مزیت های استفاده از فیلتر شنی در استخرها چیست؟

فیلتر شنی استخر یکی از رایج‌ترین و مؤثرترین سیستم‌های تصفیه آب استخر است که با استفاده از بستر سیلیس ذرات معلق و آلودگی‌های فیزیکی آب را حذف کرده و به حفظ شفافیت و سلامت آب استخر کمک می‌کند. این فیلترها نقش حیاتی در چرخه تصفیه آب دارند. در این مقاله از پارسیان تابان استخر به مزایای این فیلترهای شنی میپردازیم.

فیلتر شنی استخر چیست و چه کاربردی دارد؟

فیلتر شنی استخر قلب سیستم تصفیه فیزیکی آب استخر محسوب می‌شود. این دستگاه شامل یک مخزن بزرگ است که با لایه‌هایی از سیلیس یا ماسه مخصوص با دانه‌بندی‌های متفاوت پر شده است. هدف اصلی فیلتر شنی حذف ذرات معلق آلودگی‌های فیزیکی برگ‌ها حشرات ریز و سایر ناخالصی‌هایی است که باعث کدر شدن آب استخر می‌شوند. آب استخر توسط پمپ مکش شده و با فشار از بستر سیلیس عبور می‌کند. ذرات معلق در بین دانه‌های سیلیس به دام افتاده و آب تمیز به استخر بازگردانده می‌شود. این فرآیند تصفیه فیزیکی اولین خط دفاعی برای داشتن آبی شفاف و بهداشتی است و کارایی مواد شیمیایی تصفیه مانند کلر را نیز افزایش می‌دهد.

بیشتر بخوانید: پمپ آب استخر

نحوه عملکرد فیلتر شنی استخری

عملکرد فیلتر شنی بر اساس اصل فیلتراسیون عمقی استوار است. آب آلوده استخر از طریق لوله ورودی وارد قسمت بالای مخزن فیلتر می‌شود و تحت فشار پمپ به سمت پایین و از میان بستر ماسه سیلیسی حرکت می‌کند. ذرات معلق و آلودگی‌ها در حین عبور آب در فضای بین دانه‌های سیلیس گیر کرده و به دام می‌افتند. دانه‌های سیلیس با لبه‌های تیز خود سطح وسیعی برای به دام انداختن این ذرات فراهم می‌کنند. آب تصفیه شده پس از عبور از کل بستر سیلیس و شبکه جمع‌آوری کننده (Underdrain) در کف مخزن از طریق لوله خروجی به شیر چندراهه و سپس به سیستم گرمایش (در صورت وجود) و در نهایت به استخر باز می‌گردد. با گذشت زمان و تجمع آلودگی‌ها در بستر سیلیس جریان آب کندتر شده و فشار داخل مخزن افزایش می‌یابد که نشان‌دهنده نیاز به شستشوی معکوس یا بک‌واش است.

مزایای فیلتر شنی استخر

فیلترهای شنی استخر به دلیل سادگی کارایی بالا و هزینه نگهداری نسبتاً پایین یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها برای تصفیه آب استخرها هستند. از مهم‌ترین مزایای آن‌ها می‌توان به توانایی حذف مؤثر طیف وسیعی از ذرات معلق از جمله گرد و غبار جلبک‌ها و سایر آلودگی‌های فیزیکی اشاره کرد که منجر به آبی شفاف و زلال می‌شود. دوام و طول عمر بالای بستر سیلیس (معمولاً بین ۵ تا ۱۰ سال) یکی دیگر از مزیت‌های کلیدی است که نیاز به تعویض مکرر فیلتر را از بین می‌برد. همچنین فرآیند نگهداری و تمیز کردن این فیلترها که عمدتاً شامل عملیات بک‌واش (شستشوی معکوس) است بسیار ساده بوده و توسط کاربر قابل انجام است. هزینه اولیه خرید و نصب فیلترهای شنی نیز معمولاً نسبت به سایر سیستم‌های فیلتراسیون مشابه کمتر است.

