مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تصفیه آب با صافی های شنی:

۱. انواع صافیهای شنی

الف) صافی شنی سریع (Rapid Sand Filter)

• کاربرد: حذف ذرات معلق، کدورت و برخی باکتری ها در تصفیه خانه های شهری و صنعتی.

• سرعت فیلتراسیون: ۵–۱۵ متر بر ساعت.

• اجزا:

  • لایههای شن و ماسه با دانهبندی مشخص.

  • سیستم جمعآوری آب تصفیه شده (زیرآب).

  • سیستم شستشوی معکوس (Backwash).

ب) صافی شنی آهسته (Slow Sand Filter)

• کاربرد: تصفیه آب آشامیدنی در مناطق روستایی و کوچک.

• سرعت فیلتراسیون: ۰.۱–۰.۴ متر بر ساعت.

• مزایا: حذف باکتریها و ویروسها با کمک لایه بیولوژیکی روی سطح شن.

ج) صافی چندرسانه ای (Multimedia Filter)

• کاربرد: حذف ذرات ریزتر با استفاده از لایه های آنتراسیت، شن و گارنت.

• سرعت فیلتراسیون: ۱۰–۲۰ متر بر ساعت.

۲. دلایل انتخاب صافی های شنی

• هزینه پایین نسبت به روشهای پیشرفته تر.

• سادگی در طراحی و نگهداری.

• راندمان بالا در حذف کدورت (تا ۹۹٪).

• قابلیت ترکیب با سایر فرآیندها مانند کلرزنی.

• انعطاف پذیری در مقیاسهای مختلف (خانگی تا صنعتی).

۳. محاسبات طراحی صافی شنی

الف) سطح مورد نیاز صافی

A=Q/Vf​​

• A: سطح صافی (m²).

• Q: دبی آب ورودی (m³/h).

• Vf​: سرعت فیلتراسیون (m/h).

مثال:
برای دبی ۱۰۰ m³/h و سرعت فیلتراسیون ۱۰ m/h:

A=100/10=10 m²

ب) محاسبه ارتفاع بستر شنی

• صافی سریع: ۰.۶–۱.۲ متر.

• صافی آهسته: ۱–۱.۵ متر.

ج) محاسبه زمان شستشوی معکوس

• دبی شستشو: ۳۰–۴۰ m³/h/m².

• زمان شستشو: ۵–۱۵ دقیقه.

د) افت فشار (Head Loss)

با استفاده از معادله کارمن-کوزنی:

hL​=(150⋅μ⋅(1−ϵ)2⋅V⋅L)/(ϵ3⋅dp2​⋅ρ⋅g)​

• hL​: افت فشار (m).

• μ: ویسکوزیته آب.

• ϵ: تخلخل بستر (معمولاً ۰.۴–۰.۵).

• dp​: قطر مؤثر ذرات شن (m).

۴. دانهبندی استاندارد شن

• صافی شنی سریع:

  • شن سیلیس با قطر مؤثر (d₁₀): ۰.۴۵–۰.۵۵ mm.

  • ضریب یکنواختی (UC): کمتر از ۱.۷ (UC = d₆₀/d₁₀).

• صافی شنی آهسته:

  • شن سیلیس با قطر مؤثر (d₁₀): ۰.۱۵–۰.۳۵ mm.

  • ضریب یکنواختی: کمتر از ۳.

۵. استانداردهای طراحی و اجرا

• ANSI/AWWA B100-09: استاندارد دانه بندی شن و آنتراسیت.

• EPA Guidance Manual: برای طراحی صافیهای شنی در سیستم های آب آشامیدنی.

• ISO 9001: مدیریت کیفیت در تولید مواد فیلتراسیون.

• مبحث ۱۶ مقررات ملی ساختمان ایران: الزامات فنی سیستم های تصفیه آب.

۶. روشهای اجرا و نگهداری

• آماده سازی بستر: شستشوی اولیه شن برای حذف گرد و غبار.

• شستشوی معکوس: تزریق آب و هوا برای جلوگیری از گرفتگی.

• کنترل کیفی: اندازهگیری کدورت خروجی (NTU < 1).

• جایگزینی دورهای شن: هر ۵–۱۰ سال بسته به کیفیت آب ورودی.

۷. جمع بندی

• انتخاب صافی شنی به عواملی مانند کیفیت آب ورودی، فضای قابل دسترس و هزینه ها بستگی دارد.

• محاسبات دقیق سرعت فیلتراسیون، سطح و ارتفاع بستر، کلید عملکرد بهینه سیستم است.

• رعایت استانداردهای دانه بندی و نگهداری منظم، عمر مفید صافی را افزایش میدهد.

