فیلتراسیون - فیلترهای شنی کند Slow Sand Filter) SSF )
فیلترها را از نظر ضخامت سطح جداسازی به دو دسته تقسیم میکنند:
الف – فیلترهای سطحی که عمل جداشدن ذرات در عمق بسیار کم که همان سطح فیلتر میباشد انجام میشود مانند فیلتر کردن آب بوسیله کاغذ صافی
ب- فیلترهای عمقی که عمل جداشدن ذرات در اعماق بستر انجام میشود، مانند فیلترهای ثقلی (عامل فیلتراسیون شتاب ثقل میباشد) و فیلترهای فشاری (عامل فیلتراسیون فشارمیباشد)
فیلترهای ثقلی خود بر اساس میزان فیلتراسیون (بار سطحیSOR=Q/A/T ) و سرعت جریان آب از بستر فیلتر، اندازه ذرات شن، طول دوره کارکرد و نحوه شستشوی فیلتر به دو گروه تقسیم میشوند:
1- فیلترهای شنی کند Slow Sand Filter) SSF )
2- فیتر های شنی تند Rapid sand filter) RSF )
در این بخش به معرفی فیلترهای شنی کند و مشخصات آن پرداخته میشود:
صافیهای کند Slow Sand Filter) SSF )
صافی کند جزء صافیهای بستر عمیق میباشد و معمولاً حوضچهای است به شکل مکعب مستطیل، که داخل آن و در کف حوضچه لولههای مشبک زهکش و در میانه آن ذرات شن و ماسه در بالای آن آب قرار دارد. آب از بستر صافی عبور کرده در حین عبور ذارات معلق و ناخالصیهای آن در بین ذرات ماسه به دام افتاده و آب تصفیهشده از کف حوضچه به وسيله لولههای تعبیهشده از صافی خارج میگردد.

در سطح رویی ماسه به مرور زمان در اثر فعالیتهای بیولوژیکی و تابش آفتاب یک لایه نازک لزج از عوامل بیولوژیکی تشکیل میگردد که به آن اصطلاحاً schmutzdeck یا پوسته صافی filter skin یا لایه بیولوژیکی biological film یا لایه لزج و چسبنده zoogloeal film گفته میشود. این لایه از انواع جلبکهای رشتهای، پلانکتونها، دیاتومهها، تکیاختهها، روتیفرها و باکتریها تشکیل شده است. این لایه به شدت فعال بوده و میکروارگانیسمهای مختلف، مواد آلی موجود در آب را جذب و تجزیه میکنند، فعالیت میکروارگانیسمها موجود در صافی معمولاً تا عمق 60 سانتیمتری بستر گسترش مییابد. همچنین برخی از مواد رنگی و عوامل مولد طعم و بو، قسمت قابل ملاحظهای از مواد معلق و کلوئیدی بوسیله این لایه بیولوژیکی از آب جدا میگردد، که حاصل آن تولید نمکهای معدنی و افزایش کارایی صافی و ارتقاء کیفیت آب خروجی از صافی میباشد. چون میزان فیلتراسیون در صافیهای شنی کند کم است، سطح مورد نیاز بالا بوده، لذا از صافیهای شنی کند بیشتر در مناطق روستایی که زمین ارزان و مقدار آب مورد نیاز کم میباشد، استفاده میشود. هزینه ساخت آنها نسبت به صافی شنی تند بیشتر اما بهرهبرداری آنها راحتتر است. کدورت آب ورودی به صافیهای شنی کند بایستی کمتر از 30NTU و ترجیحاً 15NTU باشد.
بعد از عبور آب از این لایه آب وارد بستر ماسه شده بقیه ناخالصیهای آن حین عبور از صافی جدا میشود. عمل تصفیه در صافی کند بوسیله مکانسیمهای فیزیکی، جذب سطحی، غربالکردن، تهنشینی، اکسیداسیون شیمیایی و مکانیسمهای بیولوژیبکی میباشد.
