فيلتر كارتريج (Cartridge Filters)چيست؟

فيلترهاي كارتريج معمولاً در جايي كه ميزان مواد معلق در سيال (آب، شربت و...) كمتر از 100PPM باشد مورد استفاده قرار مي گيرند. اين فيلترها غالباً در پيش تصفيه سيستمهاي اسمز معكوس (RO)، پركنهاي صنايع غذايي و دارويي و نظاير آن به عنوان فيلتر شفاف ساز نهايي (Polishing Filter) به كار مي روند.

ساير كاربردهاي اين فيلترها عبارتند از:

- پيش تصفيه RO (RO Pretreatment)
- خطوط توليد موادشيميايي (Chemicals)
- صنايع نوشيدني و نوشابه سازي (Beverages)
- صنايع حلالها (Solvents)
- هواي فشرده (Compressed Air)
- صنايع آرايشي و بهداشتي (غير مجاز مي باشدmetics)
- صنايع الكل سازي (Alcohol)
- آب تغذيه بويلرها (Boiler Feed Water)

فيلتر كارتريج صنعتي معمولاً در سايز هاي 20 اينچ، 30 اينچ و 40 اينج ساخته مي شوند. هوزينگ هاي استنلس استيل در كارتريج فيلتر ها، بيشتر در صنايع غذايي، صنايع داروسازي و صنايع نظامي كاربرد دارند. كليه قسمتهاي كارتريج فيلترهاي مورد استفاده در خط توليد داروسازي معمولاٌ قابل باز شدن و پياده شدن مي باشند تا به راحتي بتوان آن را شستشو داد و تميز نمود.
فيلترهاي كارتريج اسفنجي يا اليافي پس از يك مدت كاركرد، با حذف مواد معلق در آب، كم كم دچار گرفتگي مي شوند. هر چقدر مواد معلق موجود در آب (TSS) بيشتر باشند، اين گرفتگي زودتر اتفاق مي افتد و فيلتر كارتريج زودتر بايستي تعويض گردد.

نحوه تشخيص گرفتگي فيلترهاي كارتريج:

 اگر بدنه فيلتر كارتريج شفاف باشد (هوزينگ شفاف) ، بعضاٌ بازرسي و تشخيص چشمي شاده ترين راه براي تشخيص گرفتگي المان كارتريج فيلتر مي باشد. اما در فيلترهاي كارتريج با بدنه غير شفاف، دو راه براي تشخيص گرفتگي فيلتر وجود دارد.
الف-نصب فشارسنج از قبل و بعد از كارتريج فيلتر و جمع بندي در مورد اختلاف فشار قبل و بعد از فيلتر
ب-اندازه گيري دبي قبل و بعد از هوزينگ كارتريج كه با افت ميزان دبي، متوجه گرفتگي فيلتر خواهيم شد.

نحوه رفع گرفتگي فيلترهاي كارتريج تصفيه آب:

در سيستم هاي كوچك صنعتي و نيز دستگاههاي تصفيه آب خانگي، بهترين كار تعويض فيلتر كارتريج ميكروني (اعم از اليافي يا رشته اي)مي باشد.
در سيستمهاي بزرگ صنعتي، امكان بك واش كارتريج فيلترها با دبي حدوداٌ دو برابر دبي نرمال وجود دارد. همچنين در برخي منابع استفاده از محلول اسيدي جهت شستشوي معكوس فيلترهاي ميكروني يا فيلتر كارتريج ها را مطرح نموده اند. در اين موارد محفظه يا بدنه فيلتر (فيلتر هوزينگ) حتماٌ بايستي از جنس استنلس استيل يا PP يا PVC باشد و اين روش جهت فيلترهاي با بدنه كربن استيل و پوشش اپوكسي پيشنهاد نمي گردد.

