پر کردن فیلتر شنی با سیلیس یا شن یکی از مراحل مهم در طراحی و عملکرد صحیح سیستمهای تصفیه آب است. یکی از اصول اولیه در پر کردن سیلیس درون سیستمهای فیلتراسیون شنی، دانه بندی مناسب سیلیس یا شن است که تاثیر زیادی بر کارایی فیلتر دارد. توزیع یکنواخت دانه‌ها اهمیت بالایی دارد، اما با گذشت زمان و تحت تأثیر شستشوی مکرر فیلتر، توزیع دانه‌ها ممکن است تغییر کند. در نتیجه، دانه‌های ریز معمولاً در قسمت بالایی و دانه‌های درشت تر در قسمت پایین مخزن قرار می گیرند. این تغییرات به دلیل جریان آب و حرکت ذرات در بستر دستگاه ایجاد می شود.
دانه‌های ماسه و شن کوچکتر دارای سطح بیشتری برای تماس با آب هستند و به همین دلیل نیاز بیشتری به شدت جریان آب ورودی دارند. این موضوع باعث می شود که انرژی پمپاژ بیشتری برای انتقال مایعات در بستر شن ها مورد نیاز باشد. برای فیلترهای شنی با فشار بالا، معمولاً دانه‌های سیلیس در محدوده 0.6 تا 1.2 میلی متر استفاده می شوند. البته برای برخی از کاربردهای خاص، اندازه‌های دانه بندی مختلفی نیز ممکن است انتخاب شوند. به طور کلی، انتخاب سایز مناسب دانه‌ها می تواند تأثیر مستقیمی بر کیفیت تصفیه و عمر دستگاه تصفیه آب داشته باشد.
یکی از مشکلات رایج درون سیستم های مزبور، مسدود شدن منافذ بستر توسط ذرات بزرگتر از 100 میکرومتر است. این ذرات تمایل دارند که منافذ بستر را مسدود کرده و آن را به یک فیلتر سطحی تبدیل کنند که به سرعت دچار کور شدن می شود و جریان آب به طور ناگهانی قطع می گردد.
برای جلوگیری از این مشکل، از دانه‌های بزرگتر شن و ماسه استفاده می شود که به این ترتیب، فیلتر قادر است ذرات بزرگتر را به طور مؤثرتری از آب جدا کند. با این حال، در صورت وجود مواد جامد بزرگ در بستر، ممکن است لازم باشد که با استفاده از فرآیندهایی مانند آپ استریم (جریان معکوس) یا فشار رو به بالا، این مشکل کور شدن بستر را برطرف نمود.
این تجهیزات تصفیه آب، عملکردی مشابه به یک فیلتر عمیق دارند که قادر به احاطه کردن ذرات با اندازه‌های بسیار کوچک است. منحنی عملکرد سیستمهای فیلتر شنی که نشان دهنده راندمان کار و اندازه ذرات است، معمولاً یک منحنی U شکل است. این منحنی رابطه بین اندازه ذرات و قدرت جذب آنها توسط بستر شنی را نشان می دهد. در این منحنی، اندازه ذرات کوچک تر در ابتدا به طور مؤثرتر جذب می شوند، اما با افزایش اندازه ذرات، قدرت جذب فیلتر کاهش می یابد.
انواع سیلیس مورد استفاده
سنگ سیلیس با توجه به اندازه ذرات، در چهار گروه دانه بندی می شود:
- سیلیس شماره یک با قطر 1.5 تا 5 میلی متر
- سیلیس شماره دو با قطر 2 تا 3.5 میلی متر
- سیلیس شماره سه با قطر 4 تا 8 میلی متر
- سیلیس شماره چهار با قطر 8 تا 12 میلی متر
ترتیب قرارگیری این لایه‌ها اهمیت بسیاری دارد. استفاده از اندازه‌های مختلف سیلیس به صورت لایه بندی شده، به بهینه سازی عملکرد و جلوگیری از انسداد کمک می کند. توجه به ضریب یکنواختی (ضریب یکنواختی سیلیس معمولاً حدود1.35 است) و درجه خلوص 99% در لایه بندی فیلترهای شنی الزامی میباشد. در ادامه، مراحل عملی پر کردن فیلتر شنی با سیلیس را شرح می دهیم تا بتوانید این فرآیند را به بهترین نحو انجام دهید.
