فیلتر شنی

کاربرد فیلتر شنی به عنوان پیش تصفیه سیستم اسمز معکوس (RO)

سیستم های اسمز معکوس یکی از مهم ترین فناوری های تصفیه آب در صنایع مختلف هستند و برای دستیابی به عملکرد مطلوب، نیازمند پیش تصفیه مناسب می باشند. فیلتر شنی یکی از کارآمدترین و متداول ترین روش های پیش تصفیه است که با حذف ذرات معلق، کدورت و بخشی از مواد آلی، فشار وارد بر ممبران ها را کاهش داده و طول عمر آن ها را افزایش می دهد. در این مطلب به صورت جامع و کاربردی نقش و اهمیت فیلتر شنی در پیش تصفیه دستگاه RO بررسی می شود.

اهمیت پیش تصفیه در سیستم اسمز معکوس

ممبران های اسمز معکوس دارای منافذ بسیار ریز در حد ۰٫۰۰۰۱ میکرون هستند و هرگونه ورود ذرات معلق، رسوبات، کلوئیدها و مواد آلی می تواند موجب گرفتگی و کاهش کارایی آن ها شود. این گرفتگی ها نه تنها مصرف انرژی سیستم را بالا می برد بلکه باعث افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری و نیاز به شست وشوی مکرر ممبران ها (CIP) می شود.

بنابراین هر سیستم RO حرفه ای و استاندارد باید قبل از ورود آب به ممبران ها، از چند مرحله پیش تصفیه بهره ببرد که یکی از اصلی ترین آن ها فیلتر شنی است.

فیلتر شنی چیست و چگونه عمل می کند؟

فیلتر شنی یک مخزن تحت فشار است که داخل آن از لایه های مختلفی شامل سیلیس با دانه بندی متفاوت، گارنت و گاهی آنتراسیت استفاده می شود. آب خام با فشار وارد مخزن شده و از بالا به سمت پایین حرکت می کند و در این مسیر ذرات معلق، مواد کلوئیدی، گل ولای، رسوبات و کدورت موجود در آب در میان بستر شنی گیر می کنند.

این فرایند هیچ گونه ماده شیمیایی مصرف نمی کند و بر اساس اصول فیلتراسیون فیزیکی کار می کند.

چرا فیلتر شنی برای RO ضروری است؟

ورود مواد معلق به ممبران های RO می تواند خسارت های سنگینی وارد کند. مهم ترین دلایلی که استفاده از فیلتر شنی را ضروری می سازد عبارتند از:

۱) جلوگیری از گرفتگی ممبران

مهم ترین وظیفه فیلتر شنی جلوگیری از ورود مواد معلق و کدورت به ممبران هاست. گرفتگی ممبران باعث افت فشار، کاهش دبی تولید و افزایش مصرف انرژی می شود.

۲) افزایش طول عمر ممبران ها

ممبران ها تجهیزات گران قیمتی هستند و هزینه تعویض آن ها بالاست. با کاهش بار آلودگی ورودی، طول عمر آن ها چند برابر افزایش می یابد.

۳) کاهش نیاز به شست وشوی ممبران (CIP)

اگر مواد معلق و کلوئیدی حذف نشوند، سیستم به طور مکرر نیاز به شست وشوی شیمیایی خواهد داشت که علاوه بر مصرف مواد شوینده، خود باعث کاهش عمر ممبران می شود.

۴) بهبود کیفیت آب ورودی به RO

فیلتر شنی به شکل چشمگیری کدورت آب (NTU) را کاهش می دهد و آب با کیفیت تری به مراحل بعدی می رسد. این موضوع عملکرد پایدار و استاندارد سیستم RO را تضمین می کند.

۵) محافظت از پمپ های فشار قوی

وجود ذرات ریز و ماسه در ورودی می تواند به پروانه ها و بلبرینگ پمپ های High Pressure آسیب برساند. فیلتر شنی این ذرات را حذف کرده و از پمپ ها نیز محافظت می کند.

انواع آلودگی های حذف شونده توسط فیلتر شنی

فیلتر شنی قادر است بسیاری از آلودگی های اولیه آب را حذف کند. مهم ترین موارد عبارتند از:

ذرات معلق و جامدات (TSS)

کدورت

گل ولای و رسوبات

ماسه و شن ریز

مواد آلی شناور

جلبک ها

بخشی از کلوئیدها

هرچقدر این آلودگی ها قبل از RO حذف شوند، سیستم عملکرد بسیار بهتری خواهد داشت.

مزایای استفاده از فیلتر شنی در سیستم RO

استفاده از فیلتر شنی نسبت به سایر تجهیزات پیش تصفیه، مزایای قابل توجهی دارد:

عملکرد پایدار و کارایی بالا

فیلتر شنی در حجم های بالا و جریان های زیاد بهترین عملکرد را دارد و می تواند حجم بالایی آب را با کمترین هزینه تصفیه کند.

هزینه عملیاتی پایین

نگهداری و بهره برداری آن بسیار آسان و کم هزینه است و به مواد شیمیایی نیاز ندارد.

قابلیت شست وشوی ساده

در صورت تجمع ذرات، فیلتر شنی با بک واش تمیز شده و دوباره مثل روز اول عمل می کند.

مناسب برای سخت ترین شرایط کاری

در آب های سطحی و رودخانه ها که کدورت بسیار بالاست، فیلتر شنی بهترین انتخاب است.

قابلیت کار در کنار سایر پیش تصفیه ها

فیلتر شنی معمولاً همراه با فیلتر کربنی، کارتریج فیلترها و سیستم های تزریق مواد شیمیایی استفاده می شود.