• صافیهای شنی بهعنوان یک روش پایدار و مقرونبهصرفه، نقش کلیدی در تأمین آب سالم ایفا میکنند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

مقاله طراحی پایلوت جدیدی از صافی شنی متعارف در تصفیه پیشرفته فاضلاب و بررسی کارآیی آن در سال 1383
زهرا طباطبایی - دانشجوی کارشناسی بهداشت محیط
امیرحسین محوی - عضو هیئت علمی دانشکده بهداشت تهران
عطاالله رخش خورشید - عضو هیئت علمی دانشکده بهداشت زاهدان
اصغر سلیمانی ساردو - دانشجوی کارشناسی بهداشت محیط
چکیده مقاله:
در حال حاضر با توجه به کمبود آب در نقاط مختلف در اکثر طرحهای فاضلاب کشور استفاده مجدد از پساب برای آبیاری از اهداف اصلی طرحها به حساب می آید و توجهات اساسی عمدتاً بر روی تولید پسابی با کیفیت مطلوب معطوف گردیده است اگر چه فیلتراسیون یکی از فرآیندهای اساسی مورد استفاده در تصفیه آب شرب است. صاف کردن پساب خروجی فرایندهای تصفیه فاضلاب کار نسبتاً جدیدی است. روش تحقیق: در یک مطالعه مداخله ای با هدف فیلتراسیون پساب خروجی و انجام تصفیه پیشرفته فاضلاب، پایلوت جدیدی از صافی شنی طراحی و در تصفیه خانه فاضلاب راه اندازی شد. سپس جهت بررسی راندمان پایلوتها آزمایشاتی بر روی 36 نمونه انجام و برای توصیف داده ها از شاخص های میانگین و انحراف معیار و روشهای آماری استفاده شد. یافته ها: نتایج بدست آمده نشان داد در مجموع در صافی را 77.34 BOD5 درصد، No2 را 19/99 درصد، No2 را 34.04 درصد TSS را 81.96 درصد TDS را 10.78 درصد و T.P را 25.22 درصد اکهش و بین میانگین ها در سه مرحله اندازه گیری (P<0.001) اختلاف معنی دار وجود دارد. نتیجه گیری: بر اساس یافته ها و نتایج بدست آمده پارامترهای مورد نظر در پساب خروجی از پایلوتهای طراحی شده با استانداردهای ارائه شده توسط زایمان حفاظت محیط زیت ایران، امریکا و دستورالعمل ها و موازین ایالتی درخصوص استفاده مجدد از پساب در برخی از ایالتهای امریکا در اکثر موارد همخوانی داشته و یا زیر حد استاندارد است و با کاهش TSS, BOD5 در حدود 10mg/lit رو به رو بوده و با مطالعه مؤسسه تحقیقات منابع طبیعی دانشگاه ایالت مینسوتای امریکا یکسان و در مورد TSS کاهش بیشتر را نشان می دهد. لذا با توجه به یافته های بدست آمده در تصفیه پیشرفته فاضلاب و استفاده مجدد پساب در کشاورزی و آبیاری، استفاده از چنین واحدهایی در تصفیه خانه ها نتایج رضایت بخشی داشته و مؤثر خواهد شد.
کلیدواژه‌ها:
طراحی، صافی شنی، تصفیه پیشرفته، فاضلاب، کارایی

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

برکه هاي تثبيت يکي از روش هاي تصفيه طبيعي فاضلاب است که براي مناطق داراي شرايط آب و هوايي گرم بسيار مناسب است. منشا تامين اکسيژن محلول در برکه ها فعاليت فتوسنتز جلبک ها در حضور نور خورشيد است که در ساعات آفتابي بعد از ظهر غلظت آن حتي به حالت فوق اشباع نيز مي رسد. با توجه به رشد شديد جلبک ها، فاضلاب درون برکه اغلب به صورت سبزرنگ در مي آيد. وجود جلبک ها در پساب خروجي از برکه ها سبب افزايش غلظت جامدات معلق مي شود که اين بالا بودن غلظت جامدات معلق، استفاده از پساب را براي مصارف آبياري قطره اي و تحت فشار به دليل مسدود کردن افشانک ها با مشکل مواجه مي سازد. به همين دليل در بعضي موارد با در نظر گرفتن نوع استفاده مجدد از پساب، کاهش غلظت جامدات معلق از پساب خروجي از برکه ها ضروري است. يکي از روش هاي ساده و ارزان قيمت زدايش جامدات معلق عبور پساب آن از صافي (فيلتر) شني مي باشد. اين تحقيق در سال 1379 به منظور بررسي کارايي فيلتر شني در زدايش جامدات معلق از پساب خروجي از سيستم آزمايشي برکه هاي تثبيت تلفيقي در محل تصفيه خانه فاضلاب شهرک شوش تهران انجام گرفت. نتايج تحقيق نشان داد که در حين عبور پساب از صافي شني غلظت جامدات معلق به طور متوسط از 151 به 52 ميلي گرم بر ليتر کاهش يافته که نشان دهنده 65 درصد کارامدي (راندمان) زدايش مي باشد که از روي آن مي توان نتيجه گرفت که صافي شني در زلال سازي پساب خروجي از برکه ها بسيار موثر است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب