فيلتراسيون جانبی آب الزامات سيستم خنك كن

بررسی فیلتراسیون آب و الزامات سیستم خنگ کن، هیدروسیکلون یا جدا کننده های گریز از مرکز و بررسی میکروفیلترهای پلیمری و فیلترهای کیسه ای

هیدروسیكلون یا جداكننده های گریز از مركز

هیچ قطعه گردنده ای در این فیلترها وجود ندارد، بلكه ساده ترین شكل و به دلیل مكان ورودی و خروجی و شكل خاص مخزن، ذرات بزرگ با دانسیته بالاتر نسبت به آب به دلیل نیروی گریز از مركز جدا شده و در پایین مخزن ودر یك محفظه جمع اوری می شوند(شكل1).

فیلتراسیون آب – هیدروسیلکون

هیچ مقدار قابل پیش بینی برای اندازه ذرات جدا شده و یا میزان جدایش آنها وجود ندارد. این فیلترها عموما در ابتدای یك سیستم فیلتراسیون آب و برای جدایش ذرات بزرگ به منظور جلوگیری از آسیب به دیگر دستگاه ها استفاده شده و در كاربردهای كشاورزی بیشترین استفاده را دارند.

شیر خروجی مخزن جمع آوری می تواند به صورت دستی و یا برقی در بازه های زمانی معین جهت تخلیه مواد جدا شده، باز شود.

میكرو فیلترهای پلیمری و فیلترهای كیسه ای

یك مخزن تحت فشار و تعدادی كارتریج از جنس پلیمر، كاغذ، فایبرگلاس و دیگر مواد مصنوعی با بافت و آرایش های گوناگون مانند چین خورده، تابیده، فشرده و… اجزای اصلی تشكیل دهنده این فیلترها هستند(شكل2).

این فیلترها عموما دارای بافت چند لایه وفشرده ای بوده وبرای حذف ذرات معلق خیلی كوچك استفاده می شوند.

فیلتراسیون آب – میکروفیلترهای پلیمری

به دلیل ماهیت كارتریج این فیلترها، پس از پر شدن روزنه ها وگرفتگی فیلتر معمولا باید تعویض شوند. برخی از فیلترهای كیسه ای را می توان به صورت دستی و با فشار آب و یا هوا شستشو داد. همچنین برخی از انواع چین خورده این فیلترها(pleated) می توانند با استفاده از جریان معكوس پرفشار تا 30 مرتبه تمیز شده و مجددا استفاده گردند.

این فیلترها در اندازه های 20 میكرون تا0.1 میكرون در دسترسند. با توجه به دقیق نبودن سایز فیلتراسیون، حذف99/9 درصد ذرات معیار نامگذاری درجه فیلتراسیون می باشد.

طول كارتریج از 5 اینچ تا 60 اینچ موجود بوده و متناسب با كیفیت آب، سایز فیلتراسیون و طول كارتریج (سطح فیلتراسیون )، هر كارتریج می تواند تا 10 متر مكعب در ساعت آب را فیلتر نماید.

كاربری و انتخاب نوع فیلتر

همانطور كه قبلا ذكر شد، آلودگی فیزیكی آب را می توان به دو پارامتر مربوط دانست:

كدورت و ذرات معلق قابل ذكر است در بیشتر موارد حذف كدورت مورد نیاز نبوده و فقط حذف مواد معلق موجود در آب ایده آل می باشد (كلیه آب های مورد استفاده در فرایندهای غیر بهداشتی). در این موارد استفاده از فیلترهای رزینی (فیلتر با بستر شنی، سیلیس ویا دیگر انواع بستر ها ) توصیه نمی گردد.

حجم بالای سیستم، هزینه اولیه زیاد، كاربری مشكل تر، مصرف آب بسیار بالا برای شستشوی فیلتر، تجهیزات جانبی مورد نیاز، تغییر در آرایش لایه های بستر در اثر عمل شستشوی معكوس و نیاز به تعویض ماده استفاده شده در بستر، از مشكلات عمده استفاده از این فیلترها در مقایسه با فیلترهای دیسكی و یا اسكن فیلترها می باشد.

همچنین نوع سیستم كنترلی مناسب برای فیلتر مورد نیاز را می توان از حجم آب در گردش، نوع كاربردی، اهمیت هزینه جاری و نگهداری سیستم، مشخصات سیال و… تعیین نمود.

فیلتراسیون آب

مواردی كه استفاده از فیلترهای شنی (شكل 3) توصیه می شود عبارتند از :آب آشامیدنی، فیلتراسیون آب استخر شنا، و فیلتراسیون آب های خاصی كه دارای مواد كلوییدی قابل توجه بوده و ممكن است موجب ایجاد آسیب به سیستم گردند (ورودی برخی سیستم های آب شیرین كن). همچنین فیلترهای شنی دارای توانایی خوبی برای فیلتراسیون آبهای حاوی روغن می باشند.

فیلتراسیون آب با فیلترهای دیسکی و توری

برای مقادیر كم آب در گردش (كمتر از 80 متر مكعب در ساعت) و همچنین در صورت عدم نیاز به سیستم اتوماتیك جهت شستشوی خودكار(تشخیص گرفتگی فیلتر و عمل شستشوی معكوس توسط اپراتور انجام می گیرد) و یا به دلایل اقتصادی، استفاده از فیلترهای دیسكی (شكل4) و یا توری (شكل 5) با درجه بالاتر از 130 میكرون گزینه مناسبی می باشد.