برای پاکسازی صافی کند باید بصورت دورهای بسته به کدورت آب مورد تصفیه و بار آلودگی آن معمولاً هر سه تا شش ماه یک بار مقدار 5/ تا 2 سانتیمتر از از لایه رویی بستر را برداشت. در هر متر مکعب از حجم صافی حدود یک و نیم هکتار سطح وجود دارد. و فضای خالی بین ماسهها حدود 40 درصد از حجم بستر را تشکیل میدهند. آب عبوری از بستر صافی در عمق 40 تا 60 سانتیمتری معمولاً کلیه مواد معلق کلوئیدی و میکروارگانیسمهای خود را به جا میگذارد. آب خروجی از صافی کند ممکن است اکسیژن محلول کمی داشته باشد که میتوان با هوادهی این مشکل را حل نمود. یک صافی کند در صورت بهرهبرداری صحیح میتواند درصد بالایی از عوامل بیماریزا از قبیل باکتریهای کلیفرمی و تکیاختههايی مانند آنتاموبا هیستولیتیکا و کرمهايی مانند شیستوزوما هماتوبیوم و آسکاریس لومبریکوئیدس را حذف کند.
مزایای صافیهای شنی کند: 1- تصفیه آب با راندمان بالا – هیچ فرایند تصفیهای به تنهایی نمیتواند کیفیت فیزیکی شیمیایی و بیولوژیکی آب را به اندازه صافی کند بهبود بخشد. 2- بهرهبرداری آسان در مقایسه با صافیهای تند. 3- اتلاف آب در مقایسه با صافیهای تند بسیار پایین میباشد. 4-عدم نیاز به مواد منعقدکننده آهک و سایر مواد شیمیایی 5- خطرات آلودگی زیست محیطی پایین
معایب صافی های کند: 1- نیاز به زمین زیاد که در مناطقی که زمین کم و گران میباشد به صورت یک مشکل بزرگ محسوب میشود. 2-در آب و هوای سرد امکان یخزدن سطح رویی صافی و پایینآمدن کارایی لایه بیولوژیکی وجود دارد. 3-عدم توانی در تصفیه آب با کدورت بالا 4- در فصول گرم و تابش شدید آفتاب باعث رشد سریع جلبکها شده و امکان گرفتگی صافی وجود دارد.
مکانیسمهای اصلی جداسازی در صافیهای شنی کند:
1- مکانیسم انتقال transport mechanisms برخی فرایندهای اساسی ذرات را در تماس با دانههای ماسه قرار میدهند از میان این فرایندها میتوان به غربالشدن یا آشغالگیری تهنشینی نیروهای اینرسی و سانتریفوژ، انتشار یا حرکت شناوری، جذب جرمی یا نیروی واندروالس و جذب الکترو استاتیکی و الکتروکینتیکی اشاره نمود.
2- مکانیسم چسبندگی attachment mechanisms از این گروه مکانیسمها نیز جذب الکترواساتیک و نیروی واندروالس یا جذب جرمی و نهایتاً چسبندگی یا پیوستگی که به توده لزج بیولوژیکی و جذب مواد آلی مربوط میشود را میتوان ذکر کرد.
3- مکانیسم پالایش purification mechanisms این مکانیسم اساساً شامل اکسیداسیونهای بیولوژیکی و شیمیایی میشود.
برخی از مشخصات و پارامترهای طراحی صافی کند:
- بار سطحی بر حسب مترمکعب بر مترمربع در ساعت 2/. تا 4/. ( m3/m2/hr ) یا 5 تا 10 مترمکعب بر مترمربع در روز میباشد. (m3/m2/d )
- اندازه موثر: 2/. تا 4/. میلیمتر
- ضریب یکنواختی: 2 تا 3 میلیمتر (این اندازه منجر به کارایی بالا در حذف ذرات معلق و باکتریها شده و باعث میشود کدورت آب خروجی از صافیهای کند به مراتب کمتر از کدورت آب خروجی از صافی شنی تند باشد)
- ضخامت بسترشنی:80 تا 120 سانتیمتر
- ارتفاع آب روی بسترشنی: 1 تا 5/1 متر
- دوره طرح در نظر گرفتهشده برای صافیهای کند: 10 تا 15 سال
- روش پاکسازی صافی: تراشیدن و برداشت 5/. تا 2 سانتیمتر از لایه رویی (schmutzdeck )
- مهترین پارامترهای کنترلی: افت فشار دبی و کدورت آب ورودی
رابطه تجربی زیر برای بدست آوردن تعداد صافیهای کند مورد نیاز بر اساس میزان دبی بکار میرود:
پینوشتها:
اندازه موثر یا (p10 ) EFFECTIVE SIZE : اندازه روزنههای الکی که 10 درصد وزنی ذرات ماسه را از خود عبور داده و 90 درصد ذرات ماسه روی الک میمانند.
