Menu

(Filtration) صاف کردن یا فیلتراسیون

آنچه که می خوانیم
    Add a header to begin generating the table of contents

    تعریف فیلتراسیون یا صاف کردن

    صاف کردن یا فیلتراسیون (Filtration) روشی است که در آن با استفاده از لایه های متخلخل، میزان ذرات معلق موجود در مایع را کاهش می دهند. این ذرات عبارتند از: گل و لای، پلانگتون ها، رنگ و مواد آلی و دیگر مواد معلق. اولین صافی هایی که مورد استفاده قرار گرفتند، بسترهای شنی و ماسه ای بودند که به آن ها صافی یا فیلترهای شنی (sand filters) گفته می شد. سرعت عبور آب در این صافی ها آهسته (0.2-0.6 متر در ساعت) می باشد، لذا به آنها صافی های کند گفته می شد. در مقایسه با این گونه صافی ها، صافی های دیگری به نام های تند (4-11 متر در ساعت) وجود دارد که سرعت حذف درات معلق در آن ها بیشتر است.

    انواع صافی (فیلتر)

    صافی ها را معمولا به دو گروه مهم تقسیم بندی می کنند:

    • صافی های سطحی.
    • صافی های عمقی.

     

    صافی های سطحی

    دارای قطر و ضخامت کم می باشند و مواد معلق در سطح آن ها گرفته می شوند و بیشتر نقش یک آشغالگیر را دارند. این صافی ها معمولا در مواردی بکار می روند که نیازی به فرآیندهای پیش تصفیه مانند انعقاد و لخته سازی نباشد. بطور کلی در حالتی که غلظت مواد معلق در نمونه یک درصد حجمی باشد از صافی های سطحی استفاده می شود. در این گونه صافی ها مواد معلق درشت در عمق بسیار کمی از سطح صافی، صاف می شوند. این صافی ها گونه های مختلفی دارند که می توان از صافی های کاغذی و صافی های پارچه ای نام برد.

    فیلتراسیون-صاف کردن-آسان پالایش زیست بوم

    صافی های عمقی

    این صافی ها دارای عمق بین 60 تا 80 سانتی متر هستند و از لایه های با دانه بندی مختلف از جنس ماسه و یا ذغال آنتراسیت تهیه می شوند. در این صافی ها با عبور مایع از درون بستر، مواد معلق و ذرات ریز در بین خل و فرج بستر باقی می مانند و آب زلال خارج می گردد. در اثر کارکرد مداوم صافی، مواد معلق موجود در آب بین ذرات بستر تجمع می کند و در نتیجه شدت جریان آب عبوری کاهش یافته و افت فشار درون صافی افزایش می یابد، در این حالت لازم است که صافی شست و شو داده شود و این عمل با عبور آب در جهت معکوس (Back Wash) انجام می گیرد.

    برای شست و شو آب را با سرعت خطی زیاد (15-60 متر در ساعت) از بستر صافی عبور می دهند به گونه ای که فضای بین ذرات بستر به اندازه 50% افزایش یابد در این صورت آب می تواند به خوبی بین ذرات گردش کرده و گل و لای و مواد معلق باقی مانده از عمل صاف کردن را از بین شن و ماسه ها جدا نماید و به خارج از صافی ها منتقل کند. صافی های عمقی انواع مختلفی دارند و از بین آنها می توان به صافی های ثقلی و صافی های فشاری اشاره کرد.

    صافی های فشاری

    بدنه این صافی ها از فولاد و بیشتر به شکل استوا نه ای ساخته می شود. این صافی ها به دو صورت افقی و عمودی وجود دارند. عمق و اندازه بستر صافی به گونه ای طراحی می شود که در هنگام شست وشوی معکوس، فضای کافی برای انبساط بستر وجود داشته باشد. در صافی های عمودی قطر بین 0.3 تا 3 متر و ظرفیت بین 1.5 تا 200 لیتر بر ثانیه بر متر مربع تغییر می کند. در صافی های افقی قطر حدود 2.5 متر و ارتفاع مخزن صافی بین 3 الی 7.5 متر و ظرفیت 135الی400 لیتر بر ثانیه بر متر مربع تغییر می کند. صافی های عمودی بر صافی های افقی برتری دارند، زیرا در صافی های عمودی در تمامی امتداد طولی بستر، عمل فیزیکی تصفیه انجام می شود. همچنین مقدار آب مورد نیاز برای شست و شوی صافی های  فشاری عمودی نسبت به صافی های افقی بسیار کمتر است. بنابر این صافی های عمودی باصرفه تر هستند.

    در عمل شستشوی معکوس، ذرات درشت تر بستر در لایه های زیرین و ذرات ریزتر بستر در لایه های بالایی قرار می گیرند. افت فشار و سرعت آب عبوری از بستر به دانه بندی ذرات بستگی دارد، هرچه دانه بندی درشت تر باشد افت فشار کمتر و سرعت بیشتر است. بطور معمول در طراحی صافی ها افت فشار بین 0.2 الی 2 اتمسفر در نظر گرفته می شود. سرعت عبور آب بر حسب دانه بندی ذرات در جدول زیر نشان داده شده است.

    سرعت عبور (متر بر ساعت) اندازه موثر دانه ها (میلی متر)
    25-35
    0.35
    40-50
    0.55
    50-70
    0.75
    70-90
    0.95
    فیلتراسیون-آسان پالایش زیست بوم

    در صافی های فشاری ضخامت لایه های ماسه یا آنتراسیت نیز تحت تاثیر دانه بندی ذرات قرار دارد. البته استفاده از آنتراسیت برای تصفیه آب های صنعتی مناسب تر است. چون در وحله اول آب در PH  بازه 8 الی 9 مقداری از سیلیس را در خود حل می کند، وجود ناخالصی سیلیس در آب برای دیگ های بخار و توربین مشکل آفرین است و در در وحله دوم به دلیل دانسیته کمتر آنتراسیت در مقایسه با ماسه، دبی و فشار کمتری برای شست و شوی صافی مورد نیاز است.
    باتوجه به اندازه ذرات معلقی که قرار است طی فرآیند فیلتراسیون حذف شوند، ضخامت پایه های بستر و دانه بندی ذرات آن مشخص می شود، ولی به طور معمول دانه بندی و ضخامت لایه ها مطابق جداول زیر است.

    فیلتراسیون- آسان پالایش زیست بوم

    همان گونه که مشخص است ذرات لایه های بالا ریزتر و ذرات پایین درشت تر می باشند. در صافی های افقی بجای 106 سانتی متر ارتفاع بستر از ارتفاع87 سانتی متر برای بستر استفاده می شود که ضخامت لایه فوقانی 46 سانتی متر است در حالیکه در صافی های عمودی ضخامت لایه بالایی 66 سانتی متر است.

    (صافی های ثقلی (فیلترهای ثقلی یا وزنی

    از این روش فیلتراسیون در مواردی استفاده می شود که حجم آب مورد تصفیه زیاد باشد. قسمت های مختلف این نوع صافی ها در اشکال زیر مشخص شده است.

    (Filtration) فیلتراسیون - آسان پالایش زیست بوم - 1
    (Filtration) فیلتراسیون - آسان پالایش زیست بوم - 2

    برای مطالعه بیشتر در مورد فیلتراسیون به لنک های زیر مراجعه نمائید

    1فیلتراسیون