معایب فیلتر شنی استخری

با وجود مزایای فراوان فیلترهای شنی استخر دارای محدودیت‌ها و معایبی نیز هستند که باید در نظر گرفته شوند. یکی از اصلی‌ترین معایب عدم توانایی آن‌ها در حذف ذرات بسیار ریز (مانند برخی باکتری‌ها یا آلودگی‌های محلول) به تنهایی است؛ هرچند استفاده از مواد کمکی مانند منعقدکننده‌ها می‌تواند این کارایی را بهبود بخشد. فرآیند بک‌واش که برای تمیز کردن بستر سیلیس انجام می‌شود مستلزم هدر رفت مقدار قابل توجهی آب استخر است که باید مجدداً جایگزین شود. همچنین در صورت عدم نگهداری صحیح و بک‌واش منظم ممکن است پدیده‌ای به نام Channeling (ایجاد مسیرهای عبور آب در بستر سیلیس بدون تماس با تمام ذرات) رخ دهد که کارایی فیلتر را به شدت کاهش می‌دهد. وزن و حجم بالای سیلیس مورد نیاز برای پر کردن مخزن نیز می‌تواند در حمل و نقل و نصب مشکل‌ساز باشد.

اجزا و تجهیزات فیلترشنی استخر

فیلتر شنی استخر از چندین بخش اصلی تشکیل شده که هر یک نقش مهمی در فرآیند تصفیه ایفا می‌کنند. جزء اصلی مخزن فیلتر است که معمولاً از فایبرگلاس پلی‌اتیلن یا فلز ساخته شده و فشار بالای آب را تحمل می‌کند. داخل مخزن بستر فیلتر قرار دارد که از لایه‌های مختلف سیلیس یا ماسه فیلتراسیون با دانه‌بندی‌های متفاوت تشکیل شده است؛ دانه‌های درشت‌تر در پایین و ریزتر در بالا. در کف مخزن سیستم جمع‌آوری کننده یا Underdrain وجود دارد که آب تصفیه شده را جمع‌آوری کرده و از خروج سیلیس جلوگیری می‌کند. روی فیلتر شیر چندراهه (Multi-port Valve) نصب می‌شود که کنترل وضعیت‌های مختلف عملکردی مانند فیلتر بک‌واش آبکشی (Rinse) تخلیه (Waste) چرخش (Recirculate) و بسته (Closed) را بر عهده دارد. همچنین یک فشارسنج (Pressure Gauge) روی شیر یا مخزن نصب می‌شود که فشار داخل فیلتر را نشان داده و زمان مناسب برای بک‌واش را مشخص می‌کند.

انواع سنگ سیلیس موجود در طبیعت

سنگ سیلیس (SiO2) ماده اصلی تشکیل‌دهنده بستر فیلتر شنی است و در طبیعت به اشکال مختلفی یافت می‌شود. برای فیلتراسیون استخر از سیلیس با خلوص بالا و دانه‌بندی استاندارد استفاده می‌شود. انواع سیلیس مورد استفاده معمولاً شامل سیلیس با دانه‌بندی درشت (به عنوان لایه زیرین برای حمایت از لایه‌های بالایی و بهبود زهکشی) سیلیس با دانه‌بندی متوسط و سیلیس با دانه‌بندی ریز (به عنوان لایه اصلی فیلتراسیون که بیشترین سطح تماس با آب و به دام انداختن ذرات را دارد) هستند. علاوه بر سیلیس طبیعی از مواد دیگری مانند سیلیس شیشه‌ای (از شیشه بازیافتی) یا زئولیت نیز به عنوان بستر فیلتر استفاده می‌شود که ممکن است کارایی فیلتراسیون و عمر مفید متفاوتی داشته باشند. کیفیت و دانه‌بندی صحیح سیلیس نقش حیاتی در عملکرد بهینه فیلتر دارد.

