کاربرد صافی شنی تند خود شست و شو در تصفیه آب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار گروه بهداشت محیط- دانشکده بهداشت- دانشگاه علوم پزشکی همدان

چکیده

یکی از مهم‌ترین واحدهای یک تصفیه‌خانه آب، صافی شنی تند می‌باشد که بهره‌برداری از آن به دلیل مرحله شست و شوی معکوس دارای مشکلاتی است. در این طرح تحقیقاتی، برای حل مشکل یک صافی شنی تند با سیستم شست و شوی معکوس خودکار، طراحی و ساخته شد. سیستم شامل سه قسمت اصلی لوله سیفون برای شست و شوی معکوس و دو مخزن گالوانیزه می‌باشد. مخزن اول به عنوان صافی و مخزن دوم برای ذخیره‌سازی آب فیلتر شده (در رقوم ارتفاعی 2 متر) می‌باشد. آب خام ورودی به صافی پس از فیلتر شدن به مخزن ذخیره منتقل شده و پس از تغذیه آن از سیستم خارج می‌گردد. در ابتدای صافی‌سازی، افت فشار صافی پایین می‌باشد، ولی به دلیل گرفتن بستر توسط جامدات معلق، کم کم افزایش یافته و زمانی که به حد طراحی شده )1/2 متر( رسید، شست و شوی معکوس سیستم به صورت خودکار آغاز می‌گردد. اطلاعات اصلی برای طراحی سیستم از هیدرولیک سیفون‌ها و معیارهای طراحی صافی شنی تند انتخاب گردید. بعد از محاسبات لازم، صافی ساخته شده و در مدار بهره‌برداری قرار گرفت. برای مطالعات هیدرولیکی، حجم مشخصی از مخزن ذخیره در نظر گرفته شد و زمان مورد نیاز برای پر شدن این حجم توسط آب (در مرحله فیلتراسیون) و تخلیه آن (در مرحله شست و شوی معکوس) اندازه‌گیری شد. در مطالعات هیدرولیکی بار سطحی فیلتر (SOR) در حدود  (l/s 2/08-1/39) m3/m2/hr 5/7-5 انتخاب شده و جریان آب در سیفون در طی شست و شوی معکوس   l/s8/7 اندازه گیری شد. سیفون در حدود 4 تا 6 برابر جریان آب ورودی را از خود عبور می‌دهد. بنابراین یک فشار منفی در سیفون ایجاد می‌شود که باعث می‌گردد آب بالای بستر به صورت خودکار تخلیه شده و آب آبکشی بستر از طریق مخزن ذخیره که در ارتفاع واقع شده به زیر بستر منتقل و آن را شست و شوی معکوس نماید. بررسی سیستم نشان می‌دهد که از این سیستم، می‌توان به راحتی برای صاف کردن آب به خصوص برای اجتماعات با جمعیت پایین استفاده نمود. ساخت سیستم، سریع، ساده و ارزان بوده و به دلیل عدم کاربرد  هرگونه قطعه مکانیکی در آن و هم‌چنین عدم نیاز به کاربر به راحتی قابل استفاده در شرایط مختلف می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Self Cleaning Rapid Sand Filter in Water Treatment

نویسنده [English]

  • Ali Reza Rahmani
Assist.Prof. Department of Environmental Health-Faculty of Health, Hamedan University
چکیده [English]

Rapid sand filter is one of the most important units in the water treatment plants. It has some difficulties in operation such as backwashing. For the solving of this problem a rapid sand filter has designed and built with the self-cleaning backwashing system. This system consist of 3 main constituents; one galvanized siphon and two galvanized steel tanks. One of them is used for filtration and the other used for the storage of filtrated water in elevation for backwashing the system. Water enter from upside of the filter through the inlet pipe, and collected from the under drainage pipe. Then filter water conduct to the storage tank and exit from outlet pipe. In the beginning, the head loss was low, but because of bed clogging by suspended solids, it increases gradually to the designed head loss (1.2m). Then the system is outed of the service automatically and the backwash is began. The main data for the design of system selected from the hydraulic rules of siphons and rapid sand filter criteria. After essential calculations it was constructed and was started operation. For the hydraulic studies a known volume of storage tank was selected and the time needed for the fill (in filtration stage) and empty (in backwash stage) of water volume with volumetric method were measured. In hydraulic studies the filter surface rate (SOR) was selected about 5-7.5m3/m2/hr (1.39-2.08 lit/sec) and the flow of water in siphon, during the backwashing was measured 8.7 lit/sec. It can be seen that the siphon passes 4-6 times the inlet raw water thus a negative pressure will created in the siphon which causes the water above the sand bed to be discharged automatically and rinse water from elevated tank flow under the sand bed and back wash it. So according to this study self cleaning rapid sand filter is very useful for water filtration, especially in small population community. The construction of system is rapid, simple and economic.  

1- AWWA, ASCE, (1990). "Water Treatment Plant Design", 2th ed., USA: Mc Graw-Hill, 145 - 192.

2- Kawamura, S., (2000). "Water Treatment Facilities", 2th ed., USA: John Wiley & Sons, 197 - 210.

3- Hammer, M.J., (1986). "Water and Wastewater Technology", 2th ed. Singapore:Prentice-Hall Inc, 245 - 251.

4- Salvato, J. A., (1992). "Environmental Engineering and Sanitation", 14th ed. USA: Wiley Interscience, 350 - 359.

5- Warren, V., Hammer, M.J., (1993). "Water Supply and Pollution  Control", 5th  ed. , USA: HarperCollins College Publishers, 360–393 .  

6- Corbitt, R.A., (1999). "Standard Handbook of Environmental Engineering", 2th ed. New York: Mc Graw-Hill.

7- Vigneswaran, S., and Visvanathan, C., (1995). "Water Treatment Processes", USA : CRC, 121 - 139.

8- American Water Work Association , (1995). "Water Treatment", 2rd ed. USA: American Water Work Association, 111 - 152.

9- American Water Work Association , (1990). "Water Quality and Treatment", 4th ed. USA: Mc Graw-Hill, 455 – 534 .

10- Giles. R.V., Evett., J.B, and Liu, Ch. (1994). "Fluid Mechanics and Hydraulics", 3rd ed, Schaum's Outline Series, MCGraw-Hill, 127.