تأثیر اختلاط لایه فوقانی بستر فیلترهای ماسه‌ای کُند بر عملکرد آنها

نوع مقاله: یاداشت‌ فنی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد عمران، مجتمع عالی آموزشی و پژوهشی فارس

2 استادیار بخش راه و ساختمان، دانشکده مهندسی، دانشگاه شیراز

چکیده

بر اثر تجمع ذرات روی بستر فیلترهای ماسه‌ای کند، لایه‌ای با ضخامت کم معروف به "اشموتسدک" تشکیل می شود. این لایه که از لحاظ بیولوژیکی فعال است، نقش مهمی در حذف ذرات توسط فیلتر دارد و عامل عمده افزایش افت هد در حین بهره برداری است. پس از مدتی با متراکم شدن "اشموتسدک" روی سطح بستر، فیلتر مسدود شده و باید تمیز شود. از آنجا که هزینه‌ بهره‌برداری از فیلترها به تناوب تمیزکاری بستگی دارد، بنابراین هرچه فاصله دو مرحله تمیزکاری بیشتر شود، هزینه‌ها کاهش می‌یابند. در این مطالعه تأثیر اختلاط بستر بر عملکرد فیلترها، به خصوص بر زمان کارکرد آنها، مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور دو دستگاه فیلتر از لوله پی- وی- سی به قطر 24 و ارتفاع 160 سانتی‌متر، محتوی 60 سانتی‌متر ماسه با اندازه مؤثر0/2 میلی‌متر و ضریب یکنواختی 2/3 ساخته شد. در طی 149 روز کارکرد فیلتر، 30 سانتی‌متر فوقانی فیلتر آزمایش، به طور یک روز در میان، بهم زده شد و عملکرد آن با فیلتر شاهد مقایسه گردید. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که با ایجاد اختلاط در بستر، افت هد به طور مؤثر کاهش یافته و مدت زمان کارکرد فیلتر بدون تأثیر منفی بر کیفیت آب خروجی به بیش از دو برابر افزایش پیدا می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of Bed Top Layer Mixing on Slow Sand Filter Performance

نویسندگان [English]

  • Bijan Bagheri 1
  • Ayoub Karimi Jashni 2
1 M.Sc., Fars Higher Education and Research Complex, Shiraz
2 Assist. Prof., Dept. of Civil Engineering, Shiraz University
چکیده [English]

"Schmutzdecke" is developed by particle deposition of a few centimeters deep on the top of the sand layer in slow sand filters. It plays an important role in removal mechanisms and is responsible for the significant increase of head loss during operation. After several weeks of filter operation, the surface area of the bed becomes clogged due to deposition of suspended solids. Cleaning of the bed top is required when the final head loss occurs. Since the operation costs of slow sand filters depend on cleaning intervals, the operation cost decreases by increasing the time of filtration run. The objective of this study was to evaluate the effect of bed top layer mixing on filter performance. Two experimental pilots (one test and one control) were built from 240 mm PVC pipe 170 cm high. The sand media depth in each filter was 60 cm with a uniformity coefficient of 2.3 and effective size of 0.2 mm. During the 149 days, 30 cm of the top layer of the test filter bed was mixed every other day and filter performance was evaluated and compared with the unmixed control filter. This research indicated that the rate of head loss decreased with bed top layer mixing and that filtration run increased to more than two times the typical value without notable effects on effluent quality.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Schmutzdecke
  • Slow Sand Filter
  • Bed Mixing
  • Head Loss
  • Turbidity
1- American Water Works Association (2003). “A brief history of drinking water.” <http://www.awwa.org/advocacy/pressroom/bhist-1. cfm> (Apr. 2, 2006).

2- Huisman, L., and  Wood, W. E. (1974). Slow sand filtration, World Health Organization, Geneva, Switzerland.

3- Bellamy, W. D., Hendricks, D. W., and Longsdon, G. S. (1985). “Slow sand filtration: Influences of selected process variables.J. AWWA, 77(12), 62-66.

4- Gray & Osborne Inc. (1995). “Evaluation of crushed recycled glass as a filtration medium in slow sand filtration.” <http://www.cwc.org/glass/gl954rpt.pdf>  ( May 5, 2006).

5- Bellamy, W. D., Silverman, G. P., Hendricks, D. W., and Longsdon, G. S. (1985). “Removing giardia cysts with slow sand filtration. J. AWWA, 77(2), 53-60.