فیلتراسیون آب

فیلتراسیون آب

در صورت ورود و وجود ذرات درشت در مدار، می توان از تركیب جداكننده های گریز از مركز (هیدروسیكلون) همراه فیلترهای دیسكی و یا توری استفاده نمود. در مدارهایی كه میزان نفوذ ذرات از هوا به سیستم كم بوده و یا سیستم كاملا باز نباشد و همچنین تجهیزات موجود در سیكل دارای حساسیت بالایی باشند(مانند آب بویلر)، می توان از میكروفیلترها و یا فیلترهای كیسه ای (از 20 تا 5 میكرون ) استفاده نمود.

این نوع فیلترها اكثرا مصرفی بوده ودر هنگام گرفتگی باید تعویض گردند. به همین دلیل استفاده از این نوع فیلتر ها دارای هزینه جاری قابل توجهی بوده وباید برای كاربردهای خاص استفاده شوند.

انواعی از میكروفیلتر وجود دارند؛ كه قابلیت شستشوی معكوس با فشار بالا را داشته و می توانند بدون نیاز به تعویض تا 30 مرتبه شستشو شوند. همچنین میكروفیلترها توانایی حذف كدورت را داشته و در بسیاری از موارد می توان به جای فیلتر شنی، از تركیب میكروفیلترها و اسكن فیلترها استفاده نمود.

فیلتراسیون آب

دبی بالا و استفاده از سیستم كنترلی اتوماتیك، بهترین شاخص استفاده از اسكن فیلترهای خود شوینده (شكل6) می باشند. این سیستم دارای كمترین حجم ممكن بوده، در زمان كوتاهی تمیز شده و آب مصرفی جهت شستشوی فیلتر بسیار كمتر ا انواع دیگر فیلترها می باشد.

در بیشتر كاربردهای صنعتی، كشاورزی وانتقال آب استفاده از این فیلترها توصیه می شود. در بسیاری از موارد، با توجه به درصد آلودگی آب نسبت به مواد كلوییدی و مواد جامد معلق، می توان از تركیب اسكن فیلترها و فیلترهای شنی نیز استفاده نمود.

در این موارد سعی می گردد كه 90% ذرات معلق سیستم در اسكن فیلتر گرفته شده و از فیلتر شنی با حداكثر سرعت مجاز جریان استفاده شود. این تركیب نسبت به استفاده از فیلتر شنی به تنهایی، دارای هزینه اوله و هزینه جاری كمتری می باشد.

بررسی نحوه انجام فیلتراسیون جانبی آب، استفاده از كلكتور خروجی پمپ سیركولاسیون و استفاده از مدار جداگانه كه از پمپ مخصوص خط كنار گذر استفاده می كند.

مقایسه فیلترهای شنی با اسكن فیلتر خود شوینده

در جدول 1 به برخی از تفاوت های بین فیلترهای شنی و فیلترهای خود شوینده اتوماتیك در مواردی كه امكان استفاده از هر دوی آنها وجود دارد پرداخته شده است.

فیلتراسیون جانبی آب

جدول 1

تامین فشار مورد نیاز فیلتر

دوروش كلی (شكلهای 7و8) برای تامین فشار لازم جهت خط فیلتراسیون جانبی وجود دارد:

فیلتراسیون جانبی آب

1-استفاده از مدار جداگانه كه از پمپ مخصوص خط كنار گذر استفاده می كند.

در این روش، استقلال سیستم فیلتراسیون به طو كامل حفظ گردیده ودر صورت نیاز سیستم می تواند با فشار متفاوتی از فشار خط فرایند عمل نماید.همچنین در صورت نیاز می توان سیستم فیلتراسیون را بصورت مستقل (مثلا پس از عملیات فلاشینگ و شستشوی خط پس از تعمیرات ) راه اندازی نمود.

2-استفاده از كلكتور خروجی پمپ سیركولاسیون

به گونه ای كه یك انشعاب از این كلكتوربرای هدایت بخشی از آب در گردش كه توسط شیر كنترل جریان مشخص می گردد، جهت اتصال به سیستم فیلتراسیون استفاده می شود.

در روش دوم، مزیت قرارگیری كلیه پمپها در كنار هم وهمچنین یكسان بودن پمپها موجب سادگی عملیات نگهداری می گردد.همچنین در این روش فقط زمانی كه آب در گردش در جریان باشد عملیات فیلتراسیون نیز انجام می گیرد ومتناسب با دبی در گردش وتعداد پمپهای در حال كار، میزان دبی فیلتراسیون نیز تغییر می یابد.

بطور كلی هرچه فشار سیستم فیلتراسیون بیشتر باشد ، انجام فرایند وبه خصوص عمل شستشوی سیستم بهتر صورت می گیرد. جهت اطمینان از فشار كافی در حین شستشوی خودكار فیلتر، استفاده از یك شیر خودكار تامین فشار (pressure sustaining valve) در خروجی فیلتر پیشنهاد می گردد.

استفاده از این شیر؛ مخصوصا زمانی كه آب فیلتر شده به اتمسفر (مانند حوضچه و یا استخر آب خنك شده ) تخلیه می گردد، الزامی است. همچنین می توان از یك شیر دستی (globe valve) نیز استفاده نمود ولی نیاز به تنظیم مجدد در هنگام شستشو دارد.

اگرچه فیلترهای كم فشار واتمسفریك نیز وجود دارند ، ولی نكته مهم این است كه این فیلترها دارای سطح فیلتراسیون بسیار بیشتری نسبت به فیلترهای تحت فشار بوده و در نتیجه حجم و هزینه بالاتری خواند داشت. به همین خاطر، فیلترهای اتمسفریك جهت فیلتراسیون جانبی برج های خنك كن پیشنهاد نشده و استفاده نمی گردند.