طراحی فیلتر شنی کند

طراحی فیلتر شنی کند 🌊 فیلتر شن آهسته - فیلتر شن آهسته | طراحی ، عملکرد و محاسبه قیمت

فیلتر شنی آهسته یک سیستم فیلتراسیون آب مرکزی یا نیمه متمرکز است. یک SSF (Slow Sand Filter) به خوبی طراحی و یکپارچه با استفاده از فرایندهای بیولوژیکی ، فیزیکی و شیمیایی ، کدورت و ارگانیسم های بیماریزا را در آب از بین می برد.

عملیات قبل از تصفیه (مانند رسوبگذاری) فقط در صورت زیاد بودن کدورت یا آلودگی جلبک در ورودی فیلتر لازم است. ویژگی های اصلی سیستم های فیلتر شنی آهسته قابلیت اطمینان بالا و هزینه کم است. همچنین به مهارت های خاصی غیر از ساخت ، بهره برداری و نگهداری نیاز ندارد. بنابراین ، فیلتر شنی آهسته یک روش فیلتراسیون بسیار مناسب برای تصفیه آب روستاهای کوچک و متوسط ​​است که از منابع آب سطحی با کیفیت خوبی برخوردار هستند. طبق اعلام سازمان بهداشت جهانی (WHO) ، فیلترهای شن آهسته روشی ساده ، ارزان ، اما بسیار کارآمد برای مدیریت منابع آب است.

طراحی فیلتر شنی

مبانی طراحی صاف فیلتر شن و ماسه

اصول اولیه این فرآیند بسیار ساده است. هجوم آب شیرین آلوده با عبور از یک لایه شن و ماسه نه تنها از نظر جسمی فیلتر می شود ، بلکه از نظر بیولوژیکی نیز تصفیه می شود ، بنابراین رسوبات و عوامل بیماری زا آن از بین می رود. اساس اصلی این فرآیند بر اساس توانایی موجودات زنده در از بین بردن عوامل بیماری زا است. این تفاوت بین فیلتر شنی سریع و کند است. تفاوت این دو سیستم فقط در میزان فیلتراسیون نیست ، بلکه در مفهوم اساسی فیلتراسیون است. فیلتراسیون فیلتر شنی آهسته نیز یک فرآیند بیولوژیکی است. در حالی که فیلتر شنی سریع یک فرآیند فیلتراسیون فیزیکی است.

اگرچه حذف فیزیکی ذرات جامد بخش مهمی از روند آهسته فیلتر شن و ماسه است ، فیلتراسیون بیولوژیکی یکی دیگر از جنبه های مهم است. با تشکیل یک کلنی میکروبی در لایه فوقانی شن و ماسه ، لایه های بالایی فیلتر از نظر بیولوژیکی فعال می شوند. این میکروب ها معمولاً از طریق آب ورودی به سیستم وارد می شوند و ظرف چند روز کلنی تشکیل می دهند. استفاده از ماسه ریز و سرعت پایین فرآیند فیلتراسیون ، تشکیل این کلنی میکروبی را تسهیل می کند. قسمت عمده این کلنی متشکل از باکتریهای شکارچی است که از میکروبهای منتقله از آب که از فیلتر شن عبور می کنند تغذیه می کنند. از این رو اصل اساسی در فیلترهای شن آهسته ، فیلتراسیون بیولوژیکی است که توسط شن و ماسه انجام می شود.

