دلیل استفاده از فیلتر شنی در تصفیه آب

فیلتر شنی یا فیلتر آب شنی از شن و ماسه برای فیلتر کردن آب استفاده می کند. آبی که باید تصفیه شود به آرامی از میان شن و ماسه فیلتر شنی عبور کرده و ذرات کثیفی آب را در منافذ ریز ماسه باقی می‌گذارد. منافذ کوچک تضمین می کند که ذرات کثیفی قادر به عبور از فیلتر و برگشت به آب نیستند. این فناوری فیلتر مخصوصاً برای  فیلتر کردن تجهیزات ضد عفونی کننده، آماده سازی برای میکرو اولترافیلتراسیون، سیستم های چرخش، فرآیندهای آب شستشو، سیستم های آبیاری، فیلتراسیون آب استخر و تمیز کردن آب زیرزمینی مناسب است. یک فیلتر شنی فقط می تواند ذرات جامد آب مانند جلبک ها و مواد آلی را فیلتر کند. نمک هایی که در آب حل نمی شوند، مانند نمک هایی که در کودها ظاهر می شوند، می توانند توسط فیلتر شنی از آب استخراج شوند، به شرط اینکه ذرات به اندازه کافی و بزرگتر از 50 میکرون باشند.

فیلتر شنی چیست؟

فیلتر شنی بستری از شن و ماسه است که معمولاً با عمق دو تا سه فوتی ساخته می شوند. مواد فیلتر (شن و ماسه) در یک آستر ساخته شده از بتن، پلاستیک یا مواد غیر قابل نفوذ دیگر قرار دارند. بسته به طراحی، فیلتر ممکن است در بالای زمین، تا حدی بالای زمین یا زیر زمین قرار گیرد و سطح فیلتر ممکن است تک پاس یا پوشیده باشد. در صورت پوشاندن، باید هواگیری شود تا شرایط هوازی حفظ شود.

فیلتر شنی چگونه کار می کند؟

فیلتر شنی با استفاده از فرآیندهای فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی طبیعی فاضلاب را تصفیه می کنند. آنها یکی از بهترین گزینه‌ها برای تصفیه در مکان هایی هستند که در آن سیستم‌های جذب سپتیک تانک/خاک به دلیل وجود آب‌های زیرزمینی بالا، سنگ بستر کم عمق، خاک‌های ضعیف یا سایر شرایط  محدود هستند. آنها همچنین می توانند انتخاب خوبی برای خانه ها، مشاغل، مؤسسات، توسعه های مسکونی کوچک و جوامع در مناطقی باشند که درمان متمرکز در دسترس نیست یا بسیار گران است.

فیلترهای شنی معمولاً به عنوان مرحله دوم در تصفیه فاضلاب پس از جداسازی جامدات در فاضلاب خام در سپتیک تانک، واحد هوازی یا سایر فرآیندهای ته نشینی استفاده می شود. فاضلاب تصفیه شده با فیلتر شنی معمولاً بی رنگ و بی بو است. در طول سال ها، فیلترهای شنی زمانی که به درستی طراحی، ساخته و نگهداری شوند، ثابت کرده اند که یک فناوری قابل اعتماد هستند. عملکرد آنها نسبتاً ثابت است و نیازهای عملیاتی و نگهداری کمی دارند. علاوه بر این، هزینه های کلی درمان باید به طور مطلوب با سایر سیستم های جایگزین مقایسه شود.

فاضلاب نیمه تصفیه شده در دوزهای متناوب بر روی سطح فیلتر اعمال می شود و در حالی که به آرامی از طریق رسانه عبور می کند، تصفیه می شود. سپس فاضلاب در زیر زهکشی جمع می شود و به سمت تصفیه یا دفع بیشتر حرکت می کند. واحدهای فیلتر شنی توسط یک پیمانکار در محل ساخته یا مونتاژ می شوند. چندین نوع فیلتر شنی و با کاربردهای مختلف وجود دارد.