پر کردن فیلتر شنی با سیلیس شامل چند مرحله اساسی است و انتخاب سیلیس با اندازه و کیفیت مناسب برای عملکرد بهینه این دستگاه ها بسیار مهم می باشد. سیلیس های مورد استفاده درون سیستم فیلتراسیون شنی در سه اندازه موجود هستند:
- سیلیس درشت (بزرگترین ذرات)
- سیلیس متوسط
- سیلیس ریز (کوچکترین ذرات)
این اندازه‌ها به ترتیب در لایه‌های پایینی، میانی و بالایی فیلتر قرار می گیرند. سیلیس باید عاری از هرگونه آلودگی و مواد شیمیایی باشد. برای پر کردن مخزن ابتدا باید آن را به دقت تمیز کنید. اطمینان حاصل کنید که هیچ گونه آلودگی یا ذرات باقی مانده از قبل در مخزن وجود ندارد. همچنین مطمئن شوید که لوله‌ها و دریچه‌ها به درستی عمل می کنند.
مراحل پر کردن سیلیس
پر کردن باید به صورت لایه بندی انجام شود؛ مراحل لایه بندی به شرح زیر است:
- ابتدا لایه ای از سیلیس درشت را به ارتفاع مشخص در کف مخزن قرار دهید. این لایه به عنوان پایه و محافظ برای لوله‌های داخلی عمل می کند. سپس لایه ای از سیلیس متوسط را روی لایه اول بریزید. این لایه وظیفه حذف ذرات بزرگتر را دارد. در نهایت، لایه ای از سیلیس ریز را در بالاترین بخش مخزن قرار دهید. این لایه موثرترین نقش را در حذف ذرات معلق و ریز ایفا می کند.
- پس از پر کردن هر لایه، ارتفاع آن را بررسی کرده و مطمئن شوید که تراز لایه‌ها دقیقاً مطابق با مشخصات فنی دستگاه است. ارتفاع و تراز مناسب برای جلوگیری از اختلال در عملکرد فیلتر بسیار حیاتی است.
- پس از اتمام لایه بندی، فیلتر را با آب پر کنید و سیستم را روشن کنید تا از عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل شود. در این مرحله، ممکن است مقداری گرد و غبار سیلیس به آب منتقل شود که طبیعی است و با چند بار شستشوی اولیه رفع می شود.
- برای حفظ کارایی، نگهداری منظم و بازبینی دوره ای ضروری است. اطمینان حاصل کنید که سیلیس در طول زمان دچار فرسایش یا تغییر کیفیت نشده و در صورت نیاز، سیلیس را تعویض کنید.
انتخاب و استفاده از مواد شنی با کیفیت و دارای ویژگی‌های مناسب برای هر نوع کاربرد خاص، در موفقیت سیستمهای تصفیه آب نقش بسیار مهمی دارد.
زمان تعویض سیلیس
مهندسین بنا بر کیفیت شن و سیلیس‌ها زمانی بین 5 تا 10 سال را برای تعویض آنها پیشنهاد میدهند. در حالیکه دیده شده است که گاها فیلترها بیش از 20 سال بدون تغییر خواص شن به کار خود ادامه داده اند اما کارایی که باید را ندارند.
در ابتدای کار فیلترها، شن استفاده شده بسیار زبر میباشد. این زبری آن چیزی است که باعث میشود شن و ماسه ذرات خاک در آب را فیلتر کند. از آنجایی که زبری این شنها در گذر زمان کمتر میشود، راندمان فیلتر کم می شود و این به این معنی است که سیستم شما باید بیشتر کار کند تا همان بازده را داشته باشد.
یافته‌ها نشان میدهند که بعد از 5 سال، دیگر شنها نمی توانند کثیفی‌ها را به طور کامل پوشش دهند و آب در بکواش کاملا تمیز نمی شود. در نتیجه چرخه فیلتراسیون کوتاه تر شده و نیاز به پس شویی بیشتر میشود.
فیلترهای شن و ماسه ای اتوماتیک بهترین گزینه برای استخرهای شنا میباشند زیرا سیستم بکواش خودکار دارند. به این معنی که میتوانند برنامه ریزی شوند که چه زمانی شیر‌ها معکوس شوند، پس شویی انجام شود و دوباره شیر‌ها به حالت قبل باز گردند. این فیلترها بدون نیاز به اپراتور هستند اما هزینه ابتدایی بالاتری را دارند.
کیفیت سیلیس بر اساس ترکیب شیمیایی آن سنجیده می شود. جدول زیر ترکیبات شیمیایی متداول سیلیس را نشان می دهد:
| ترکیب شیمیایی | درصد خلوص |
| AL2O3 | 0.52 |
| SiO2 | 98.64 |
| K2O | 0.07 |
| Na2O | 0.10 |
| Fe2O3 | 0.13 |
در انتها پیشنهاد مینمائیم سری هم به صفحه فیلتر کربنی بزنید گه ارتباط تنگاتنگی با فیلترهای شنی دارد.