فيلترهاي كارتريج استنلس استيل:

در صنايع دارويي، غذايي، نظامي و دفاعي، استفاده از فيلترهاي كارتريج و نيز بدنه فيلتر كارتريج از جنس استنلس استيل 316 و يا استنلس استيل 304 بسيار متعارف مي باشد. اين فيلترها در اشكال مختلف و اندازه هاي مختلف 10 اينچ، 20 اينچ، 30 اينچ و 40 اينچ ساخته مي شوند. در شكل هاي زير چندين نمونه به همراه نقشه شماتيك و ابعاد آنها نشان داده شده است. از انواع مختلف محفظه هاي فيلتر كارتريج استنلس استيل از ويژگي هاي مهم فيلترهاي كارتريج استنلس استيل، مقاومت آنها در دماي بالا (تا 120درجه سانتي گراد) و تحمل فشاركاري بالا مي باشد. همچنين اين فيلترها قابل شستشو مي باشند و اين ويژگي معمولاٌ هزينه بالاي آنرا توجيه مي نمايد. چرا كه زمان تعويض كارتريج فيلترهاي استنلس استيل طولاني گشته و هزينه نگهداري كاهش مي يابد.

فيلتر كارتريج (Cartridge Filters)چيست؟

فيلترهاي كارتريج معمولاً در جايي كه ميزان مواد معلق در سيال (آب، شربت و...) كمتر از 100PPM باشد مورد استفاده قرار مي گيرند. اين فيلترها غالباً در پيش تصفيه سيستمهاي اسمز معكوس (RO)، پركنهاي صنايع غذايي و دارويي و نظاير آن به عنوان فيلتر شفاف ساز نهايي (Polishing Filter) به كار مي روند.

ساير كاربردهاي اين فيلترها عبارتند از:

- پيش تصفيه RO (RO Pretreatment)
- خطوط توليد موادشيميايي (Chemicals)
- صنايع نوشيدني و نوشابه سازي (Beverages)
- صنايع حلالها (Solvents)
- هواي فشرده (Compressed Air)
- صنايع آرايشي و بهداشتي (غير مجاز مي باشدmetics)
- صنايع الكل سازي (Alcohol)
- آب تغذيه بويلرها (Boiler Feed Water)

فيلتر كارتريج صنعتي معمولاً در سايز هاي 20 اينچ، 30 اينچ و 40 اينج ساخته مي شوند. هوزينگ هاي استنلس استيل در كارتريج فيلتر ها، بيشتر در صنايع غذايي، صنايع داروسازي و صنايع نظامي كاربرد دارند. كليه قسمتهاي كارتريج فيلترهاي مورد استفاده در خط توليد داروسازي معمولاٌ قابل باز شدن و پياده شدن مي باشند تا به راحتي بتوان آن را شستشو داد و تميز نمود.
فيلترهاي كارتريج اسفنجي يا اليافي پس از يك مدت كاركرد، با حذف مواد معلق در آب، كم كم دچار گرفتگي مي شوند. هر چقدر مواد معلق موجود در آب (TSS) بيشتر باشند، اين گرفتگي زودتر اتفاق مي افتد و فيلتر كارتريج زودتر بايستي تعويض گردد.

نحوه تشخيص گرفتگي فيلترهاي كارتريج:

 اگر بدنه فيلتر كارتريج شفاف باشد (هوزينگ شفاف) ، بعضاٌ بازرسي و تشخيص چشمي شاده ترين راه براي تشخيص گرفتگي المان كارتريج فيلتر مي باشد. اما در فيلترهاي كارتريج با بدنه غير شفاف، دو راه براي تشخيص گرفتگي فيلتر وجود دارد.
الف-نصب فشارسنج از قبل و بعد از كارتريج فيلتر و جمع بندي در مورد اختلاف فشار قبل و بعد از فيلتر
ب-اندازه گيري دبي قبل و بعد از هوزينگ كارتريج كه با افت ميزان دبي، متوجه گرفتگي فيلتر خواهيم شد.