اصول فیلتر شنی

چند اصل اساسی عملیاتی و طراحی مشترک برای هر نوع سیستم فیلتر شنی وجود دارد. ابتدا برای جلوگیری از گرفتگی فیلتر، فاضلاب باید از قبل تصفیه شود تا مواد جامد و کف ها حذف شوند. پیش تصفیه معمولاً در سپتیک تانک، تانک ایمهوف یا واحد هوازی انجام می شود. گاهی اوقات از صفحات یا فیلترها در مخزن پیش تصفیه به عنوان یک مرحله اضافی استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که در زمان استفاده از آب سنگین هیچ ماده جامدی به فیلتر منتقل نمی شود.

پس از حذف مواد جامد، یک پمپ مجهز به مکانیزم زمان بندی قابل تنظیم یا یک سیفون، فاضلاب را در فواصل زمانی معین یا زمانی که مخزن پر می شود، به فیلتر دوز می کند. کاربردها به طور متناوب فاصله می گیرند تا به محیط فیلتر بین دوزها تخلیه شود. این کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که اکسیژن با هر دوز فاضلاب وارد فیلتر می شود. اکسیژن برای فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی و شیمیایی که در داخل فیلتر انجام می شود بسیار مهم است.

همچنین مهم است که فاضلاب به طور یکنواخت در سطح فیلتر اعمال شود. این کار یا با غرقابی کامل سطح با یک لایه نازک فاضلاب یا پاشیدن فاضلاب به طور یکنواخت روی سطح فیلتر انجام می شود.

چگونه عمل تصفیه آب توسط فیلتر انجام می شود؟

همانطور که فاضلاب به آرامی در محیط فیلتر نفوذ می کند، فرآیندهای طبیعی فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی ترکیب می شوند تا تصفیه را فراهم کنند. بیشترین تصفیه در 6 تا 12 اینچ اول سطح فیلتر انجام می شود.مقداری از مواد آلی در فیلتر تجزیه می شود. ذرات به سطوح شن و ماسه می چسبند یا در شیار گیر می کنند. علاوه بر این، سطوح شن و ماسه با بار منفی می توانند ذرات زباله با بار مثبت را جذب کرده و از طریق فرآیندی به نام جذب با آنها پیوند برقرار کنند. پیوندهای شیمیایی نیز زمانی اتفاق می‌افتد که ذرات خاصی در فاضلاب با رسانه تماس پیدا می‌کنند و با آن واکنش نشان می‌دهند.

فیلترهای شنی بیشتر عملیات تصفیه خود را از طریق فرآیندهای بیولوژیکی انجام می دهند. فیلترهای شنی محل زندگی موجودات مختلفی هستند که بسیاری از آنها با مصرف مواد آلی در فاضلاب به تصفیه کمک می کنند. باکتری ها فراوان ترین موجودات موجود در فیلترها هستند و بیشتر کار را انجام می دهند. ارگانیسم های دیگری مانند تک یاخته ها و کرم ها نیز وجود دارند که به درمان کمک می کنند. پس از اینکه فیلتر فرصت بلوغ پیدا کرد – معمولاً بعد از تقریباً دو هفته استفاده – یک سیستم اکولوژیکی مینیاتوری ایجاد می شود زیرا موجودات زنده تکثیر می شوند و برای بقا به یکدیگر متکی هستند.

مهمترین بخش اکوسیستم فیلتر لایه ضخیمی به نام بیومات است که در نهایت در نزدیکی سطح فیلتر تشکیل می شود. این لایه حاوی باکتری هایی است که ذرات موجود در فاضلاب را مصرف می کنند. به نوبه خود، تک یاخته ها از باکتری ها تغذیه می کنند و به جلوگیری از متراکم شدن بیومات کمک می کنند تا فیلتر را مسدود کند. این تعادل بین اشکال مختلف حیات و فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی که در فیلتر شنی اتفاق می‌افتد منجر به تصفیه بسیار کارآمد فاضلاب می‌شود که به حداقل بهره‌برداری و نگهداری نیاز دارد. در نهایت، بیومات مسدود می شود و لایه بالایی ماسه باید به عنوان بخشی از تعمیر و نگهداری منظم فیلتر برداشته شود.