انواع فیلتر شنی استخر

فیلترهای شنی استخر را می‌توان بر اساس معیارهای مختلفی دسته‌بندی کرد. یکی از دسته‌بندی‌ها بر اساس سرعت جریان آب در بستر فیلتر است که به دو نوع فیلتر شنی آرام و فیلتر شنی تند تقسیم می‌شوند. دسته‌بندی دیگر بر اساس جنس بدنه مخزن است که شامل فیلترهای با بدنه فلزی و فیلترهای با بدنه FRP (فایبرگلاس تقویت شده با پلیمر) می‌شود. هر یک از این انواع دارای ویژگی‌ها مزایا و معایب خاص خود هستند و برای کاربردهای مختلفی (مانند استخرهای خصوصی عمومی پارک‌های آبی و …) مناسب می‌باشند. انتخاب نوع فیلتر بستگی به عواملی نظیر حجم استخر سرعت پمپ فضای موجود و بودجه دارد.

فیلتر شنی آرام

فیلترهای شنی آرام (Slow Sand Filters) معمولاً در مقیاس بزرگ و برای تصفیه آب آشامیدنی یا استخرهای عمومی بسیار بزرگ استفاده می‌شوند اگرچه کاربرد آن‌ها در استخرهای خصوصی کمتر رایج است. این فیلترها با سرعت جریان بسیار پایین آب از میان بستر ضخیمی از ماسه ریز کار می‌کنند. ویژگی اصلی آن‌ها تشکیل یک لایه بیولوژیکی فعال (Schmutzdecke) روی سطح ماسه است که علاوه بر ذرات فیزیکی می‌تواند برخی باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها را نیز به دام بیندازد. نگهداری این فیلترها شامل حذف دوره‌ای لایه سطحی و جایگزینی ماسه است و برخلاف فیلترهای شنی تند عملیات بک‌واش به روش معمول در آن‌ها انجام نمی‌شود. ابعاد این فیلترها معمولاً بزرگتر از فیلترهای تند با ظرفیت مشابه است.

فیلتر شنی تند

فیلترهای شنی تند (Rapid Sand Filters) رایج‌ترین نوع فیلتر شنی مورد استفاده در استخرهای خصوصی و بسیاری از استخرهای عمومی هستند. این فیلترها با سرعت جریان آب بسیار بالاتری نسبت به فیلترهای آرام کار می‌کنند و برای حذف مؤثر ذرات معلق فیزیکی طراحی شده‌اند. بستر فیلتر در این نوع معمولاً از لایه‌هایی با دانه‌بندی متفاوت سیلیس یا سایر مدیاها تشکیل شده است. نگهداری اصلی فیلترهای شنی تند از طریق عملیات بک‌واش انجام می‌شود که در آن جهت جریان آب معکوس شده و آلودگی‌های به دام افتاده از بستر سیلیس خارج و به فاضلاب هدایت می‌شوند. این فیلترها به دلیل ابعاد کوچکتر نسبت به فیلترهای آرام با ظرفیت مشابه و سهولت نگهداری (بک‌واش) محبوبیت بیشتری دارند.

فیلتر شنی بدنه ی فلزی

فیلترهای شنی با بدنه فلزی معمولاً از جنس فولاد کربنی با پوشش اپوکسی یا گالوانیزه برای مقاومت در برابر خوردگی ساخته می‌شوند. این نوع فیلترها به دلیل استحکام بالا قادر به تحمل فشارهای عملیاتی بالاتری نسبت به فیلترهای FRP هستند. به همین دلیل اغلب در کاربردهای صنعتی تصفیه آب با حجم بالا یا سیستم‌هایی که نیاز به فشار پمپ قوی دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند. از مزایای آن‌ها می‌توان به دوام و مقاومت مکانیکی بسیار بالا اشاره کرد. با این حال وزن سنگین‌تر حساسیت بالقوه به خوردگی در صورت آسیب دیدن پوشش محافظ و هزینه بالاتر نسبت به مدل‌های FRP از جمله معایب آن‌ها محسوب می‌شود. نصب و جابجایی این فیلترها نیز به دلیل وزن زیاد ممکن است دشوارتر باشد.