نحوه رفع گرفتگي فيلترهاي كارتريج تصفيه آب:

 در سيستم هاي كوچك صنعتي و نيز دستگاههاي تصفيه آب خانگي، بهترين كار تعويض فيلتر كارتريج ميكروني (اعم از اليافي يا رشته اي)مي باشد.
در سيستمهاي بزرگ صنعتي، امكان بك واش كارتريج فيلترها با دبي حدوداٌ دو برابر دبي نرمال وجود دارد. همچنين در برخي منابع استفاده از محلول اسيدي جهت شستشوي معكوس فيلترهاي ميكروني يا فيلتر كارتريج ها را مطرح نموده اند. در اين موارد محفظه يا بدنه فيلتر (فيلتر هوزينگ) حتماٌ بايستي از جنس استنلس استيل يا PP يا PVC باشد و اين روش جهت فيلترهاي با بدنه كربن استيل و پوشش اپوكسي پيشنهاد نمي گردد.

فيلترهاي كارتريج استنلس استيل:

در صنايع دارويي، غذايي، نظامي و دفاعي، استفاده از فيلترهاي كارتريج و نيز بدنه فيلتر كارتريج از جنس استنلس استيل 316 و يا استنلس استيل 304 بسيار متعارف مي باشد. اين فيلترها در اشكال مختلف و اندازه هاي مختلف 10 اينچ، 20 اينچ، 30 اينچ و 40 اينچ ساخته مي شوند. در شكل هاي زير چندين نمونه به همراه نقشه شماتيك و ابعاد آنها نشان داده شده است. از انواع مختلف محفظه هاي فيلتر كارتريج استنلس استيل از ويژگي هاي مهم فيلترهاي كارتريج استنلس استيل، مقاومت آنها در دماي بالا (تا 120درجه سانتي گراد) و تحمل فشاركاري بالا مي باشد. همچنين اين فيلترها قابل شستشو مي باشند و اين ويژگي معمولاٌ هزينه بالاي آنرا توجيه مي نمايد. چرا كه زمان تعويض كارتريج فيلترهاي استنلس استيل طولاني گشته و هزينه نگهداري كاهش مي يابد. 

فيلتر شني چيست و چگونه كار ميكند؟

فيلتر شني در تصفيه آب يكي از متداولترين و پركاربردترين دستگاهها مي باشد. اساس كار اين فيلترها، از طبيعت الهام گرفته شده است. در طبيعت، آب با عبور از لايه هاي مختلف خاك تصفيه مي گردد كه نهايتاً به صورت چشمه يا چاه توسط انسان برداشت مي گردد. در فيلترهاي شني عمودي، آب با عبور از بستر فيلتر كه معمولاً از جنس سيليس (گراول) مي باشد، ذرات معلق خود را در لابلاي حفره هاي موجود در بستر جا گذاشته و آب زلال از پايين فيلتر جمع آوري مي گردد. 
بدنه فلزي صافي تحت فشار، استوانه اي شكل است كه بستري از شن را در بر مي گيرد. آبي كه بايد تصفيه شود، وارد قسمت بالايي صافي مي شود، از بستر صافي عبور مي كند و سپس در قسمت پايين صافي جمع آوري و به مصرف مي رسد. تجمع ذرات معلق در بستر صافي، عامل افزايش افت فشار آب طي عبور از صافي مي باشد. هرگاه افت فشار بيش از حد معين شد، صافي از مسير تصفيه خارج و شستشو مي شود. براي شستشوي صافي جريان آب معكوس مي گردد، تا ضمن منبسط شدن بستر، آلودگي هاي صافي زدوده شود.
در صورتي كه كدورت و مواد معلق آب زياد باشد، توصيه مي شود قبل از صافي شني، آلودگي هاي آب منعقد و در حوضچه هاي مناسب ته نشين شوند. سپس سرريز آب اين حوضچه ها از صافي شني عبور داده شود.
بايستي توجه داشت كه فيلتراسيون در فيلترهاي شني عمودي صرفاً يك فرايند فيزيكي بوده و تنها ميتواند باعث حذف كدورت (Turbidity) ناشي از حضور مواد معلق (SS) در آب گردد.

