فیلتر شنی و کاربرد آن در تصفیه آب بستهبندی شده
مقدمه
در فرآیند تصفیه آب آشامیدنی بستهبندی شده، حذف ذرات معلق، کدورت و ناخالصیهای فیزیکی از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از تجهیزات کلیدی در این مرحله، فیلتر شنی میباشد. این دستگاه با ساختار ساده و عملکرد مؤثر، نقش مهمی در بهبود کیفیت آب و افزایش طول عمر سایر تجهیزات تصفیه مانند فیلترهای کربنی و سیستم اسمز معکوس (RO) ایفا میکند.
فیلتر شنی چیست؟
فیلتر شنی مخزنی تحت فشار یا ثقلی است که داخل آن با لایههایی از شن و سیلیس در دانهبندیهای مختلف پر شده است. زمانی که آب از این لایهها عبور میکند، ذرات معلق، گلولای، جلبک و بخشی از آلودگیهای فیزیکی آن حذف میشود. به همین دلیل، فیلتر شنی یکی از مؤثرترین و اقتصادیترین روشهای فیلتراسیون فیزیکی در صنعت آب محسوب میشود.
این سیستم در مرحله پیشتصفیه آب صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد که و با کاهش کدورت آب که با پارامتر NTU مشخص میشود، باعث زلالتر و شفافتر شدن آب میشود.
انواع فیلتر شنی
فیلترهای شنی بسته به طراحی و نحوه عملکرد، به چند گروه تقسیم میشوند:
۱. فیلتر شنی تحت فشار (Pressure Sand Filter)
-
پرکاربردترین نوع در صنایع غذایی و کارخانههای تولید آب بستهبندی.
-
آب توسط پمپ تحت فشار وارد مخزن میشود و پس از عبور از بستر شنی، ذرات معلق آن حذف میگردد.
- بدنه معمولاً از فولاد کربنی با پوشش اپوکسی یا استنلس استیل ساخته میشود.
۲. فیلتر شنی ثقلی (Gravity Sand Filter)
-
آب بدون نیاز به پمپ و تنها با نیروی ثقل از بستر شنی عبور میکند.
- بیشتر در استخرها و سیستمهای تصفیه کوچک کاربرد دارد.
۳. فیلتر شنی تند (Rapid Sand Filter)
-
دارای سرعت بالای فیلتراسیون.
-
نیازمند شستشوی معکوس (Backwash) بهصورت منظم.
- در تصفیهخانههای شهری و صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد.
۴. فیلتر شنی کند (Slow Sand Filter)
- آب با سرعت کم از بستر عبور میکند.
- به دلیل فضای زیاد و سرعت پایین، در صنعت آب بستهبندی کاربرد محدودی دارد.
اجزای اصلی فیلتر شنی
مخزن: ساخته شده از فولاد، فایبرگلاس یا استیل.
مدیا (شن و سیلیس): با دانهبندی مختلف از درشت به ریز چیده میشوند.
سیستم نازل و جمعآوری آب: مانع خروج شن و ذرات ریز میشود.
شیرآلات ورودی، خروجی و بکواش: برای بهرهبرداری و شستشوی معکوس.
نحوه چیدمان لایه های داخلی فیلتر شنی:
شن داخل فیلتر شنی که از جنس سیلیس است در اندازه ذرات مختلف وجود دارد و به صورت چندلایه در فیلتر قرار میگیرد . لایه بندی یا ترتیب اندازه ذرات در فیلتر شنی بستگی به کاربرد و هدف آن دارد. ولی در ساده ترین و ابتداتی ترین نوع آن ترتیب دانه بندی از بالا به پایین از ریز به درشت است. ابتدا در لایه پایینی فیلتر شن درشت در سایز ۸ تا ۱۲ میلیمتر قرار میگیرد.
سپس در لایه دوم سیلیس متوسط با سایز ۵ تا ۸ میلیمتر ریخته میشود. البته این دو لایه پایینی که به لایه گراول معروف هستند، نقشی در عملیات فیلترسیون ندارند. لایه آخر اصلیترین لایه فیلتر شنی است که سیلیس شکری در سایز ۱ تا ۳ میلیمتر بر روی لایه گراول ریخته میشود تا کار تصفیه را با حذف گل و لای و ذرات معلق در آب انجام دهد.
مزایای استفاده از فیلتر شنی در صنعت آب بستهبندی
-
حذف ذرات معلق و کدورت.
-
افزایش شفافیت آب.
-
کاهش بار آلودگی وارد بر فیلترهای کربنی و ممبرانهای RO.
-
بهبود کیفیت نهایی آب آشامیدنی بستهبندی شده.
شستشوی معکوس (Backwash)
در طول زمان، ذرات جمعشده در بستر شنی موجب افت فشار و کاهش کارایی فیلتر میشوند. برای بازیابی عملکرد، جریان آب به صورت معکوس و از پایین به بالا وارد فیلتر شده و ذرات جمعشده خارج میشوند. این فرآیند به نام بکواش شناخته میشود و باید بهطور دورهای انجام گیرد.
جمعبندی
فیلتر شنی یکی از تجهیزات پایه در سیستمهای تصفیه آب آشامیدنی بستهبندی شده است که با هزینه مناسب و راندمان بالا، امکان حذف بخش زیادی از ذرات معلق و کدورت را فراهم میکند. انتخاب صحیح نوع فیلتر، کیفیت بستر سیلیس و نگهداری مناسب (از جمله شستشوی منظم) از عوامل کلیدی در افزایش کارایی و طول عمر این دستگاه به شمار میرود.
