فیلتر به روش گرین سند

روش گرین سند یکی از روش های کاربردی در بخش فیلتراسیون آب محسوب می شود.

آهن و منگنز مواد معدنی ­ای هستند که به طور طبیعی حدود ۰٫۱ تا ۵ درصد از خاک زمین را تشکیل می دهند.اگر این مواد در بستر آب زیرزمینی موجود باشند هردوبه صورت نامحلول وارد آب می شوند . خصوصا اگر آب خاصیتی اسیدی داشته باشد.

طبق استاندارد آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده هردو باید حداکثر در مقداری مشخص در آب وجود داشته باشند . آهن در مقادیر بالاتر از ۰٫۳ ppm و منگنز در بالاتر از ۰٫۰۵ppm  باعث ایجاد بو در آب می شود.

هردو این عناصر می توانند به شکل های حل شده یا اکسید شده  در آب وجود داشته باشند.اگر آب به صورت تمیز و شفاف باشد اما در معرض هوا (اکسیژن) به رنگ سرخ مایل شود مقدار زیادی از آهن به صورت نامحلول وجود دارد.(آهن آب تمیز به صورت آهن دوظرفیتی و آهن آب سرخ یا آهن اکسید شده به صورت آهن سه ظرفیتی است.)

منگنز نیز به صورت مشابه عمل می کند بجز آنکه بصورت اکسید شده در رنگ بنفش تیره در آب حاصل می شود. اگر مقادیر این عناصر در آب تماما به صورت اکسید شده باشند عمل فیلتراسیون به تنهایی بدون هرگونه افزودنی شیمیایی میتواند آن ها را از آب حذف کند.

طراحی فیلتر

فیلترهای گرین سند معمولا با نرخ جریان ۳-۵ gpm در هر فوت مربع از سطح فیلتر و حداقل ۱۲gpm برای هر فوت مربع برای عمل بکواش طراحی می شوند. عملیات بکواش زمانی که افت فشار فیلتر به ۱۲psi  میرسد  باید بصورت دستی و یا با سوییچ تغییر فشار انجام شود. اختلاف فشار بیشتر میتواند به تجهیز صدمه وارد کند.

دسته بندی فیلترهای شنی

بر اساس نيروي محرك، صافي هاي مورد استفاده در تصفيه آب به صافي هاي ثقلي و تحت فشار طبقه بندي مي شوند. تفاوت اساسي ميان صافي هاي ثقلي و تحت فشار(با بار زیاد) ، ارتفاع مورد نياز جهت هدايت آب درون بستر صافي و نوع مخازن در بر گيرنده صافي مي باشد.

فیلتر ثقلی (Gravity Filters)

سرعت عملیات فیلتراسیون در این نوع از فیلترها در حدود ۱۲۰ تا ۱۸۰ (m3/m2.day) می‌باشد و برای تصفیه خانه‌های بزرگ آب توصیه می‌شود. سطح فیلتراسیون بین ۴۰ تا ۱۰۰ متر مربع بوده و فاصله بین دو شستشو معمولاً بین ۱۲ تا ۷۲ ساعت در نظر گرفته می‌شود

بر مبناي نـرخ صاف سازي، فیلتر شنی ثقلی را مي توان به انواع صافي هاي شنی كند و صافي هاي تنـد تقسـيم بنـدي کرد.

• فیلتر شنی ثقلی کند Slow Sand Filter) SSF )

جزء صافی های بستر عمیق می‌باشد و معمولاً حوضچه‌ای است به شکل مکعب مستطیل. در داخل  و در کف حوضچه لوله‌های مشبک زهکش و در میانه آن ذرات شن و ماسه و در بالای آن آب قرار دارد. آب هنگام عبور از میان لایه های مختلف فیلتر ذرات معلق و ناخالصی‌های خود را از دست می دهد و آب تصفیه شده از کف حوضچه به وسیله لوله های تعبیه‌شده از صافی خارج می‌گردد.

در سطح رویی ماسه به مرور زمان و در اثر فعالیت‌های بیولوژیکی و تابش آفتاب یک لایه نازک لزج از عوامل بیولوژیکی تشکیل می‌گردد که به آن اصطلاحاً لایه بیولوژیکی biological film گفته می‌شود.

شستشوی این صافی ها به این صورت است که ۲۰ تا۳۰ سانتی متر از ماسه های سطح آن را برداشته و دور می ریزیم و ماسه های جدید را جایگزین می کنیم چون روی این لایه جدید هنوز لایه بیولوژیکی تشکیل نشده است لذا آب عبوری از آن کیفیت مناسبی ندارد این لایه طی دو تا چهار روز تشکیل می شود.

مزایای استفاده از فیلتر کند ماسه ای:

• کاهش مصرف کلر و کاهش تولید THMS
• عدم نیاز به کنترل مداوم کدورت خروجی
• سادگی و قابلیت در بهره برداری (نیاز به پرسنل متخصص ندارد)
• هزینه بهره برداری پایین , پرسنل مورد نیاز کم
• عدم نیاز به شستشو معکوس

معایب فیلتر کند ماسه ای:

• دبی کم و پایین بهره برداری به دلیل منافذ ریز
• محدودیت در پذیرش کدورت های بالا
• نیاز به زمین زیاد برای احداث این فیلتر
• هزینه اولیه ساخت بالا
• جلوگیری و محافظت از نور جهت جلوگیری از رشد جلبک

• فیلتر تند ثقلی شنی Rapid Sand Filter) RSF )

برخلاف صافی کند ماسه ای , قاعدتا در این صافی دبی قابل بهره برداری بیشتر خواهد بود چون اندازه موثر ذرات در این صافی ها بزرگتر و در محدوده ۰٫۵-۰٫۳۵ میلی متر است . در این فیلتر یک لایه ماسه و یک مقدار آب بر روی این لایه داریم و برای خروجی یک زهکش مناسب پیش بینی شده است.

صافی های تحت فشار

در قسمت پایین فیلتر، زیر لایه ماسه ای یک لایه گراول ( سنگریزه های درشت ) برای نگهداری لایه ماسه ای قرار می گیرد و همچنین در زمان شستشوی معکوس و هوادهی از پایین کمک می کند که آب و هوا به طور یکنواخت در فیلتر پخش شود . ارتفاع متعارف لایه گراول ۴۶۰ میلی متر است. در لایه گراول از بالا به پایین اندازه ی سنگریزه ها افزایش می یابد.

در تصفیه خانه‌های کوچک و مراکز صنعتی که محدودیت فضا و سرمایه‌گذاری وجود دارد، استفاده از فیلتر شنی تحت فشار توصیه می‌گردد. این نوع از فیلترها از مزیت‌های اندازه مناسب، کیفیت بالای آب خروجی، شستشوی آسان و نیز هزینه اندک برای احداث و نگهداری برخوردار هستند .فیلترهای شنی تحت فشار بسته به نوع بدنه در دو دسته کلی فیلتر های شنی با بدنه فلزی و فیلتر های شنی با بدنه FRP ارائه می شوند. این فیلترها استوانه ای شکل بوده و فشار استاندارد عملیاتی این فیلترها با توجه به طراحی بین ۳ تا ۷ بار خواهد بود.فیلترهای شنی تحت فشار به دو شکل عمودی و افقی ساخته می‌شوند.