به طورکلی فیلتر شنی دستگاهی است كه با تصفیه (فیلتراسیون) آب به صورت فیزیكی باعث حذف ذرات معلق موجود در آب نظیر گل، رنگ، باکتری‌ها و ذرات حاصل از خوردگی میشود.
فیلترهای شنی که با عبور آب از بستر شن و ماسه های دانه بندی شده، وظیفه جداسازی ذرات معلق (معمولا تا قطر 50 میکرون ) از آب در گردش را به عهده دارند، به عنوان پیش تصفیه باعث شفافیت و زلال شدن آب گردیده، ولی املاح و دیگر ارگانیکهای موجود در آب را حذف نمی نمایند.
فیلترهای شنی به صورت استوانه یا مخزنی تحت فشار طراحی می‌شوند. داخل مخزن فیلتر شنی با شن سیلیسی و یا آنتراسیت پر می‌گردد كه معمولاً یک‌لایه ذرات درشت روی نازل‌ها جهت جلوگیری از گرفتگی و سپس یک‌لایه ذرات ریز بر روی آنها ریخته میشود. در اثر عبور آب از خلل و فرج بین ذرات شن، مواد معلق در میان شن ها گیر کرده و آب تقریباً عاری از مواد معلق، در خروجی فیلتر شنی به دست می‌آید. البته جمع شدن ذرات معلق در خلل و فرج فیلتر شنی، باعث افزایش افت فشار جریان عبوری از فیلتر می‌گردد كه اگر این افت فشار از حد معینی تجاوز نماید، باید شن های سیلیسی فیلتر شنی را شستشو داد.
نمونه فیلتر شنی رایج در منازل، همان فیلتر تصفیه آب یخچال ها است که به عنوان یک فیلتر شنی صرفا قادر به جذب ذرات درشت وارائه آب زلال مصرفی می باشد.
فیلتر شنی جهت تصفیه آب های سطحی (رودخانه‌ها یا چاه‌ها) آب استخر، حذف رنگ‌ها، آب برگشتی برج‌های خنک‌کن، فیلتراسیون فاضلاب‌های صنعتی و انسانی، فیلتراسیون مصارف آشامیدنی و صنعتی (تصفیه خانه‌های شهر و صنعتی) مورد استفاده قرار می‌گیرد. مشکلات ناشی از عدم استفاده از فیلتر شنی به عنوان مثال در استخرها، به علت باز بودن سطح استخر، چنانچه آب استخر متناوباً تعویض یا فیلتر نگردد، آب راكد مانده و آلوده می شود. وجود مواد خارجی از قبیل برگ، خاک، گرد و غبار و رشد و تكثیر میکروب‌ها، انواع قارچ‌های میكروبی و تخم انگل‌ها در آب باعث بیماری‌هایی از قبیل یرقان، تب‌های روده‌ا‌ی، اسهال خونی، بیماری‌های پوستی و غیره می‌گردد كه بخصوص در استخرهای عمومی باید این موضوع شدیداً مورد توجه قرار گیرد.
نکات مهم انتخاب و خرید انواع فیلتر شنی
فیلترهای کربنی جهت حذف کلر آزاد، رنگ، طعم، بو و مواد آلی موجود در آب مورد استفاده قرار می گیرند.
فیلتر شنی تحت فشار رایج ترین نوع فیلتر برای استخرها است که با ایجاد سرعت مناسب برای فیلتراسیون، تصفیه ای ایده آل را فراهم می سازد. در هنگام تصفیه، آب کثیف استخر از لوله ورودی وارد فیلتر می شود. فشار پمپ و نیروی جاذبه، آب را از درون شن به سمت پایین هدایت میکند و شن و ماسه های ریز هرگونه آشغال و مواد زائد را از آب استخر می گیرند.
استفاده از فیلتر شنی در استخرها، علاوه بر جداسازی ذرات معلق فوق تا حدود زیادی چربی های شناور در روی آب را نیز جذب می نمایند.
در پایین فیلترهای شنی نازل هایی با سوراخ های بسیار ریز وجود دارد که اجازه عبور شن و ماسه را نخواهند داد، اما آب از داخل این نازل ها عبور می کند و از لوله خروجی در زیر مخزن اصلی فیلتر شنی خارج می شود.
فیلترهای شنی که براساس نیاز دارای فشار کارهای مختلف می باشند، از نظر نوع دارای انواع افقی و ایستاده می باشند. همچنین جنس بدنه فیلترهای شنی ممکن است از جنس ورق فولادی و یا بدنه فایبرگلاس و غیر قابل زنگ زدن باشند.
فیلتر شنی براساس نوع کاربرد مورد نیاز از نظر ظرفیت، حجم، فشار کار، جنس و… انتخاب می گردد.
