روش طراحی و محاسبه فیلتر شنی | اصول طراحی سیستم فیلتراسیون شنی

استفاده از شن برای تصفیه آب یکی از روش های قدیمی می باشد.

فیلتر شنی جهت حذف ذرات معلق و فیزیکی آب کاربرد دارد. استفاده از انواع فیلتر های شنی شفافیت آب را افزایش می دهد.

در واقع فیلتر شنی نقش محافظتی از دیگر فیلتر ها را دارد و با حذف ذرات درشت آب از آسیب رسیدن به فیلتر های بعدی جلوگیری می کند.

این فیلترها معمولاً برای تصفیه آب در استخرها، تصفیه‌خانه‌های آب شرب، و مصارف صنعتی استفاده می‌شوند. در ادامه، یک راهنمای کلی برای طراحی این نوع فیلتر ارائه شده است.

برای طراحی و محاسبه فیلتر شنی (فیلتر شنی تند یا تحت فشار) با مخزن FRP (Fiber Reinforced Plastic)، نیاز است که چند پارامتر کلیدی را مد نظر قرار دهیم که در زیر شرح داده شده است.

فاکتور های مهم در طراحی و محاسبه فیلتر شنی

1. دبی جریان

برای ساخت، طراحی و محاسبه فیلتر شنی ابتدا باید دبی جریان آب (Flow Rate) را بدانیم، که معمولاً بر حسب متر مکعب بر ساعت (m³/h) یا لیتر بر ثانیه (L/S) بیان می‌شود. این دبی بسته به کاربرد (آشامیدنی، استخر، صنعتی و…) متفاوت است.

2. انتخاب سایز مخزن FRP

مخزن‌های FRP در ابعاد مختلف تولید می‌شوند. جدول فیلتر شنی زیر به صورت تقریبی چند نمونه را نشان می‌دهد:

برای مصارف بزرگتر، از چند فیلتر موازی استفاده می‌شود یا مخازن فلزی سفارش داده می‌شوند.

3. ضخامت و نوع مدیا (رسانه فیلتراسیون)

سیلیس فیلتر شنی در مخزن FRP (مخازن فایبرگلاس تقویت‌شده) یکی از اجزای کلیدی برای تصفیه آب است.

در این سیستم‌ها، سیلیس به‌ عنوان یک ماده فیلترکننده فیزیکی عمل می‌کند که ذرات معلق، گل‌ولای، زنگ‌زدگی، و سایر ناخالصی‌ها را از آب حذف می‌کند.

1. ترتیب دانه بندی فیلتر شنی | ترتیب ریختن سیلیس در فیلتر شنی

در یک فیلتر شنی استاندارد از چند لایه سیلیس با درجه خلوص بالا  استفاده می‌شود:

طریقه ریختن سیلیس در فیلتر شنی به این صورت است که در قسمت پایین مخزن، سیلیس درشت (نمره 3 یا gravel) در لایه بعدی و بالاتر سیلیس اندازه متوسط (نمره 2 یا garnet)  و در بالاترین و اخرین لایه سیلیس نمره 1 ریخته می شود.

اندازه دانه های سیلیس

1. سیلیس درشت (زیرین): 3–5 mm
2. سیلیس متوسط (میانی): 1–3 mm
3. سیلیس نرم (رویی): 0.5–1 mm

تصویری از سیلیس در سه سایز درشت، میانی و ریز

ارتفاع و قطر کل بستر با توجه به سایز مخزن اف ار پی مشخص می شود که ارتفاع مخزن معمولاً 70–120 سانتی‌متر است.

2. خلوص سیلیس

باید سیلیس با خلوص بالا (حداقل 98٪ سیلیکا) استفاده شود تا کارایی و طول عمر فیلتر افزایش یابد.

3. مقدار سیلیس فیلتر شنی

میزان مورد نیاز سیلیس بستگی به حجم مخزن و کارکرد مد نظر دارد.

مثلا برای یک مخزن FRP با قطر 13 اینچ، معمولاً حدود 50-60 کیلوگرم سیلیس نیاز است.

4 زمان تعویض سیلیس فیلتر شنی

بسته به کیفیت آب و میزان استفاده، معمولاً هر 2 تا 3 سال یک‌بار سیلیس باید بصورت کامل تعویض شود.

علت سفت شدن سیلیس

تجمع املاح و رسوبات آب روی دانه های سیلیس باعث چسبندگی سیلیس ها به یکدیگر شده و مانع کارکرد مطلوب فیلتر شنی می شود. از دیگر دلایل سفت شدن سیلیس تعویض دیر هنگام سیلیس یا عدم انجام به موقع فرایند بک واش می باشد که نتیجه آن نقض عملکرد سیستم فیلتراسیون است.

4. سرعت خطی در فیلتر شنی | سرعت خطی فیلتراسیون (Filtration Velocity)

معمولاً بین 10–15 متر در ساعت طراحی می‌شود. یعنی اگر سطح مقطع فیلتر را A بگیریم:

Q = A × v

که Q دبی (m³/h) و v سرعت (m/h) است.

مثلاً برای دبی 5 m³/h و سرعت 10 m/h نیاز به سطح مقطع 0.5 m² داریم که معادل قطر تقریبی 80 سانتی‌متر خواهد بود.

5. اتصالات و کنترل‌ها

• ورودی و خروجی: معمولاً از جنس PVC یا UPVC
• شیرهای دستی Backwash, Rinse, Filter
• شیر اتوماتیک چند حالته (Backwash, Rinse, Filter)
• نازل مخزن FRP
• فشارسنج‌ها و دیدبان شفاف برای بررسی وضعیت

خرید اتصالات و کنترل های فیلتر شنی

• شیر اتوماتیک و دستی مخزن FRP
• لینک نازل مخزن FRP
• لینک شیر اطمینان هوا

در پایان لازم بذکر است جهت مشاوره طراحی و محاسبه فیلتر شنی و انواع پیش تصفیه شنی می توانید با مجموعه تصفیه کالا پرآو تماس بگیرید.