, , , , ,

فیلتراسیون

فیلتراسیون

فیلتراسیون

تعریف فرآیند فیلتراسیون

فیلتراسیون فرآیندی مکانیکی است که طی آن مواد معلق جامد از سیال جدا می‌شوند.

متداول‌ترین فرآیند مورد استفاده در حذف بیشتر مواد کلوئیدی فیلتراسیون است.

اساس جداسازی در این روش اختلاف در اندازه ذرات جامد و سیال است.

روش‌ها و دستگاه‌های بسیاری در صنایع مختلف و با ویژگی‌های خاص برای مواد کاربرد مختلف وجود دارد.

اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس دو نمونه از روش‌های مبتنی بر استفاده از فیلترها هستند.

در تصویر زیر طرحی ساده از یک فرآیند فیلتراسیون را مشاهده می‌کنید که در آن ذرات بزرگ جامد در خوراک ورودی دیده می‌شوند که به دلیل اندازه بزرگ قادر به عبور از غشاء نیستند و در عوض ذرات سیال به سادگی از غشاء عبور می‌کنند.

فرآیند فیلتراسیون مورد استفاده در تصفیه آب شامل عبور آب از میان یک بستر محتوی مواد دانه‌ای مانند شن، آنتراسیت، گارنت یا کربن فعال است. با عبور آب از میان بستر ذرات معلق در فضاهای منفذی بستر به دام افتاده و بنابراین از جریان آب حذف می‌شوند. بسته به نوع کاربرد، کیفیت جریان ورودی و کیفیت مورد نیاز جریان خروجی این صافی‌ها به صورت تک بستری یا چند بستری طراحی و تولید می‌شوند.

از دیدگاه فیلتراسیون، موقعیت دریافتی پمپ یک موقعیت ایده‌آل برای فیلتراسیون به دو دلیل سرعت کم سیال و افت فشار کم است. چون در سرعت‌های بالا به هم ریختگی و آشفتگی سیال وجود داشته و نیز در افت فشارها حرکت زیاد ذرات وجود دارد و این موارد شرایط فیلتراسیون را سخت می‌کند.

اختلاف فشار در سطح فیلتر

عبور مایع از سطح فیلتر در اثر ایجاد اختلاف فشار در دو طرف آن انجام می‌شود. مواد به صورت پالپ از سمتی که فشار بیشتر است با سطح فیلتر در تماس قرار می‌گیرند. در نتیجه آب موجود در پالپ از این سطح عبور می‌کند و دانه‌های جامد به صورت کیکی بر روی آن باقی می‌مانند.

اختلاف فشار از چهار طریق زیر ایجاد می‌شود:

  1. فشار ناشی از وزن پالپ موجود بر روی سطح فیلتر
  2. اعمال فشار اضافی بر روی سطح فیلتر
  3. کاهش فشار در سمت دیگر فیلتر
  4. ایجاد فشار با استفاده از نیروی گریز از مرکز.

نانوفیلتراسیون

نانوفیلتراسیون یکی از انواع روش‌های فیلتراسیون غشایی است که می‌تواند ذراتی با ابعاد بیشتر از یک نانومتر را حذف کند. از این رو نانوفیلتراسیون نامیده شده است.

نانوفیلترها قادر به حذف مولکول‌های آلی با وزن مولکولی بیشتر از 300 دالتون، فلزات سنگین، 20 تا 80 درصد آنیون‌های یک ظرفیتی، 90 تا 98 درصد آنیون‌های چند ظرفیتی و کلیه ارگانیسم‌ها اعم از باکتری، ویروس و … می‌باشد. بر این اساس یون‌های تک ظرفیتی و با وزن مولکولی پایین همچون متانول به سهولت ا ز منافذ غشاء عبور نموده در حالی که ذرات چند ظرفیتی و با بار مولکولی بالا به طور موثر  توسط غشاء حذف می‌شوند.

با توجه به نرخ بالای حذف کاتیون‌های دو و چند ظرفیتی خصوصاً یون‌های کلسیم و منیزیم توسط غشاهای NF، نانوفیلتراسیون به طور گسترده‌ای در سختی‌گیری آبهای صنعتی و نیز پیش تصفیه سیستم‌های اسمز معکوس به کار برده می‌شوند. در شرایطی که میزان پایین‌تر انرژی از حذف املاح موجود در آب مورد نظر باشد، استفاده از سیستم‌های نانوفیلتراسیون با توجه به مصرف پایین‌تر انرژی، به عنوان جایگزینی مناسب و مقرون به صرفه نسبت به سیستم‌های RO مطرح می‌شوند.

از سوی دیگر خاصیت انتخابی غشاء نانوفیلتراسیون در حذف مواد موجود در آب، سبب می‌گردد تا مواد معدنی مغذی و ضروری موجود در آب حفظ و سایر مواد مضر حذف می‌شوند. این خاصیت گزینشی غشاهای نانوفیلتراسیون، سبب برتری آن نسبت به سیستم RO شده است. تحقیقات صورت گرفته نشان داده است با مصرف آب حاصل از نانوفیلترها در دراز مدت، میزان شیوع بیماری‌های قلبی عروقی و سرطان به میزان 20 و 40 درصد کاهش یافته است.

فیلتر شنی

فیلتر شنی تحت فشار دارای عملکرد عالی در جداسازی و حذف ذرات معلق یا کاهش کدورت، بو، مزه نامطبوع، تیرگی، مواد میکروارگانیک، عوامل خورنده و بعضی ناخالصی‌های دیگر در آب یا پساب است. قسمت‌های تشکیل دهنده فیلتر تحت فشار شامل بستر ماسه‌ای، تجهیزات جمع‌آوری آب صاف شده، تجهیزات شستشوی معکوس و جمع‌آوری پساب شستشو است. این فیلترها از یک استوانه فلزی تشکیل شده که در دو انتها به عدسی ختم می‌شود. این استوانه‌های فلزی در ابعاد مناسب برای هر دبی، به صورت عمودی یا افقی ساخته می‌‌شود. بدنه این فیلترها استوانه شکل است و از فولاد بر اساس استاندارد معتبر ساخته شده و دارای دو دریچه بازدید است. فشار استاندارد در این فیلترها 3 تا 7 اتمسفر است.

کابردهای فیلتر شنی

تصفیه آب برج‌های خنک کننده دیگ‌های بخار از مواد معلق

به عنوان پیش تصفیه سیستم‌های NF, UF, RO

تصفیه آب استخرهای شنا و استخرهای پرورش ماهی

تصفیه آب سیستم‌های آبیاری قطره‌ای

تصفیه تکمیلی فاضلاب‌های صنعتی و بهداشتی

تصفیه آب با با کدورت بالا بعد از واحدهای انعقاد، لخته‌سازی و ته‌نشینی جهت تهیه آب شرب، بهداشتی و صنعتی.