ساختار و اجزای فیلتر شنی

یک فیلتر شنی استاندارد شامل اجزای زیر است:

مخزن تحت فشار فولادی یا فایبرگلاس

چند لایه سیلیس با دانه بندی مختلف

نازل ها و صفحه نگهدارنده

شیرهای ورودی و خروجی، بک واش و هواگیری

مانومتر جهت بررسی افت فشار

لوله کشی استاندارد

در سیستم اسمز معکوس معمولاً از فیلترهای شنی تحت فشار استفاده می شود زیرا سرعت و راندمان بالایی دارند.

نحوه عملکرد فیلتر شنی در پیش تصفیه RO

مراحل فرآیند فیلتراسیون در فیلتر شنی به شرح زیر است:

۱) ورود آب خام

آب حاوی ذرات معلق از طریق شیر ورودی به داخل مخزن وارد می شود و روی بستر شنی پخش می گردد.

۲) عبور آب از بستر چندلایه

آب از لایه های مختلف سیلیس عبور کرده و هر بخش بخشی از آلودگی ها را جذب و نگه می دارد.

۳) جمع آوری آب تصفیه شده

در انتهای مخزن، نازل ها آب تصفیه شده را جمع کرده و به مرحله بعد ارسال می کنند.

۴) زمان اشباع و افزایش افت فشار

پس از مدتی، فشار ورودی افزایش یا فشار خروجی کاهش می یابد و نشان می دهد که بستر نیاز به شست وشو دارد.

۵) اجرای بک واش

در این مرحله جریان آب معکوس می شود تا آلودگی های جمع شده خارج شوند و بستر آماده استفاده مجدد گردد.

نقش فیلتر شنی در کاهش SDI ورودی به RO

یکی از معیارهای مهم برای آب ورودی به RO شاخص SDI یا شاخص تراکم رسوب است. مقدار SDI بالا باعث گرفتگی سریع ممبران می شود. فیلتر شنی به صورت مستقیم SDI را کاهش می دهد زیرا اکثر کلوئیدها و ذراتی که باعث افزایش SDI هستند از آب حذف می شوند.

در بسیاری از موارد، استفاده از فیلتر شنی باعث کاهش ۳۰ تا ۵۰ درصدی SDI می شود که قدمی مهم برای حفاظت از ممبران ها است.

محل قرارگیری فیلتر شنی در خط پیش تصفیه RO

در سیستم اسمز معکوس، فیلتر شنی معمولاً در مراحل ابتدایی قرار دارد:

ورود آب خام

فیلتر شنی

فیلتر کربنی

تزریق مواد شیمیایی (کلرزدایی، آنتی اسکالانت)

فیلترهای میکرونی (کارتریج فیلتر)

واحد فشار قوی (HP)

ممبران های RO

این ترتیب بهترین حفاظت ممکن از ممبران را فراهم می کند.

در چه شرایطی استفاده از فیلتر شنی ضروری تر است؟

چند نوع منبع آب وجود دارد که استفاده از فیلتر شنی در آن ها کاملاً ضروری است:

آب چاه هایی که دارای ماسه یا ذرات ریز هستند

آب رودخانه ها با کدورت بالا

آب های سطحی و سدها

مناطقی با خاک رس، لای و گل فراوان

تصفیه خانه هایی که TSS بالای ۳۰ ppm دارند

در این شرایط نبود فیلتر شنی مساوی است با خرابی بسیار سریع ممبران ها.

نکات مهم در بهره برداری و نگهداری فیلتر شنی

برای عملکرد دقیق و طولانی مدت فیلتر شنی در کنار RO موارد زیر ضروری است:

۱) شست وشوی منظم

هر زمان افت فشار بیشتر از ۰٫۵ بار شد، باید بک واش انجام شود.

۲) استفاده از سیلیس مرغوب

سیلیس باید سختی بالا، خلوص زیاد و دانه بندی استاندارد داشته باشد.

۳) جلوگیری از ورود کلر زیاد

اگر فیلتر شنی از فولاد ساخته شده باشد ورود کلر زیاد می تواند آن را دچار خوردگی کند.

۴) بازرسی دوره ای نازل ها

نازل های خروجی اگر آسیب ببینند باعث ورود سیلیس به خط RO می شود که بسیار خطرناک است.

۵) تعویض دوره ای سیلیس

به طور معمول هر ۲ تا ۳ سال یک بار باید بستر شنی تعویض شود.

فیلتر شنی یکی از مهم ترین و ضروری ترین تجهیزات پیش تصفیه در سیستم های اسمز معکوس است. این فیلتر با حذف ذرات معلق، کاهش کدورت، کاهش SDI و جلوگیری از ورود آلودگی های معلق به ممبران ها، نقش بسیار کلیدی در افزایش طول عمر، بهبود راندمان و کاهش هزینه های نگهداری RO ایفا می کند.

بدون فیلتر شنی، سیستم اسمز معکوس با سرعت زیاد دچار گرفتگی و افت عملکرد می شود و هزینه های تعمیرات و تعویض ممبران ها به شدت افزایش می یابد. به همین دلیل در تمام پروژه های صنعتی، نیمه صنعتی و حتی خانگی، استفاده از فیلتر شنی استاندارد و مناسب جزء اصول اولیه طراحی سیستم های RO است.

برای خرید فیلتر شنی میتوانید به سایت ناب زیست مراجعه نموده و یا با شماره 02188722027 و موبایل 09126147685 تماس بگیرید.