(p60 ): اندازه روزنههاي الکی که 60 درصد وزنی ذرات ماسه را از خود عبور داده و 40 درصد ذرات ماسه روی الک میمانند.
ضریب یکنواختی :(UNIFOUMITY COEFFICIENT) نسبت p60/p10را گویند.
بار سطحی فیلتر (SOR )surface overflow rate : میزان دبی آب قابل فیلترشدن به ازای هر مترمربع از سطح صافی در واحد زمان (ساعت/روز) را گویند. m3/m2/hr
منابع
امیر بیگی،حسن،اصول تصفیه و بهداشت آب،انتشارات اندیشه رفیع،1382
امیر بیگی،حسن،اصول بهداشت محیط ،چاپ دوم،انتشارات اندیشه رفیع،1382
منزوی،محمد تقی،آبرسانی شهری،چاپ دهم،انتشارات دانشگاه تهران،1378
شریعت پناهی،محمد،مبانی بهداشت محیط ،انتشارات دانشگاه تهران،1379
تصفیه آب آشامیدنی آلوده به آرسنیک با نانوذرات آهن - دوشنبه دوم خرداد 1390
کولیس و روش کار با آن - یکشنبه یکم خرداد 1390
استفاده از فناورى نانو برای بهبود عملکرد ترميم بتن - یکشنبه یکم خرداد 1390
روان آب - یکشنبه یکم خرداد 1390
انواع چاه های آب - یکشنبه یکم خرداد 1390
درمورد حفاری و روشهای آن - یکشنبه یکم خرداد 1390
بررسی علل گرفتگی بیولوژیکی در سیستم اسمز معکوس - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
روش تصفيه آب توازن كشتي ها به وسيله تزريق گاز اوزون - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
تاریخچه تحقیق در رابطه اسمز معکوس - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
فلومتر ها - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
انواع تیر ها - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
رسوبگذاري مخازن سدها - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
راه اندازي پمپ ( Commissioning ) - جمعه سی ام اردیبهشت 1390
فولاد - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
میکروارگانیسم ها و کاربردشان - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
آجـر - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
بتن - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
محافظت از پي منشاء ، پيشرفت و توسعه آن - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
مقاومت مصالح - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
حفظ کيفيت منابع آب - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
انتخاب فرآيند مناسب جهت تصفيه آب - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
مزایا استفاده ازغشاءها - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
واحد تصفیه پساب پتروشيمي فجر - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
ستونهای جذب سطحی - پنجشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1390
مفاهيم تصفيه آب و پساب - چهارشنبه بیست و هشتم اردیبهشت 1390
مطالعه سیالات درگیر - چهارشنبه بیست و هشتم اردیبهشت 1390
مراحل پی سازی - یکشنبه بیست و پنجم اردیبهشت 1390
پروتوزوئرها - یکشنبه بیست و پنجم اردیبهشت 1390
شبکه جمع آوری فاضلاب - یکشنبه بیست و پنجم اردیبهشت 1390
منابع آب هاي زيرزميني - یکشنبه بیست و پنجم اردیبهشت 1390
انعقاد و لخته سازی - یکشنبه بیست و پنجم اردیبهشت 1390
تصفيه فوري آب - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
تصفيه دوزيستي به كمك محيط زيست مي آيد - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
نوعي جاذب جديد براي تصفيه فاضلاب - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
سيستم جديد تصفيه آب - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
تصفیه خانه های قارچی شکل که با تكيه بر نور خورشيد فاضلاب شهري را تصفيه ميكنند - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
تصفيه فاضلاب خانگي در منازل و ساختمانهاي شهري - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
تصفيه پساب هاي نساجي با گياه آزولا - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
نحوه تصفیه آب و پساب صنعتی در پتروشیمی مبین - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
آنالیز ابعادی (دیمانسیونی) - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
قدیمی ترین سازه آبی جهان - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
جریان آب زیرزمینی و تخلیه طبیعی آب - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
خصوصیات کلی آب دریا - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
مراحل طراحی سیستم های آبیاری - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
هیدروفلوم (Hydroflume) چیست؟ - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
اهمیت زهکشی و استفاده بهینه از آب - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
بتن کانال های آب و فاضلاب - جمعه بیست و سوم اردیبهشت 1390
سختي گيری - سه شنبه بیستم اردیبهشت 1390
قليايت زدایی - سه شنبه بیستم اردیبهشت 1390
هوازدا - سه شنبه بیستم اردیبهشت 1390