در بسیاری از سیستم های تصفیه آب، فیلتر شنی و فیلتر کربنی در کنار یکدیگر استفاده می شوند. قرار گرفتن فیلتر شنی در مراحل ابتدایی تصفیه و فیلتر کربنی در مراحل بعدی، یک آرایش متداول در بسیاری از سیستم هاست. با این حال، نمی توان گفت که قبل از هر فیلتر کربنی حتماً باید یک فیلتر شنی نصب شود. لزوم استفاده از فیلتر شنی به کیفیت آب ورودی، میزان کدورت و ذرات معلق، دبی آب، نوع سیستم تصفیه و هدف نهایی تصفیه بستگی دارد. در واقع، نکته مهم وجود یک مرحله پیش تصفیه مناسب برای محافظت از تجهیزات بعدی است و این پیش تصفیه در همه شرایط الزاماً به معنی استفاده از فیلتر شنی نیست.
تفاوت عملکرد فیلتر شنی و فیلتر کربنی
فیلتر شنی و فیلتر کربنی دو مرحله متفاوت در فرآیند تصفیه آب هستند و هرکدام وظیفه مشخصی دارند.
عملکرد فیلتر شنی
فیلتر شنی عمدتاً برای کاهش میزان ذرات معلق و کدورت آب مورد استفاده قرار می گیرد. آب با عبور از بستر فیلتر، از لایه های مختلف عبور کرده و بخشی از ذرات موجود در آن در بستر فیلتر به دام می افتند. بنابراین یکی از مهم ترین نقش های فیلتر شنی، کاهش بار ذراتی آب قبل از ورود آن به مراحل بعدی تصفیه است. اطلاعات کامل تر درباره ساختار، کاربرد و مشخصات این تجهیز را می توانید در صفحه فیلتر شنی سایت مشاهده کنید.
عملکرد فیلتر کربنی
فیلتر کربنی با استفاده از کربن فعال، برای حذف یا کاهش برخی ترکیبات موجود در آب مورد استفاده قرار می گیرد. کلر، برخی ترکیبات آلی و موادی که می توانند باعث ایجاد بو و طعم نامطلوب شوند، از جمله مواردی هستند که فیلترهای کربنی می توانند در کاهش آن ها نقش داشته باشند. به همین دلیل، فیلتر کربنی جایگزین مستقیم فیلتر شنی محسوب نمی شود. این دو تجهیز اهداف متفاوتی دارند و در بسیاری از سیستم ها می توانند مکمل یکدیگر باشند.
جایگاه فیلتر شنی در مراحل پیش تصفیه
در یک آرایش متداول، آب ابتدا وارد مرحله ای می شود که وظیفه آن کاهش ذرات معلق و کدورت است و پس از آن به مرحله کربنی می رسد. دلیل این ترتیب آن است که ورود حجم زیادی از ذرات معلق به بستر کربن می تواند باعث افزایش بار وارد شده به این مرحله شود. تجمع ذرات در بستر کربنی ممکن است افت فشار را افزایش داده و عملکرد مناسب سیستم را تحت تأثیر قرار دهد.
با این حال، عبارت پیش تصفیه لازم است با عبارت حتماً باید فیلتر شنی نصب شود تفاوت دارد. در برخی سیستم ها ممکن است حذف ذرات با روش یا تجهیز دیگری انجام شده باشد و استفاده از یک فیلتر شنی مجزا ضرورت نداشته باشد.
