فیلتراسیون

فیلتراسیون روشی است که در آن با استفاده از لایه های متخلخل، میزان ذرات معلق موجود در مایع را کاهش می دهند. این ذرات عبارتند از، گل و لای، پلانکتون ها، رنگ ، مواد آلی و دیگر مواد معلق. اولین صافی هایی که مورد استفاده قرار گرفتند بسترهای شنی و ماسه ای بودند که به آن ها صافی های شنی گفته میشد. سرعت عبور آب در این صافی ها، آهسته( 0.2-0.6 m/hr)می باشند، لذا به آن ها صافی های کند گفته می شود. در مقایسه با این گونه صافی ها، صافی های دیگری به نام صافی های تند(4-11 m/hr)وجود دارد که سرعت حذف ذرات معلق در آن ها بیشتر است.

انواع فیلترها:

فیلترها را معمولا به دو گروه مهم تقسیم می کنند:

• فیلتر های سطحی
• فیلتر های عمقی

فیلترهای سطحی:

این فیلترها دارای قطر و ضخامت کم می باشند و مواد معلق در سطح آن گرفته می شوند و بیشتر نقش یک آشغال گیر را دارند. این صافی ها معمولا در مواردی به کار می روند که نیازی به فرآیندهای پیش تصفیه مانند انعقادسازی و لخته سازی نباشند. به طور کلی در حالتی که غلظت مواد معلق در نمونه، یک درصد حجمی باشد از صافی های سطحی استفاده می شود. کاغذ صافی یا فیلترهای کیسه ای جزو این دسته از فیلترها قرار دارند.

فیلترهای عمقی:

این فیلترها دارای عمق بینcm 80-60هستند و از لایه هایی با دانه بندی مختلف از جنس ماسه  و یا زغال آنتراسیت تهیه می شوند. در این صافی ها با عبور مایع از درون بستر، مواد معلق و ذرات ریز در بین خلل و فرج بستر باقی می مانند و آب زلال خارج می گردد. در اثر کارکرد مداوم صافی، مواد معلق موجود در آب بین ذرات بستر تجمع می کند و در نتیجه شدت جریان آب عبوری کاهش یافته و افت فشار درون صافی افزایش می یابد. در این حالت لازم است که صافی شستشو داده شود که این عمل با عبور آب در جهت معکوس انجام می شود. برای شست و شو، آب را با سرعت خطی زیاد( 15-60 m/hr)از مسیر صافی عبور می دهند که  به گونه ای که فضای بین ذرات بستر به اندازه %50 افزایش یابد، دراین صورت آب می تواند به خوبی بین ذرات گردش کرده و گل و لای و مواد معلق باقیمانده از عمل صاف کردن را از بین شن و ماسه ها جدا نموده و به خارج از صافی منتقل کند.

این فیلترها دارای دو نوع پرکاربرد به نام فیلترهای ثقلی و فیلترهای فشاری می باشند.

فیلترهای فشاری:

بدنه این صافی ها از فولاد ساخته می شوند و بیشتر به شکل استوانه ای است. این صافی ها به دو صورت افقی و عمودی وجود دارند. عمق و اندازه بستر صافی به گونه ای طراحی می شود که در هنگام شست و شوی معکوس فضای کافی برای انبساط بیشتر وجود داشته باشد. صافی های عمودی به صافی های افقی برتری دارند، زیرا در صافی های عمودی در تمامی امتداد طولی بستر عمل فیزیکی تصفیه انجام می شود. همچنین مقدار آب موردنیاز برای شست وشوی صافی های فشاری عمودی نسبت به افقی بسیار کمتر است. بنابراین صافی های عمودی باصرفه تر هستند. افت فشار کمتر و سرعت بیشتر است. در صافی های فشاری ضخامت لایه های ماسه یا آنتراسیت نیز تحت تاثیر دانه بندی ذرات قرار دارد. البته استفاده از آنتراسیت برای تصفیه صنعتی مناسب تر است. چون در مرحله اول آب درPH=8-9مقداری از سیلیس را در خود حل می کند. وجود ناخالصی سیلیس در آب برای دیگ های بخار و توربین مشکل آفرین است و در مرحله دوم به دلیل دانسیته کمتر آنتراسیت در مقایسه با ماسه، دبی و فشار کمتری برای شست و شوی صافی موردنیاز است.

فیلترهای ثقلی:

فیلترهای ثقلی اغلب مکعبی یا مکعب مستطیل هستند، هرچند که به صورت مدور هم وجود دارند. این فیلترها در فشار محیط کار می کنند و معمولا درکارخانجاتی که حجم زیادی از آب بایستی صاف شوند مورد استفاده قرار می گیرند. معمولا این فیلترها سیمانی بوده و عرض آن ها  1.5-10mو طول آن ها از چندین تا چندصدمتر و ارتفاع آن  3-5mمی باشد. بستر این فیلترها شبیه به فیلترهای فشاری عمودی می باشد. هرچند که این فیلترها به فضای زیاد نیازمند هستند ولی ساختن آن ها ساده می باشد.