فراب زیست فراز | انواع سیستمها و تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب صنعتی
هدف از فرایند تصفیه، حذف ذرات جامد و سایر ناخالصی ها از آب است. این امر با عبور از آب از طریق مواد متخلخل انجام می شود.
فيلتراسيون با استفاده از شن روندی است که در آن تصفيه آب به وسيله ماهيت متخلخل لایه های شن انجام میشود. به این شکل که ذرات موجود در آب جذب خلل و فرج دانه های شن میشوند . فرایندهای فیزیکی و بیولوژیکی دیگر نیز در یک فیلتر شنی وجود دارد که بیشتر مواد مختلف موجود در آب را از بین می برد ، مانند حذف آمونیوم، آهن و منیزیم.
فیلتر شنی اغلب برای برای تصفیه آب های زیرزمینی برای حذف آهن محلول در آب مورد استفاده قرار می گیرد. آهن و منگنز در آب های زیرزمینی بوسیله هوادهی اکسید می شوند و سپس توده های تشکیل شده در فیلتر شنی به دام می افتند. پس از یک دوره معین زمانی، فیلتر با ذرات انباشته شده اشباع شده و باید تمیز شود تا از مسدود شدن به طور کامل جلوگیری شود. فیلترهای شنی با شستشوی هوا و یا آب تمیز می شوند.
1- فیلتر شنی کند و تند هر دو از شن استفاده میکنند، اما دارای کارکرد متفاوتی هستند.
تفاوت های زیادی بین فیلتراسیون شنی کند و فیلتراسیون شنی سریع وجود دارد. همانطور که از اسامی آنها بر می آید، فیلتر کردن یکی از تفاوت های اصلی است.
با این حال، تفاوت تنها در میزان نرخ فیلتراسیون نیست. این بدین معنی است که مکانیزم های تصفیه نیز بسیار متفاوت هستند. در فیلترهای شنی سریع، فرآیند تصفیه به عمق ستون رسانه منتهی می شود، در حالی که در فیلتراسیون شنی آهسته، فیلتراسیون سطحی است و عمدتا در بالای 2-3 سانتی متر اتفاق می افتد. دلیل این امر در ادامه توضیح داده شده است.
2 – اکثر ذراتی که توسط فیلتر شنی حذف می شوند، کوچکتر از اندازه سوراخ های فیلتر هستند.
پس حذف مواد اضافی موجود چگونه انجام می شود؟
اکثر مردم در مورد فرآیند تصفیه با فیلتر شنی به عنوان فرایندی فکر میکنند که ذرات با قطر بزرگتر از فاصله بین ذرات رسانه فیلتر، نمی توانند از بین آن فضاها (منافذ) عبور کنند و بنابراین حذف می شوند. این فرآیند به نام “پالایش” (Straining) نامیده می شود.
با این حال، بیشتر ذرات که توسط فیلتر حذف می شوند کوچکتر از منافذ بین ذرات رسانه فیلتر هستند.
مکانیزم های فیلتراسیون دیگری وجود دارد که طوری عمل می کنند که ذرات بسیار ریز نیز حذف شوند. این مکانیزم ها عبارتند از: رسوب، نیروهای ناشی، برخورد فیزیکی، نیروهای الکترواستاتیکی و الکتروکینتیک، و حذف بیولوژیکی.
3 – بیشتر فیلتراسیون در فیلترهای شنی آهسته توسط باکتری، پروتوزوئیک و دیگر میکروارگانیسم ها، در یک لایه بیولوژیکی، به نام “لایه Schmutzdecke” انجام می شود.
در فیلتر شنی کند، شن بیشترین نیاز فرآیند تصفیه را فراهم می کند. این کار به طور عمده به عنوان یک بستر برای رشد یک لایه بیولوژیک، به جای یک رسانه فیلتر، انجام می شود.
این لایه 2-3 سانتی متری بالایی لایه Schmutzdecke نامیده می شود و از میکروارگانیسم ها تشکیل شده است. میکروارگانیسم ها مواد آلی را تجزیه می کنند و دیگر باکتری ها، جلبک ها، ویروس ها و ذرات معلق را تغذیه میکنند.
4 – فیلترهای شنی کند می توانند تا 99.9٪ از باکتری های در آب را بدون هیچ گونه روش ضد عفونی شیمیایی حذف کنند.
فیلترهای شنی کند در حذف باکتری ها و سایر پاتوژن ها مانند Giardia و Cryptosporidium بسیار کارآیی دارند. قسمت اعظمی از این فرایند حذف توسط دیگر باکتری ها و موجودات میکروسکوپی تک سلولی انجام می شود. با توجه به این کارآیی بالا، استفاده از ضدعفونی کننده ها در این فرآیند کاهش می یابد.
5- در فیلتر شنی ذرات رسانه کوچکتر، اما سنگین تر در بالا هستند.
برای افزایش کارایی فیلتراسیون در فیلتر شنی تند، بسیاری از فیلترهای ساخته شده به صورت “رسانه دوگانه” یا “رسانه سه گانه” ساخته شده است. مواد مورد استفاده، به جز شن، آنتراسیت و گارنت هستند.
منحصر به فرد بودن این مواد در اندازه دانه و تراکم آنها است، به صورتی که تراکم در نسبت معکوس با اندازه دانه است (به عنوان مثال ذرات کوچکتر، تراکم بیشتر). ذرات کوچکتر همیشه در انتهای فیلتر باقی می مانند و ذرات بزرگتر در قسمت بالای فیلتر قرار میگیرند. این اجازه می دهد تا فیلتر کردن تا عمق رسانه ها انجام شود.