بكواش چيست؟

پس از گذشت مدت معين از عملكرد فيلتر، فيلترهاي شني نيازمند عمل شستشوي معكوس (Back Wash) مي باشند تا با عبور برعكس آب از فيلتر ، مواد معلق حذف شده در فيلتر از بستر شسته شده و بستر آماده استفاده مجدد گردد. عمل بكواش معمولاً به صورت دستي يا اتوماتيك بر حسب تعريف زماني ياتعريف اختلاف فشار (Differential Pressure) (∆P) توسط اپراتور به طور خودكار صورت مي گيرد. در صورتيكه بجاي يك نوع بستر، از دو يا چند نوع بستر استفاده شود، مثلاً تركيب سيليس و آنتراسيت يا سيليس و آنتراسيت و گارنت (Garnite)، به اين فيلترها به ترتيب Dual Media Filter و Multi Media Filter اطلاق مي گردد.

كاربردهاي فيلتر شني:

- پيش تصفيه واحدهاي تكميلي تصفيه آب نظير آب شرب، آب كولينگ تاورها، نيروگاهها و...
- تصفيه آب خام يا منبع چاه يا رودخانه
- تصفيه آب استخرهاي پرورش ماهي
- استفاده در شفاف سازي آب استخرها

طراحي فيلترهاي شني:

در طراحي فيلترهاي شني پارامترهاي مختلفي نظير سايز دانه بندي بستر، دماي آب، سايز ذرات معلق موجود در آب، تخلخل بستر، دبي آب عبوري و سرعت خطي جريان عبوري بايستي درنظر گرفته شوند. علاوه بر اين عوامل هيدروليكي، جهت طراحي ضخامت بدنه فيلتر و ميزان عمق جوشكاري و سايز منهولها، فشار و شرايط بهره برداري فيلترها نيز بايستي مدنظر باشد. 
- لازم به ذكر است كه فشار بيش از حد استاندارد (معمولا 8 اتمسفر )باعث بروز پديده شيارسازي (Channeling) در فيلتر مي گردد. 
طراحي فيلتر شني و فيلتر هاي چند بستره يك مجموعه كامل مي باشد. به اين مفهوم كه سايز ورودي و خروجي لوله هاي فيلتر شني، كيفيت و دانه بندي سيليس در فيلتر هاي شني، نازل هاي پخش كننده آب و نازل فيلتر شني در قسمت جمع آوري آب، ميزان هواي لازم در جهت بك واش در فيلتر شني سرعت خطي بارگذاري بستر فيلتر شني و ... همگي بايد به دقت طراحي، محاسبه و اجرا شوند تا يك فيلتر شني كارايي مناسب را در حذف مواد معلق، كاهش كدورت و حتي حذف تخم انگل و نماتد (Nematode) از آب آلوده يا فاضلاب آلوده داشته باشد. در اين زمينه استفاده از طراحي فيلتر شني و استاندارد هاي طراحي فيلتر شني ذكر شده در كتاب هاي معتبر تصفيه آب و تصفيه فاضلاب نظير كتاب دگرمونت (Degremont)، كتاب كارهاي آبي تأليف سيد قسيم (Water Works Engineering Planing, Design & Operation)، كتاب طراحي و راهبري جامع تاسيسات تصفيه آب تأليف سوسومو كاوامورا (Integrated Design And Operation OF Water Treatment Facilities) و كتاب استفاده مجدد از آب تأليف شركت متكف و ادي (Water Reuse: Issues, Technologies, and Applications) مي تواند بسيار راهگشا باشد.