فیلتر شنی بدنه یFRP

فیلترهای شنی با بدنه FRP (Fiberglass Reinforced Polymer) یا فایبرگلاس تقویت شده با پلیمر رایج‌ترین نوع فیلتر شنی در استخرهای خصوصی و عمومی کوچک و متوسط هستند. بدنه این فیلترها از الیاف شیشه و رزین پلیمری ساخته شده که آن‌ها را بسیار سبک مقاوم در برابر خوردگی و مواد شیمیایی استخر می‌سازد. نصب و حمل و نقل فیلترهای FRP به مراتب آسان‌تر از مدل‌های فلزی است. این فیلترها برای فشارهای کاری استاندارد سیستم‌های فیلتراسیون استخر طراحی شده‌اند و عمر مفید بالایی دارند. اگرچه ممکن است حداکثر فشار قابل تحمل آن‌ها کمتر از فیلترهای فلزی باشد اما برای اکثر کاربردهای استخری کاملاً مناسب و مقرون به صرفه هستند. تنوع طرح و اندازه در فیلترهای FRP نیز بسیار زیاد است.

نکات نگهداری فیلتر شنی استخری

نگهداری صحیح فیلتر شنی برای اطمینان از عملکرد بهینه و افزایش طول عمر آن ضروری است. مهم‌ترین اقدام نگهداری انجام منظم عملیات بک‌واش (شستشوی معکوس) است که زمان آن با مشاهده افزایش ۱۰-۸ PSI در فشارسنج نسبت به فشار تمیز اولیه مشخص می‌شود. همچنین بازرسی دوره‌ای شیر چندراهه برای اطمینان از عملکرد صحیح آن و عدم نشتی اهمیت دارد. بررسی وضعیت سیلیس داخل مخزن و اطمینان از عدم کلوخه شدن یا Channeling نیز توصیه می‌شود. در صورت نیاز سطح سیلیس باید تنظیم شده و در زمان مناسب (معمولاً هر ۵ تا ۱۰ سال) کل سیلیس تعویض گردد. تمیز نگه داشتن اطراف فیلتر و محافظت از آن در برابر عوامل محیطی مانند نور مستقیم خورشید یا یخ‌زدگی در فصول سرد نیز بخشی از نگهداری است.

بک واش (back wash) فیلترهای شنی

بک‌واش یا شستشوی معکوس فرآیندی حیاتی برای تمیز کردن بستر سیلیس در فیلترهای شنی تند است. هنگامی که آلودگی‌ها در بستر سیلیس تجمع می‌یابند جریان آب کند شده و فشار فیلتر افزایش می‌یابد. در عملیات بک‌واش جهت جریان آب در فیلتر معکوس می‌شود؛ یعنی آب از پایین وارد مخزن شده از میان بستر سیلیس به سمت بالا عبور کرده و ذرات به دام افتاده را سست و با خود حمل می‌کند. این آب آلوده از طریق لوله جداگانه‌ای در شیر چندراهه به سمت فاضلاب هدایت می‌شود. مدت زمان بک‌واش معمولاً تا زمانی که آب خروجی شفاف شود (که می‌توان از طریق یک نشانگر شفاف روی شیر مشاهده کرد) ادامه می‌یابد. پس از بک‌واش معمولاً مرحله کوتاهی به نام Rinse (آبکشی) برای نشست مجدد بستر سیلیس و خروج آب کدر اولیه انجام می‌شود.

