تامین و تولید تجهیزات صنعتی

فیلتر شنی:

امروزه تصفیه آب و قابل استفاده کردن آن دغدغه بسیاری از مردم است. در این راستا دستگاه های زیادی توسط سازندگان و تیم های مهندسی آنها برای تصفیه آب تولید شده است. یکی از تجهیزاتی که برای تصفیه آب برای مصارف خانگی یا صنعتی استفاده می شود فیلتر شنی است. فیلتر شنی از نظر عملکرد دارای سه مدل است که عبارتند از: فیلتر شنی فشاری، فیلتر شنی سریع و فیلتر شنی کند.

هر کدام از این مدل های فیلتر شنی می توانند آب مورد نیاز برای مصارف مختلف را تولید کنند. آنها را بیشتر بررسی خواهیم کرد.

فیلتر شنی سریع:

فیلترهای شنی سریع (RSF) معمولاً در کارخانه های تولید آب معدنی برای شفاف سازی آب استفاده می شوند. این نوع فیلترهای شنی باید مرتب و مرتب تمیز شوند تا سرعت جریان آب کاهش نیابد. برای شستشوی این فیلترها بهتر است علاوه بر آب از هوا نیز استفاده شود. نگهداری و کار با این فیلترها از نظر قیمت کمی پیچیده تر و گرانتر است و کاربرد اصلی آنها در مواردی است که دبی بالا مورد نیاز است.

فیلترهای شنی آهسته:

فیلتر شنی آهسته (SSF) برای تصفیه آب خام برای تولید آب آشامیدنی استفاده می شود. البته باید گفت که فیلتر شنی به تنهایی قادر به تصفیه کامل آب از نظر خواص بیولوژیکی و خواص شیمیایی خاص و تولید آب کاملاً تمیز مخصوص شرب نیست. عمق ماسه های آهسته فیلتر معمولا بین 1 تا 2 متر است. اندازه این فیلترها با توجه به مقدار آب یا دبی آن تعیین و مشخص می شود. فیلترهای شنی آهسته به دلیل قدرت کم در فرآیند فیلتراسیون به سطح وسیع و بالایی نیاز دارند، به همین دلیل فیلترهای شنی کند با فیلترهای شنی سریع و فیلترهای شنی تحت فشار جایگزین می شوند. فیلترهای شنی آهسته از نظر عملکرد و کارایی با سایر فیلترهای مورد استفاده در صنعت تصفیه آب متفاوت هستند. نحوه کار این فیلترها به این صورت است که با استفاده از لایه ای از بیوفیلم پیچیده (Hypogeal یا Schmutzdecke) که سطح بستر سیلیس را می پوشاند، کار می کنند. سیلیس به عنوان یک بستر در این فیلترها عمل می کند و هیچ نقشی در فرآیند تصفیه ندارد.

فیلتر شنی در تصفیه آب:

فیلتر شنی نوعی مخزن تحت فشار به نام (فیلتر شنی تحت فشار) (PSF) در زبان انگلیسی است. فیلترهای شنی تحت فشار معمولاً با فشار ورودی بین 2 تا 5 بار کار می کنند که توسط پمپ جلوی آن ایجاد می شود. فیلتر شنی فشاری برای تصفیه آب قبل از دستگاه های تصفیه آب صنعتی استفاده می شود. در این فیلترها آب از بالا وارد می شود و ذرات معلق با لایه سیلیس شماره 1 یا ماسه سیلیس برخورد می کنند. این فیلترها قابلیت حذف ذرات بسیار ریز موجود در آب (قطر تا 50 میکرومتر) را دارند. لازم به ذکر است که بیشتر فرآیند تصفیه توسط سیلیس شماره 1 یا سیلیس قند (سیلیس بسیار ریز) انجام می شود و سیلیس متوسط و سیلیس درشت کار خاصی انجام نمی دهند و بیشتر سیلیس قند را حفظ می کنند. با انجام عملیات فیلتراسیون در فیلترهای شنی تحت فشار، ذرات معلق در لایه های سیلیس گیر کرده و تجمع آنها باعث گرفتگی و اختلاف فشار می شود. هنگامی که افت فشار یا سرعت جریان فیلتر غیرقابل قبول است، فیلتر باید شسته یا معکوس شود.

طراحی فیلتر شنی بر اساس TSS:

TSS (Total Suspended Solids) یکی از پارامترهای مهم در طراحی فیلتر شنی است، TSS نیز عنصر بسیار مهمی برای اندازه گیری کیفیت آب و فاضلاب است. هر چه تعداد TSS در آب و فاضلاب بیشتر باشد، به این معنی است که آب یا فاضلاب حاوی ذرات جامد معلق بیشتری یا به اصطلاح ذرات مخلوط است. مشکل در مزارع پرورش ماهی است. معمولاً پساب بیمارستانی و کشتارگاهی حاوی بیشترین مقدار TSS است. TSS بالا باعث ایجاد مشکلاتی در سیستم های تصفیه فاضلاب و حوضه های هوادهی آنها می شود. TSS بالا در یک سیستم همچنین باعث گرفتگی لوله‌ها و پمپ‌ها و حتی پل‌های هوایی می‌شود و همچنین مانع از خروج آب خروجی دستگاه‌های تصفیه فاضلاب و حتی دستگاه‌های اسمز معکوس یا تصفیه سیستم‌ها می‌شود. علاوه بر این، آب با TSS بالا به دلیل ذرات معلق در آب، انرژی و گرمای خورشید را جذب می کند که به شدت به فیلترهای ممبریت در دستگاه های تصفیه آب صنعتی آسیب می رساند.