شرایطی که استفاده از فیلتر شنی اهمیت بیشتری دارد
اهمیت استفاده از فیلتر شنی به کیفیت آب ورودی و میزان آلاینده های فیزیکی موجود در آن بستگی دارد. هرچه آب دارای کدورت و ذرات معلق بیشتری باشد، وجود یک مرحله پیش تصفیه مناسب قبل از ورود آب به فیلتر کربنی اهمیت بیشتری پیدا می کند. مهم ترین شرایط عبارت اند از:
- بالا بودن کدورت آب: آب با کدورت بالا حاوی مقدار قابل توجهی ذرات معلق است. ورود مستقیم چنین آبی به مراحل بعدی تصفیه می تواند باعث افزایش بار روی تجهیزات شود. در این شرایط، فیلتر شنی می تواند بخش قابل توجهی از ذرات ایجادکننده کدورت را پیش از رسیدن آب به فیلتر کربنی کاهش دهد.
- وجود مقدار زیاد ذرات معلق: ذراتی مانند شن، ماسه، گل ولای و سایر مواد معلق می توانند در صورت ورود مستقیم به بستر کربنی، باعث گرفتگی و افزایش افت فشار شوند. به همین دلیل، در آب هایی که میزان مواد معلق بالاست، استفاده از یک مرحله مناسب برای حذف این ذرات اهمیت بیشتری دارد.
- نیاز به محافظت از بستر کربنی: فیلتر کربنی برای انجام عملکرد مناسب به شرایط بهره برداری مطلوب نیاز دارد. وقتی مقدار زیادی ذرات معلق وارد بستر کربن شود، بخشی از ظرفیت بستر صرف نگهداشت این ذرات می شود و احتمال افت عملکرد و افزایش نیاز به شست وشو یا سرویس بیشتر خواهد شد. استفاده از پیش تصفیه مناسب می تواند بار واردشده به فیلتر کربنی را کاهش دهد.
- دبی بالای آب و ظرفیت زیاد سیستم: در سیستم های تصفیه آب با دبی بالا، حتی مقدار نسبتاً زیادی از ذرات معلق می تواند در طول زمان بار قابل توجهی به مراحل بعدی وارد کند. به همین دلیل، در سیستم های صنعتی و نیمه صنعتی، طراحی صحیح مرحله پیش تصفیه اهمیت ویژه ای دارد. البته انتخاب فیلتر مناسب باید بر اساس دبی، سرعت فیلتراسیون و سایر مشخصات فنی انجام شود.
- نوسان کیفیت آب ورودی: در برخی منابع آب، کیفیت آب در طول زمان ثابت نیست و میزان کدورت و مواد معلق ممکن است افزایش پیدا کند. در چنین شرایطی، وجود یک مرحله پیش تصفیه می تواند نقش محافظتی داشته باشد و از انتقال ناگهانی حجم زیادی از ذرات به مراحل بعدی جلوگیری کند.
عوامل مؤثر در انتخاب ترتیب تجهیزات تصفیه آب
ترتیب قرار گرفتن تجهیزات تصفیه آب یک نسخه ثابت برای همه سیستم ها نیست. انتخاب این ترتیب باید بر اساس کیفیت آب ورودی، هدف تصفیه و مشخصات فنی تجهیزات انجام شود. به خصوص در سیستمی که از فیلتر شنی و فیلتر کربنی استفاده می شود، چند عامل اصلی باید پیش از طراحی بررسی شوند.
- کیفیت و آنالیز آب ورودی: مهم ترین عامل، شناخت دقیق آب ورودی است. میزان کدورت، مواد معلق، کلر، ترکیبات آلی، سختی، آهن، منگنز و سایر پارامترهای آب مشخص می کنند که چه مراحلی مورد نیاز است و هر تجهیز باید در کدام قسمت سیستم قرار بگیرد. بدون آنالیز مناسب آب، انتخاب ترتیب تجهیزات بیشتر بر اساس حدس خواهد بود.
- میزان کدورت و ذرات معلق: اگر آب دارای مقدار زیادی گل ولای، شن، ماسه یا سایر ذرات معلق باشد، بهتر است پیش از رسیدن آب به تجهیزات حساس تر، یک مرحله مناسب برای حذف این مواد در نظر گرفته شود. در چنین شرایطی، فیلتر شنی می تواند به عنوان یکی از مراحل متداول پیش تصفیه مورد استفاده قرار گیرد و بار ذراتی واردشده به مراحل بعدی را کاهش دهد.