فیلترهای شنی تحت فشار در اشکال، سایزها و جنس های متفاوتی ساخته می شوند که رایج ترین آن ها فیلترهای شنی عمودی با سر عدسی است. که به قطر مشخص از ورق فولادی ST-37 (و یا گالوانیزه) به ضخامت اعلامی در استاندارد ASME و برای عدسی های فوقانی و تحتانی که به روش DOUBLE-DISH ساخته شده که پس از زنگ زدایی از داخل با دو لایه پوشش اپوکسی و از خارج با یک لایه ضد زنگ و دو لایه رنگ مخصوص رنگ آمیزی می گردد.
در ضمن برای بالا بردن کیفیت فیلتراسیون و عمر فیلترهای تحت فشار میتوان قبل از عملیات رنگزنی، فیلترها را از داخل، سند بلاست کرد.
این نوع از فیلترها مجهز به نازل هایی در قسمت فوقاني هستند که آب را برای تصفیه بهتر بر روی بستر شنی روی فیلتر پخش می کنند.
همچنین در پایین این فیلترها و زیر آخرین لایه از سیلیس درون آن، استرينرهاي برنجی (نازل های برنجی) جهت جمع آوري و عبور آب قرار دارند. در بازار فیلترهایی که از نازل های پلاستیکی استفاده می کنند نیز وجود دارد که این نازل ها کیفیت پایینی نسبت به نازل های برنجی دارند و قیمت آن ها تا 100 برابر کمتر از نازل های برنجی می باشد. یکی از ارکان انتخاب فیلتر مناسب، داشتن نازل های برنجی است.
درون فیلترهای شنی سه لایه مختلف از سیلیس با ضريب يكنواختي 1/35، با دانه بندي زير از نوع سنگ هاي مخصوص و درجه خلوص بالای 95% باید وجود داشته باشد.
- سيليس نمره يك از قطر 5/0 ميلي متر تا 5/1 ميلي متر.
- سيليس نمره دو از قطر 2 میلی متر تا 5/3 میلی متر.
- سيليس نمره سه از قطر 4 میلی متر تا 8 میلی متر.
کلیه سیلیس های ریخته شده در فیلترهای شنی جمعاً به حجم حدود 60% حجم مخزن فیلتر شنی خواهد رسيد که این عدد به ظرفیت فیلتر ربطی ندارد. زیرا پس از آزمایشاتی که روی فیلترهای شنی انجام شده است، این موضوع به اثبات رسیده که از یک حجمی به بعد مقدار سیلیس بکار برده شده در فیلترها توانایی تصفیه بیشتر آب را ندارند.
شن های سیلیس با دانه بندی ریزتر سطح بیشتری را فراهم می کنند و در نتیجه بیشتر آلودگی آب را می گیرند. اما به انرژی پمپاژ بیشتری برای انتقال سیال نیاز دارند. در اکثر فیلترهای شنی فشاری از رنج دانه های شنی سیلیس 0/2 تا 1/2 میلی متر استفاده می شود.
ذرات بزرگتر از 100 میکرومتر تمایل به بستن منافذ فیلتراسیون دارند که دانه های بزرگتر ماسه می توانند بر این مشکل غلبه کنند. به همین دلیل عمق بستر شن حدودا 0.6 تا 1.5 متر بر اساس کاربردهای مختلف می باشد.
طراحی عملکرد فیلترهای شن و ماسه نشان می دهد که باید با حداکثر سرعت جریان 10 gpm/ft2 کار کنند. با استفاده از توان مورد نیاز و حداکثر دبی، مساحت لازم را می توان محاسبه کرد. نکته نهایی طراحی این است که مطمئن باشید مایع به درستی در بستر جریان دارد و هیچ مقدار از مایع توسط شن و ماسه از مسیر جریان منحرف نمی شود.
هنگامی که شستشو انجام شد پس از مدتی کثیفی جمع شده در شن ها، اجازه عبور آب کمتری را می دهد. این در حالی است که مواد زائد موجود در فیلتر بجای می مانند، که باید از آن خارج شوند. حال زمان شست و شوی معکوس فیلتر است.
وقتی فیلتر مقدار زیادی از خاک را انباشته می کند فشار افت کرده و آب نمی تواند آزادانه از فیلتر خارج شود. شست و شوی معکوس آب را به عقب می فرستد تا از طریق فیلتر گرد و خاک به دام افتاده بیرون رود. پس از شست و شوی معکوس، افزایش فشار برگشت به استخر کاملا مشخص است و اگر گیج فشار روی فیلتر نصب شده باشد، مشاهده می شود که فشار بیش از 0.5 bar بهبود می یابد.