طرح کلی فیلتر شن و ماسه

همانند فرآیند ، ساختار اساسی یک فیلتر شنی آهسته بسیار ساده است. به طور کلی ، این سیستم فقط به مخزن فیلتر ، مخزن ذخیره و لوله کشی نیاز دارد. مخزن فیلتر بسته به شرایط آب و هوایی قابل باز یا بسته شدن است. (در مناطق سردسیر ، به دلیل تأثیر درجه حرارت پایین بر عملکرد سیستم ، از فرم بسته استفاده می شود)

پس از ساخت و تجهیز یک فیلتر شنی کند ، برای تعویض دوره ای آن فقط شن و ماسه تمیز لازم است. ترتیب لایه های فیلتر شنی به اندازه شن بستگی دارد: دانه های درشت در پایین و دانه های کوچکتر در بالای مخزن. روی بستر شن معمولاً یک متر آب وجود دارد. از آنجا که فرآیند تصفیه بیولوژیکی برای تصفیه مناسب آب به زمان کافی نیاز دارد ، فیلترهای شنی آهسته معمولاً با دبی کم حدود 0.3-0.1 متر مکعب در متر مربع کار می کنند. بنابراین آب برای چند ساعت در نیمه بالایی قرار می گیرد و ذرات بزرگتر می توانند جدا شده و ته نشین شوند. سپس آب از بستر شن عبور می کند و همزمان چندین تصفیه بر روی آن انجام می شود.

آب برای عبور از لایه های ماسه به نوعی فشار فیزیکی نیاز دارد و بسته به نوع ساخت و ساز ، دو روش مختلف برای انجام این کار وجود دارد. این فشار می تواند توسط پمپ یا نیروی جاذبه ایجاد شود. بدیهی است که در صورت استفاده از پمپ ، نوعی نیروی محرکه مورد نیاز است و سیستم پیچیده تر خواهد شد.

جنبه های سلامتی

فیلتر شنی آهسته روشی بسیار مفید و م toثر برای از بین بردن آلودگی میکروبی است و در بیشتر موارد خاصیت باکتریایی قابل توجهی در محصول وجود نخواهد داشت. این سیستم همچنین در از بین بردن پروتوزوئا و ویروس ها نیز مفید است. اگر جریان کدورت حاصل از 1NTU کمتر باشد ، این فرایند می تواند 90 تا 99٪ باکتری ها و ویروس های موجود را از بین ببرد. با این حال ، یک فیلتر شنی کند در از بین بردن بیشتر مواد شیمیایی بسیار موثر نیست. با این حال ، به دلیل آلودگی شدید ناشی از باکتری ها ، می توان تشخیص داد که استانداردهای شیمیایی آب آشامیدنی دومین نگرانی در تأمین آب است.

پاک کردن

اگرچه فیلترهای شن آهسته در از بین بردن عوامل بیماری زای میکروبی بسیار مologicalثر هستند ، از ضد عفونی کننده ها (مانند کلرزنی) به عنوان یک مرحله پس از درمان در واحدهای تصفیه کند شن شن و ماسه استفاده می شود. هدف اصلی آن خنثی سازی باکتری های باقیمانده به عنوان واحد درمان نهایی است. هدف بعدی از بین بردن باقیمانده باکتری است که در هنگام ذخیره سازی یا توزیع تولید شده است.

برای جلوگیری از اختلال در فرآیند بیولوژیکی ، معمولاً کلرزنی پس از واحد فیلتراسیون انجام می شود. در شرایطی که آب حاوی مقدار زیادی مواد آلی طبیعی (NOM) است ، به عنوان مثال آب سطحی در مناطق استوایی ، به دلیل خطرات محصولات ضد عفونی کننده (DBP) نباید از کلر استفاده شود. وقتی مواد آلی طبیعی در معرض ریشه های کلر قرار می گیرند ، تری متان (THM) و سایر مواد ضد عفونی کننده آلی (DBP) تولید می کنند که سرطان زا هستند.

ساخت ، بهره برداری و نگهداری فیلتر شن و ماسه

طراحی فیلتر شنی

ساخت و ساز

فیلترهای شنی آهسته از مخزنی (معمولاً بتنی) تشکیل شده اند که دارای یک لایه ماسه بر روی لایه ای از گلوله ها و لوله های سوراخ دار است. وظیفه این لوله ها جمع آوری آب خالص است. برای استفاده عمومی ، مخازن فیلتر نیز می توانند از کف آجر یا سیمان ساخته شوند. در سال های اخیر استفاده از کابینت های پلاستیکی نیز رواج یافته است.