فیلتر شنی NTU:

NTU میزان کدورت و رنگ ناخواسته در آب یا مایع را بیان می کند که به دلیل وجود ذرات معلق و ریز زیادی است که با چشم غیر مسلح دیده نمی شوند. عنصر NTU یک عنصر کلیدی و مهم در اندازه گیری کیفیت آب است. اگر ذرات کوچکی که باعث کدورت آب می شوند کمی بزرگ باشند به راحتی ته نشین می شوند وگرنه فرآیند ته نشینی در ذرات بسیار ریز که باعث کدورت می شوند بسیار بسیار کند است. این در حالی است که اگر آب ورودی به مخزن یا استخر دارای تلاطم باشد این ذرات به دلیل نداشتن زمان ته نشین شدن به هیچ وجه ته نشین نمی شوند و یکی از دلایل کدورت آب های آزاد وجود فیتوپلانکتون ها است. میزان کدورت مایعات با استاندارد ISOEN7027 توسط دستگاهی به نام ابر متر اندازه گیری می شود (این دستگاه نور را با زاویه 90 درجه نسبت به شیشه های نمونه ساطع می کند).

حال که به این دو عنصر یعنی NTU و TSS پرداختیم، به مسئله طراحی فیلترهای شنی باز خواهیم گشت. نکته دیگری که در طراحی فیلتر شنی بسیار مهم است سرعت خطی آن است. این عنصر بعد از NTU و TSS بسیار مهم است. در طراحی فیلتر شنی سرعت خطی باید بین 10 تا 15 متر مکعب در ساعت باشد در حالی که بهترین سرعت خطی برای فیلتر شنی و حتی فیلترهای شنی که برای دستگاه تصفیه آب طراحی شده اند سرعت خطی آن 10 متر مکعب در ساعتاست.

سختی گیر رزینی – عملکرد آن

دستگاه سختی گیر رزینی که یکی از پرکابردترین و رایجترین نوع سختی گیر در بازار و در صنایع و ادارات و ساختمانها تجاری می باشد با استفاده از فرایند تبادل یونی توسط رزین های کاتیونی به سختی گیری آب می پردازد . یکی از مهمترین مولفه ها در سختی گیر رزینی استفاده از رزینها می باشد ، خواص رزین ها این است که وقتی در حضور آب سخت قرار می گیرند، یون سدیم آنها با یون های رسوب گذار از قبیل کلسیم و منیزیم موجود در آب جا به جا می شوند. به این ترتیب با حذف املاح کلسیم و منیزیم کاملا محلول بوده و تمایلی به رسوب گذاری ندارد. مبادله یون ها تا زمانی ادامه می یابد که همه سدیم رزین ها با کلسیم و منیزیم آب تعویض شوند، پس از این زمان به تدریج بازده فرآیند سختی گیری کاهش می یابد و رزین ها می بایست دوباره بازیابی و احیاء شوند. احیاء مجدد این نوع رزینها با عبور محلول غلیظ کلرید سدیم (نمک طعام) از بستر رزین انجام می پذیرد .
معمولا جهت احیاء رزین از آب و نمک با غلظت 10 % باید استفاده کرد. غلظتهای کمتر و یا بیشتر از 10 % نمک ، اثر کمتری دارند و خلوص نمک عامل بسیار مهمی در احیاء مناسب رزین کاتیونی سختی گیر می باشد. اگر از سنک نمک و نمک معمولی استفاده گردد به سبب ناخالصی در نمک عمر رزین بسیار کاهش می یابد.

نگهداری و تعمیر سختی گیر رزینی :