نحوه تعویض ماس در فیلتر شنی

سیلیس یا ماسه فیلتر شنی با گذشت زمان به دلیل تجمع مواد آلی چربی‌ها و رسوبات معدنی کارایی خود را از دست می‌دهد و ممکن است کلوخه شود یا لبه‌های تیز دانه‌ها فرسوده شوند. معمولاً توصیه می‌شود سیلیس فیلتر شنی هر ۵ تا ۱۰ سال یک بار تعویض شود. فرآیند تعویض شامل تخلیه کامل آب از مخزن فیلتر باز کردن دریچه یا شیر تخلیه در پایین مخزن (در صورت وجود) یا باز کردن شیر چندراهه و جدا کردن اتصالات لوله‌کشی است. سپس سیلیس قدیمی از بالای مخزن خارج می‌شود که می‌تواند فرآیندی زمان‌بر و سنگین باشد. پس از تمیز کردن داخل مخزن سیلیس جدید با دانه‌بندی‌های صحیح و به ترتیب مناسب (درشت در پایین ریز در بالا) داخل مخزن ریخته می‌شود. در نهایت مخزن مجدداً مونتاژ و آبگیری شده و قبل از راه‌اندازی مجدد سیستم فیلتراسیون عملیات بک‌واش و آبکشی انجام می‌شود.

نکات خرید فیلتر شنی استخر

انتخاب فیلتر شنی مناسب برای استخر نیازمند در نظر گرفتن چندین عامل کلیدی است. اولین و مهم‌ترین عامل حجم استخر است که تعیین‌کننده ظرفیت فیلتر مورد نیاز است. دبی (نرخ جریان) پمپ استخر نیز باید با ظرفیت فیلتر هماهنگ باشد؛ فیلتر باید توانایی تحمل دبی پمپ را داشته باشد. جنس بدنه فیلتر (FRP یا فلزی) باید متناسب با شرایط محیطی و فشار کاری انتخاب شود. نوع و کیفیت شیر چندراهه (معمولاً ۶ حالته) نیز در سهولت استفاده و دوام فیلتر مؤثر است. ابعاد فیلتر و فضای موجود برای نصب آن نیز باید در نظر گرفته شود. همچنین توجه به برند سازنده گارانتی و خدمات پس از فروش می‌تواند در اطمینان از کیفیت و پشتیبانی محصول کمک‌کننده باشد.

نصب فیلتر شنی استخر

نصب فیلتر شنی استخر شامل چندین مرحله است که باید با دقت انجام شود. ابتدا محل مناسبی برای قرارگیری فیلتر انتخاب می‌شود که نزدیک به استخر و پمپ باشد دسترسی به آن آسان باشد و امکان اتصال به سیستم لوله‌کشی و فاضلاب برای بک‌واش وجود داشته باشد. فیلتر باید روی یک سطح صاف و محکم (مانند سکوی بتنی) قرار گیرد. سپس مخزن فیلتر با لایه‌های سیلیس با دانه‌بندی مناسب پر می‌شود. پس از آن شیر چندراهه روی دهانه بالای مخزن نصب و محکم می‌شود. اتصالات لوله‌کشی از پمپ به ورودی فیلتر (Port با برچسب Pump) و از خروجی فیلتر (Port با برچسب Return) به خط برگشت آب استخر انجام می‌شود. لوله فاضلاب نیز به Port با برچسب Waste/Backwash متصل می‌گردد. پس از اتمام اتصالات و اطمینان از عدم نشتی سیستم آماده آبگیری و راه‌اندازی اولیه (شامل بک‌واش و آبکشی) است.

قیمت فیلتر شنی استخر

قیمت فیلترهای شنی استخر بسته به عوامل مختلفی متغیر است. اصلی‌ترین عامل ظرفیت فیلتر است؛ فیلترهای با ظرفیت بالاتر که برای استخرهای بزرگتر طراحی شده‌اند قیمت بیشتری دارند. جنس بدنه فیلتر نیز بر قیمت تأثیرگذار است؛ معمولاً فیلترهای با بدنه فلزی (به ویژه اگر برای فشارهای بالا طراحی شده باشند) گران‌تر از مدل‌های FRP با ظرفیت مشابه هستند. برند سازنده و کیفیت ساخت نیز در تعیین قیمت نقش دارند؛ برندهای معتبر که از مواد با کیفیت و فناوری پیشرفته‌تر استفاده می‌کنند معمولاً محصولات گران‌تری عرضه می‌کنند. نوع شیر چندراهه و امکانات اضافی (مانند فشارسنج با کیفیت بالا) نیز می‌تواند بر قیمت نهایی تأثیر بگذارد. هزینه خرید سیلیس فیلتر نیز باید به قیمت فیلتر اضافه شود.