فیلترهای شن و ماسه ای اتوماتیک که معمولا از بدنه جنس FRP ساخته می شوند و فلزی نیستند بهترین گزینه برای تصفیه آب استخر های شنا می باشند زیرا سیستم شست و شوی معکوس خودکار دارند. به این معنی که میتوانند برنامه ریزی شوند که چه زمانی شیر ها معکوس شوند، پس شویی انجام شود و دوباره شیر ها به حالت قبل باز گردند. این فیلتر ها بدون نیاز به اپراتور هستند اما هزینه ابتدایی بالاتری را دارند. با این حال توجه داشته باشید با اینکه این فیلترهای شنی از مقاومت بالایی در برابر رطوبت برخوردارند، اما فشار کمتری را در مقایسه با فیلترهای شنی فلزی تحمل می کنند.
شست و شوی معکوس (Back Wash) :
شست و شوی معکوس یا همان back wash در فیلتر شنی به سادگی و از طریق برگشت جریان آب استخر صورت می گیرد. بدین صورت که با عبور معکوس جریان آب از پایین به سمت بالای فیلتر شنی، مواد زائدی که در بین شن های فیلتر، گیر کرده است به فاضلاب انتقال می یابد.
برای انجام back wash ابتدا باید پمپ را خاموش کرد و شیرِ فیلتر را در حالت “شست و شوی معکوس” قرار داد و سپس پمپ را دوباره روشن کرد. معمولا پس شویی در استخرها 2 تا 3 دقیقه به طول می انجامد. (که این مدت زمان به نوع سیلیس به کار رفته بستگی دارد) پس از پایان شست و شوی معکوس، می بایست پمپ را خاموش نمود و شیر را در حالت “Drain” (تخلیه) قرار داد، سپس پمپ را 30 تا 60 ثانیه روشن کرد تا مطمئن شوید که تمام آب کثیف در پس شویی به فاضلاب رفته و وارد استخر نمی گردد. در این مرحله پمپ را برای آخرین بار متوقف کرده و شیر را در حالت “Filter” قرار دهید. حال پمپ را روشن کرده و فیلتر دوباره به تصفیه کردن آب استخر مشغول می شود.
گیج فشار نصب شده در ورودی و خروجی به اپراتور استخر نشان می دهد که مسیر عبور آب در فیلتر در حال بسته شدن می باشد. اگر گیج، فشار خیلی بیشتری را در ورودی نسبت به خروجی نشان دهد، اپراتور متوجه می شود که ضایعات زیادی در بین شن ها جمع شده است. این به معنی این است که زمان “شست و شوی معکوس” فیلتر فرا رسیده است. برای “شست و شوی معکوس” اپراتور، شیرها را برای تغییر مسیر آب تنظیم می کند، لوله برگشت به استخر را می بندد و لوله خروجی را باز میکند که آب وارد سیستم فاضلاب شود.
شن های فیلترهای شنی پس از چند وقت باید عوض شوند؟
از نظر مهندسین، سیلیس مورد استفاده در فیلترهای شنی باید دارای شرایطی باشد که برای مذت زمانی بین 5 تا 10 سال قابل استفاده باشد. در حالیکه دیده شده است که گاها فیلترها بیش از 10 سال بدون تغییر شن به کار خود ادامه داده اند اما کارایی که باید را ندارند. در ابتدای کار فیلترها، شن استفاده شده بسیار زبر میباشد. این زبری آن چیزی است که باعث میشود شن و ماسه ذرات خاک در آب را فیلتر کند. از آنجایی که زبری این شن ها در گذر زمان کمتر می شود، راندمان فیلتر کم شده و این به این معنی است که سیستم شما باید بیشتر کار کند تا همان بازده را داشته باشد.
یافته ها نشان میدهند در سیلیس نوع معمولی بعد از 5 سال، استفاده مداوم دیگر نمی توانند کثیفی ها را به طور کامل پوشش دهند و آب در شست و شوی معکوس، کاملا تمیز نمی شود. در نتیجه چرخه فیلتراسیون کوتاه تر شده و نیاز به شست و شوی معکوسبیشتر میشود، و برای این نوع سیلیس تعویض هر ساله (بستگی به نوع استخر و کاربری آن) پیشنهاد می گردد.
سخنی با کارفرمایان، مشاوران و پیمانکاران محترم پروژه ها :
با توجه به تنوع و گستردگی محصولات و برندهای ارائه شده در سایت از یک طرف و توانایی این شرکت در ارائه بیشترین تخفیف ها همراه با گارانتی اصلی شرکت های تولید کننده (به دلیل ارتباطات و سفارشات مداوم با تولید کنندگان معتبر)، شما می توانید کلیه تجهیزات مورد نیاز سرمایش و گرمایش پروژه را از برندهای مختلف به صورت یکجا از طریق شرکت مخزن شوفاژ تهیه نموده و خود را از دردسر های تماس و پیگیری با تولید کنندگان مختلف معاف نمایید.