لازم است جهت بهره برداری مناسب از سختی گیر رزینی پاره ای از موارد را بدانید . به هیچ وجه جهت تهیه محلول آب نمک از آب چاه یا آب ورودی به کارخانه که هنوز سختی گیری نشده استفاده نکنید گاها این مورد در موتورخانه ها رویت می شود ؛ چرا که این آب ناخالص موجب شده تا ناخالصی ها خود را به رزین منتقل کند و رزینها بطور کامل احیا نگردد و بدین صورت به علت عدم آگاهی شما عمر رزینها کاهش پیدا کند . جهت اولین احیا رزینها از آب مقطر استفاده نمایید و دفعات بعد از آب سبک شده استفاده کنید . یکی دیگر از مشکلات عدم بهره برداری درست از سختی گیر رزینی متاسفانه به دلیل وجود رزین های نا مرغوب چینی در بازار کشور که با برندهای معروف و به صورت غیر اصل ارائه می گردد باعث شده است مشکلات و هزینه زیادی به صنایع گوناگون وارد گردد. عمر کوتاه یکساله و کمتر و عدم سختی گیری مناسب و هزینه تعویض زود هنگام و معطل بودن کارخانه جهت تعویض رزین از مشکلات رزین های چینی می باشد که متاسفانه حتی با برندهای پرولایت انگلیس و یا داو امریکا بطور قلابی بفروش می رسند. پس در این باره باید با کارشناس شرکتهای معتبر مشورت نمایید. توجه کنید درحین بهره برداری از دستگاه سختی گیر آب می بایست اطمینان حاصل کنید که فشار نسبی داخل مخزن بین (1.7-2.5( bar باشد.اگر فشار داخل مخزن کمتر از (1.7) باشد، در آب بندی شیر سولو ولو و مکش آب نمک اختلال ایجاد خواهد شد. همچنین در فشار های بالا ممکن است قطعات شیر سولو ولو صدمه ببیند. در هر حال بهره برداری از شیر سولو ولو در فشار های بالاتر از (2.5) به هیچ وجه توصیه نمی گردد .در ساختمان های بلند مرتبه که برج ها و منابع انبساط باز بر روی بام قرار دارند برای تامین آب جبرانی آنها ، هیچ گاه فشار آب ورودی به سختی گیر را از رنج داده شده بالاتر نبرید ، برای تامین آب جبرانی تجهیزات در بام بهتر است بعد از سختی گیر از یک منبع و یک پمپ برای تامین آب تجهیزات استفاده کنید.

چگونه سختی را تنظیم نماییم ؟

برای تنظیم سختی آب ابتدا شیرتنظیم سختی گیر را کاملا ببندید . شیر مخزن را نیز کاملا ببندید . سپس شیر روی سینک را باز کنید تا دستگاه سختی گیرشروع به کار کند و باریکه ای از آب با فشار کم از آن خارج شود . ( اگر مقدار آن زیاد باشد احتملا یکی از مراحل کار را بدرستی انجام نداده اید )

حال اگر دستگاه سختی سنج در دسترس است ، این شیر را کمی باز کنید و بعد از حدود 1 دقیقه سختی آب را اندازه بگیرید . با این روش دستگاه را در سختی مناسب قرار دهید .

اگر دستگاه سختی سنج در اختیار ندارید ، لوله ای را که از شیر میکس به فیلتر پنجم متصل شده است را از محل خارج کنید . ( در حالیکه دستگاه در حال کار است ) . در این حالت شیر را کمی باز کنید تا مقدار کمی آب از این لوله خارج شود . در این حالت به صورت حدودی و تجربی ، مقدار TDS آب - مواد جامد محلول در آب - در محدوده 100 می باشد که بسیار ایده آل می باشد .

معایب شیر تنظیم :

استفاده از شیر تنظیم در دستگاه سختی گیر آب دارای 1 عیب بسیار بزرگ می باشد و آن اینکه آلودگی ها ، سموم و ... می توانند از مسیر این شیر به آب تصفیه شده بازگردند . البته مقدار آنها کاهش می یابد و همچنین برای آب شهری که آلودگی خاصی ندارد مشکلی ایجاد نمی کند ولی چنانچه آب ورودی به دستگاه دارای آلودگی شدیدی باشد شما هرگز نباید از شیر تنظیم برای کنترل سختی آب استفاده کنید و این شیر را کاملا ببندید . در این حالت می توانید با استفاده از یک فیلتر مینرال بسیار با کیفیت ( وظیفه این فیلترها اضافه کردن املاح معدنی به آب می باشد ) سختی آب را دوباره بالا بیاورید .

همچنین برخی از تولیدکنندگان دستگاههای تصفیه آب ، در مسیر شیر میکس یک فیلتر UF قرار میدهند تا آلودگی های احتمالی ، تا حدودی از بین بروند مانند دستگاه سختی گیرآب KENT.

استفاده از شیر میکس به سبب مزایایی که دارد ، حتما توصیه می شود و چنانچه دستگاه شما این شیر را ندارد ، بهتر است این شیر را روی آن نصب کنید

سختی گیری آب به روش تعویض یونی، یک راه مقرون به صرفه برای بهبود کیفیت آب منزل و جلوگیری از هزینه صدمات وارده به سیستم لوله کشی و تجهیزات منزل است.

دستگاه های سختی گیر، نیاز به تعمیرات کمی دارند و رزین های کاتیونی در صورت نگهداری درست می توانند بین 7 تا 10 سال عمر داشته و نیازی به تعویض نداشته باشند.

تنها دو نگرانی عمده برای سختی گیرها وجود دارد که می تواند باعث ایجاد مشکل و کاهش راندمان آنها شود:

- رسوب آهن و منگنز

- رسوب مواد آلی مانند تانن