به لطف طراحی ساده و اصولی فیلترهای ماسه آهسته ، می توان آنها را با استفاده از مواد ، تجهیزات و نقاط قوت تخصصی موجود تولید کرد. به دلیل سادگی مراحل ساخت ، این مخازن را می توان با استخدام پیمانکاران باتجربه و یا از طریق مشاوره فنی و گروهی لازم ساخت. اگر جمع کننده بزرگ باشد ، تجهیزات اولیه هیدرولوژیکی مانند شیرآلات و سنج ها لازم است.

رهبری

نگهداری و نگهداری مناسب از عوامل کلیدی در تعیین کارایی SLF ها است. اگر شرایط جغرافیایی منطقه مطلوب باشد ، در این صورت می توان از نیروی جاذبه برای تعیین جریان آب در طول فرآیند استفاده کرد ، در این صورت نیازی به پمپ و انرژی الکتریکی نیست. لازم به ذکر است که جریان آب باید در محدوده 1 / 0-0 / 3 متر در ساعت باقی بماند. این منجر به جریان مداوم مواد مغذی و اکسیژن به میکروارگانیسم ها می شود و زمان لازم برای تصفیه را به آنها می دهد.

بعد از چند هفته یا حتی ماه ها ممکن است تراکم میکروارگانیسم ها به قدری زیاد شود که فیلتر مسدود شود. اگر جریان بسیار کم است ، پس از تخلیه فیلتر ، لایه های بالایی ماسه را بردارید و پس از شستشو ، آن را در معرض آفتاب قرار دهید تا خشک شود و به مخزن بازگردد. برای جبران مقدار شن از دست رفته در طی فرآیند فوق ، مقداری شن جدید به مخزن اضافه می کنیم. توصیه می شود که شیرها هر دو ماه یکبار باز و بسته شوند و هرگونه نشتی فوری در سیستم تعمیر شود.

تعمیر و نگهداری

با آموزش صحیح و کامل ، افراد خود می توانند عملیات فیلتر شن را انجام داده و کنترل کنند. بررسی روزانه عملکرد سیستم و در صورت لزوم ، تنظیم جریان بسیار ساده است و کمتر از یک ساعت طول خواهد کشید. شستشوی فیلتر کار سختی نیست و به راحتی توسط چندین نفر در یک روز قابل انجام است ، اما نظارت مداوم بر پارامترهای بهداشتی سیستم بسیار مهم و ضروری است. اگر فیلتر به درستی طراحی و ساخته شده باشد ، تعمیر مخازن و سیستم تخلیه به ندرت اتفاق می افتد ، اما دریچه های فلزی و لوله کشی سیستم به بازرسی های دوره ای و منظم نیاز دارند.

با استفاده از ابزارهای اندازه گیری ساده ، کیفیت آب به راحتی و بدون نیاز به آموزش تخصصی قابل کنترل است. اما آموزش ، هرچند کوتاه ، ضروری است. علاوه بر موضوع تعیین مقدار شن جدید مورد نیاز مخزن پس از شستشو ، تعیین مقدار کلر ، مواد آزمایش مورد نیاز و ضرورت آموزش. با کمک مشاوره و آموزش شرکت ها و کارشناسان ، دارندگان این سیستم ها می توانند به راحتی عملیات را انجام داده و خود را تعمیر کنند.

هزینه های ساخت

قیمت فیلتر ماسه آهسته بستگی زیادی به شرایط محلی دارد. از آنجا که این سیستم ها اغلب به فضای زیاد و تجهیزات کمی نیاز دارند ، بیشترین سهم هزینه های ساخت به قیمت زمین و دستمزد نیروی کار اختصاص می یابد و هزینه های مواد و تجهیزات نسبتاً اندک است. بنابراین ، تصفیه آب با فیلترهای ماسه آهسته در مناطقی که هزینه کار کم است و در دسترس بودن زمین و قیمت آن عامل محدود کننده ای نیست ، بسیار مقرون به صرفه است.

