بدنه فیلتر شنی از جنس های مختلفی ساخته میشود که از رایج ترین آنها می توان به بدنه های فلزی، فایبرگلاس و بتنی اشاره نمود. بدنه های فلزی این تجهیزات از ورق های گالوانیزه می باشد و نوع بتنی که بیشتر برای تصفیه خانه هایی با ظرفیت بالا استفاده میشوند، از بتن ساخته شده و بسیار مقاوم هستند. فیلترهای فایبرگلاس از کامپوزیت های تحت فشار تولید شده و به صافی شنی FRP نیز شهرت دارند.
نحوه عملکرد فیلتر شنی
- عبور آب از لایه‌های شن: آب کثیف از بالای فیلتر وارد شده و با سرعت مشخصی از لایه‌های شن و ماسه عبور می‌کند.
- به دام افتادن ذرات: ذرات بزرگ‌تر در لایه‌های اولیه شن گیر کرده و ذرات ریزتر به لایه‌های زیرین نفوذ می‌کنند.
- شستشوی معکوس: پس از مدتی، منافذ بین دانه‌های شن با ذرات مسدود میشود و کارایی فیلتر کاهش می‌یابد. برای رفع این مشکل، فرآیندی به نام شستشوی معکوس انجام میشود که در آن جهت جریان آب برعکس شده و ذرات گیر کرده از فیلتر خارج میشوند.
انواع فیلتر شنی
نکته بسیار مهمی که در طراحی فیلتر شنی وجود دارد، نیرویی می باشد که باعث میشود آب از نازل عبور کند. بر همین اساس و با توجه به مقدار فشار وارد شده به آب برای عبور از فیلتر می توان فیلتر شنی ها را در چند گروه کلی تقسیم بندی کرد که عبارتند از:
فیلتر شنی کند یا آرام
این نوع از صافی شنی در طبیعت رایج می باشد و بدون هیچگونه نیروی فشار عمل می کند. عبور آب از بستر شنی با سرعت کاملا طبیعی و آرام در فضایی با مساحت یک متر مربع، در یک شبانه روز در نهایت 3 متر مکعب آب تصفیه شده خروجی می دهد. با توجه به سرعت بسیار پایین این گروه از روش های تصفیه آب، بیشتر برای محیط های صنعتی و خانگی کاربرد دارد که نیاز به آب تصفیه شده در آنها کم باشد. به عنوان مثال در تصفیه خانه های شبکه های آب روستایی صافی شنی می تواند گزینه مناسب و مقرون به صرفه به شمار رود.
فیلتر شنی تند ثقلی
این گروه از صافی های شنی شباهت بسیار زیادی با نوع کند و آرام دارند و تنها تفاوت آنها در مساحت بستر شنی می باشد که آب از آن عبور می کند. به منظور عبور آب با فشار و سرعت بالاتر بستر پوشیده شده از ماسه و سیلیس کم و حدود 40 تا 100 متر مربع در نظر گرفته میشود. در نوع صافی شنی آرام مساحت بستر شن حدود 300 تا 800 متر مربع در نظر گرفته میشود. از مزایای این روش می توان به سرعت تصفیه بالاتر نسبت به نوع کند اشاره نمود. البته لازم به ذکر است که چون آب از بستر کوچکی از شن و ماسه عبور می کند، در نتیجه سرعت کثیف شدن بستر شنی افزایش پیدا نموده و در نتیجه به شستشوی بیشتری نسبت به نوع کند نیاز دارد.
فیلتر شنی تند تحت فشار
فیلتر تند شنی تحت فشار یکی از پرکاربردترین نوع صافی شنی می باشد که بیشتر در محیط های صنعتی و حتی خانگی که به سرعت بیشتری برای تصفیه آب نیاز می باشد مورد استفاده قرار میگیرد. عبور آب با فشار وارد شده از سمت پمپ باعث میشود تا سرعت عبور آن از بستر شنی و نازل ها افزایش پیدا نموده کند و در مدت زمان کوتاه خروجی آب تصفیه شده نسبت به دو روش قبل خیلی بیشتر خواهد بود. از رایج ترین نوع فیلترشنی تحت فشار می توان به فیلترهای استخر اشاره نمود که در استخرهای خانگی و عمومی کاربرد زیادی دارد.
کاربردهای فیلتر شنی
تصفیه آب آشامیدنی: برای حذف ذرات معلق و بهبود کیفیت آب آشامیدنی.
تصفیه آب استخر: برای حذف مو، برگ، حشرات و سایر ذرات معلق از آب استخر.
تصفیه آب صنعتی: برای تصفیه آب مورد استفاده در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی.
تصفیه فاضلاب: برای حذف ذرات جامد از فاضلاب قبل از ورود به مراحل بعدی تصفیه.
مزایای استفاده از فیلتر شنی
- سادگی ساخت و نگهداری: فیلترهای شنی ساختار ساده‌ای دارند و نگهداری از آنها آسان است.
- هزینه پایین: نسبت به سایر روش‌های تصفیه آب، هزینه اولیه و نگهداری فیلترهای شنی پایین‌تر است.
- کارایی بالا در حذف ذرات معلق: فیلترهای شنی قادر به حذف طیف وسیعی از ذرات معلق هستند.
- دوستدار محیط زیست: در فرآیند تصفیه از مواد شیمیایی مضر استفاده نمی‌شود.
عوامل موثر بر عملکرد فیلتر شنی
اندازه و نوع دانه‌های شن: اندازه و نوع دانه‌های شن بر روی سرعت فیلتراسیون و میزان حذف ذرات تأثیرگذار است.
سرعت جریان آب: افزایش سرعت جریان آب باعث کاهش کارایی فیلتر میشود.
دبی آب: دبی آب ورودی به فیلتر باید با ظرفیت فیلتر متناسب باشد.
میزان آلودگی آب: هرچه میزان آلودگی آب ورودی بیشتر باشد، نیاز به شستشوی مکرر فیلتر بیشتر خواهد بود.