ساخت فیلتر شنی استخر

ساخت فیلتر شنی استخر یک فرآیند مهندسی است که نیازمند دقت بالا در طراحی و انتخاب مواد اولیه مناسب است. مخزن فیلتر باید بتواند فشار قابل توجهی را تحمل کند بنابراین جنس و ضخامت دیواره آن بسیار حیاتی است. سیستم داخلی جمع‌آوری کننده آب (Underdrain) باید به گونه‌ای طراحی شود که آب را به طور یکنواخت جمع‌آوری کرده و از خروج ذرات سیلیس جلوگیری کند. شیر چندراهه نیز یک جزء پیچیده است که نیاز به آب‌بندی دقیق و مکانیزم تغییر وضعیت مطمئن دارد. بستر فیلتر باید با لایه‌های سیلیس با دانه‌بندی دقیق و به ترتیب صحیح پر شود تا فیلتراسیون مؤثر انجام پذیرد. فرآیندهای تولید صنعتی این فیلترها شامل قالب‌گیری بدنه (برای FRP) جوشکاری و پوشش‌دهی (برای فلزی) ساخت قطعات داخلی و مونتاژ دقیق است. تلاش برای ساخت فیلتر شنی به صورت دست‌ساز برای استخرهای استاندارد به دلیل نیاز به تحمل فشار و دقت بالا در فیلتراسیون معمولاً توصیه نمی‌شود و ممکن است منجر به عملکرد نامناسب یا حتی خطرناک شود.

مزیت های استفاده از فیلتر شنی دست ساز استخری نسبت به مدلهای شرکتی چیست؟

مدل‌های دست‌ساز معمولاً مزیت عملکردی نسبت به شرکتی ندارند. مدل‌های شرکتی استاندارد ایمنی بالاتر دوام بیشتر کارایی تصفیه تضمین‌شده و اتصالات استاندارد را ارائه می‌دهند که در مدل‌های دست‌ساز کمتر یافت می‌شود.

سیلیس شیشه ای چیست؟

سیلیس شیشه‌ای نوعی بستر فیلتر است که از شیشه بازیافتی تولید می‌شود. دانه‌های آن صاف‌تر از سیلیس معمولی هستند ذرات ریزتری را به دام می‌اندازند کمتر کلوخه می‌شوند و ممکن است نیاز به بک‌واش کمتری داشته باشند.

چند بار باید فیلتر شنی تصفیه آب خود را تمیز کنم؟

فیلتر شنی با مشاهده افزایش فشار ۱۰-۸ PSI نسبت به فشار اولیه تمیز یا زمانی که آب استخر کدر می‌شود نیاز به بک‌واش دارد. فرکانس آن به میزان استفاده از استخر و حجم آلودگی بستگی دارد.

آیا فیلترهای شنی برای آب چاه مناسب هستند؟

بله فیلترهای شنی برای حذف ذرات معلق و رسوبات موجود در آب چاه مؤثر هستند. اما برای حذف آلودگی‌های محلول مانند آهن منگنز یا سختی بالا ممکن است نیاز به سیستم‌های تصفیه تکمیلی داشته باشند.

آیا فیلترهای شنی می توانند باکتری ها و ویروس ها را حذف کنند؟

خیر فیلترهای شنی عمدتاً ذرات فیزیکی را حذف می‌کنند. برای از بین بردن باکتری‌ها ویروس‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها نیاز به ضدعفونی‌کننده شیمیایی (مانند کلر) یا سیستم‌های مکمل مانند UV یا ازن است.