هزینه های بهره برداری و نگهداری

هزینه های عملیاتی صرف نظر از هزینه های مربوط به شستشوی بسترهای فیلتر شنی تقریباً در نظر گرفته می شود. این فرآیند اغلب به مواد شیمیایی ، مواد افزودنی دیگر ، هوای فشرده ، همزن مکانیکی یا آب فشار بالا برای شستشوی مجدد نیاز ندارد. بنابراین ، هزینه های مربوط به بهره برداری ، تعمیر و نگهداری و منبع تغذیه (سوخت و برق) بسیار ناچیز است.

قابل اجرا بودن

شار ورودی به فیلتر شن و ماسه باید کمتر از 30 NTU باشد. (مقدار ایده آل کمتر از 10 NTU است) در غیر اینصورت ، برای اطمینان از زیاد نبودن فیلتر ، قبل از فیلتراسیون (رسوب) ضروری است. علاوه بر این ، شرایط آب و هوایی باید معتدل باشد. کارایی فیلترهای شنی کند برای از بین بردن میکروارگانیسم ها از آب سرد به دلیل کاهش فعالیت بیولوژیکی با کاهش دما به شدت افت می کند.

 

طراحی فیلتر شنی

از آنجا که ساخت ، بهره برداری و نگهداری فیلترهای شنی کار دشواری نیست و به مهارت های تخصصی نیاز ندارد ، تصفیه آب از این طریق بسیار موثر ، اقتصادی و راه حل مناسب برای مدیریت منابع آب در کشورهای در حال توسعه است. در حال بودن است. اگرچه فیلترهای شن و ماسه آهسته به طور خودکار با یک نوسان کم در کیفیت آب ورودی ، دما ، شرایط آب و هوایی و کدورت آب برای مدت زمان کوتاه سازگار هستند ، بازرسی و کنترل مداوم شرایط ضروری است. بودن.

مزایای

• حذف موثر کدورت ، سموم ، عوامل بیماری زا ، ویروس ها و فلزات سنگین از آب شیرین آلوده
• سادگی طراحی و ظرفیت بالای خودآموزی
• در صورت استفاده از نیروی جاذبه ، به پمپ و برق نیازی نیست
• از امکانات موجود برای ساخت و ساز نیز می توان استفاده کرد
• قابلیت اطمینان و انعطاف پذیری بالا در برابر نوسانات آب
• نیازی به فرآیندهای شیمیایی نیست
• مناسب برای مناطق روستایی و نیمه شهری
• عمر طولانی (حداقل بیش از 10 سال)

معایب

• در جریان ورودی شرایط خاصی لازم است. تیرگی کم باید بین 10 تا 30 باشد. کاهش آلودگی جلبک ها لازم است. در غیر این صورت ، پیش درمانی لازم است.
• هوای سرد به دلیل کاهش فعالیت بیولوژیکی ، کارایی سیستم را کاهش می دهد.
• از دست دادن کارایی در طی فرآیندهای طولانی مدت مانند تراشیدن فیلتر و رسیدن (زمان لازم برای دستیابی به حداکثر بازده فیلتر با به دام انداختن ذرات در بستر فیلتر و کاهش اندازه منافذ). فیلتر تختخواب ولوا)
• نیاز به بازرسی مداوم از برخی تجهیزات ضروری و نمونه برداری با پارامترهای فیزیکی و شیمیایی.
• آبی که از طریق یک فیلتر سبز نازک عبور می کند برای نوشیدن بدون فرآیندهای شیمیایی مناسب نیست. ترکیبات شیمیایی (مانند فلوراید) به طور کامل از بین نمی روند.
• مواد آلی طبیعی و سایر DBP ها را حذف نکنید
• به فضای زیادی ، مقدار زیادی فیلتر تصفیه و شستشوی دستی و همچنین میزان فیلتراسیون پایین نیاز دارد