گردد و در زمان کوتاهی خروجی آب تصفیه شده بسیار بیشتر از دو روش قبلی خواهد بود. رایج‌ترین نوع فیلتر تحت فشار، فیلترهای استخر است که به طور گسترده در استخرهای خانگی و عمومی کاربرد دارد.