- هدف نهایی تصفیه: هر مرحله از تصفیه برای حذف یا کاهش گروه خاصی از آلاینده ها طراحی می شود. بنابراین ابتدا باید مشخص شود که هدف سیستم چیست؛ برای مثال کاهش کدورت، حذف کلر، بهبود بو و طعم، کاهش ترکیبات آلی یا آماده سازی آب برای مراحل پیشرفته تر. وقتی هدف مشخص باشد، ترتیب تجهیزات نیز منطقی تر تعیین می شود.
- دبی مورد نیاز سیستم: مقدار آبی که باید در واحد زمان تصفیه شود، تأثیر مستقیمی بر انتخاب تجهیزات و آرایش سیستم دارد. در دبی های بالا، طراحی نامناسب پیش تصفیه می تواند باعث افزایش افت فشار یا کاهش عملکرد تجهیزات شود. بنابراین ظرفیت هر مرحله باید متناسب با دبی واقعی سیستم انتخاب شود.
- فشار آب و افت فشار مجاز: هر فیلتر در مسیر جریان مقداری افت فشار ایجاد می کند. با اضافه شدن چند مرحله تصفیه، افت فشار کل سیستم نیز افزایش پیدا می کند. به همین دلیل، فشار ورودی و فشار مورد نیاز در خروجی باید در زمان طراحی بررسی شود تا تجهیزات انتخاب شده باعث اختلال در عملکرد کل سیستم نشوند.
- نوع و مشخصات ماده کربنی: نوع کربن فعال، اندازه دانه ها، ظرفیت جذب و شرایط بهره برداری می تواند بر طراحی مرحله کربنی تأثیر بگذارد. در صورتی که آب ورودی دارای مقدار زیادی ذرات معلق باشد، پیش تصفیه مناسب اهمیت بیشتری پیدا می کند؛ زیرا ورود این ذرات می تواند بار اضافی روی بستر کربن ایجاد کند.
- ظرفیت و شرایط بهره برداری سیستم: سیستم های خانگی، نیمه صنعتی و صنعتی الزاماً به یک آرایش یکسان نیاز ندارند. حجم آب مصرفی، ساعات کارکرد، نحوه شست وشوی فیلترها، فضای نصب و میزان دسترسی برای تعمیر و نگهداری همگی باید در طراحی در نظر گرفته شوند.
- هزینه خرید و نگهداری: افزودن هر مرحله تصفیه علاوه بر هزینه اولیه، هزینه های مربوط به شیرآلات، فضای نصب، شست وشو، تعویض مواد و نگهداری را نیز افزایش می دهد. بنابراین هدف، استفاده از بیشترین تعداد فیلتر نیست؛ بلکه باید مناسب ترین ترکیب تجهیزات برای کیفیت آب و نیاز سیستم انتخاب شود.
فیلتر شنی بهتر است یا فیلتر کربنی؟
فیلتر شنی و فیلتر کربنی را نمی توان به طور مطلق بهتر یا بدتر از یکدیگر دانست، زیرا هرکدام وظیفه متفاوتی در فرآیند تصفیه آب دارند. فیلتر شنی عمدتاً برای حذف ذرات معلق، گل ولای، شن و کاهش کدورت آب به کار می رود، در حالی که فیلتر کربنی با استفاده از کربن فعال برای کاهش کلر، برخی ترکیبات آلی و عوامل مؤثر بر بو و طعم آب کاربرد دارد. بنابراین انتخاب بین این دو به کیفیت آب ورودی و هدف تصفیه بستگی دارد و در بسیاری از سیستم ها، این دو فیلتر به جای اینکه رقیب یکدیگر باشند، به صورت مکمل و در مراحل مختلف تصفیه استفاده می شوند.