تعمیر و نگهداری فیلتر شنی

مانند تمام سیستم ها، فیلترهای شنی  نیز نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند. تعمیر و نگهداری معمولی بسترهای فیلتر شنی شامل تسطیح و تراشیدن دوره ای سطح و جمع کردن یا برداشتن لایه سطحی هنگامی که شروع به گرفتگی می کند، می باشد. اینکه هر چند وقت یکبار گرفتگی اتفاق می افتد به نرخ بارگذاری ارگانیک و اندازه رسانه فیلتر بستگی دارد. به عنوان مثال، فیلترهای شنی دریافت کننده پساب سپتیک تانک ممکن است نیاز به توجه بیشتری نسبت به فیلترهای دریافت کننده پساب واحد هوازی داشته باشند، زیرا استحکام آلی پساب سپتیک تانک بالاتر است. از آنجایی که فیلترهای شنی چرخشی از محیط بزرگ تری استفاده می کنند و نرخ بارگذاری آلی کمتری دریافت می کنند، تمایل کمتری به گرفتگی دارند.

مخازن پیش تصفیه نیاز به بازرسی و پمپاژ دارند و قطعات الکتریکی مانند پمپ ها و تایمرها باید طبق توصیه های سازنده بررسی و سرویس شوند. پمپ ها اغلب به گونه ای طراحی می شوند که از 10 تا 25 سال عمر کنند، اما در نهایت نیاز به تعویض دارند. لوله ها، شیرها و سایر اجزای سیستم باید به طور منظم بررسی شوند و صفحه نمایش و فیلترها باید تمیز شوند. بسیاری از فیلترهای شنی بزرگتر در بخش‌هایی کار می‌کنند تا با تغییر بخش‌هایی که قرار است دوز شوند، قسمت‌هایی از بستر فیلتر استراحت کنند. همچنین گاهی اوقات برای جلوگیری از بارگذاری بیش از حد فیلتر یا جلوگیری از یخ زدن سطح فیلتر، باید نرخ بارگیری هیدرولیک را تنظیم کرد.

یکی دیگر از استراتژی‌های عملیاتی در هوای سرد مستلزم تند کردن بستر فیلتر به‌صورت الگویی از برآمدگی‌ها و شیارها و غرق کردن سطح تا زمانی که یک لایه یخی تشکیل شود. سپس فیلتر را می توان در زیر صفحه عایق یخ قرار داد.

هنگامی که مقدار معینی از آب فیلتر شد یا زمانی که شن و ماسه به درجه خاصی از آلودگی رسید، فیلتر شنی به طور خودکار به شستشوی معکوس تبدیل می شود. در حین شستشوی معکوس، منافذ بزرگ می شوند و کثیفی دوباره از شن شسته می شود. متعاقباً این کثیفی به همراه آب در شستشوی معکوس تخلیه می شود. در نتیجه، فیلتر شنی مسدود نمی شود و کیفیت تصفیه مطلوب خود را حفظ می کند. پر شدن فیلتر شنی را به صورت دوره ای بررسی کنید. اگر پرکننده بهم چسبیده یا ساییده شد، یا اگر فیلتر شنی به شستشوی معکوس مکرر نیاز داشت، آن را تعویض کنید. همچنین اطمینان حاصل کنید که از فیلتر شنی به خوبی نگهداری می کنید.

فیلترهای شنی در سایزهای مختلف و برای کاربردها مختلفی طراحی و ساخته می شوند. این فیلترها از تصفیه آب استخرهای کوچک گرفته تا تصفیه‌ آب فاضلاب به کار گرفته می شوند. فیلتراسیون آب و تصفیه آن از مهمترین مراحل برای دریافت آبی پاکیزه و ایمن و سالم می باشد. به همین دلیل کیفیت  فیلتر و شن و ماسه ای که در فیلتر شنی مورد استفاده قرار می گیرد، بسیار حائز اهمیت است.