فیلتر های رسوب گیر چگونه کار می کنند آرشیو مقالات

در واقع تمام فیلترهای رسوب گیر مبتنی بر کارتریج از الگوی "جریان شعاعی" که در شکل قابل مشاهده است، تبعیت می­کنند. در طرح جریان شعاعی، آب از میان دیواره فیلتر به درون هسته مرکزی، جریان می­ یابد. این سازمان بندی سطح تصفیه را فراهم می­کند که شامل تمام طول و محیط کارتریج است. فیلتر مشاهده شده در بالا یک فیلتر "عمق" است. فیلترهای پیلیسه دار حتی سطوح فیلتراسیون بالاتری را فراهم می­کنند.

تصفیه آب اهداف مختلفی دارد. برخی از آن­ها به منظور حذف مواد شیمیایی از آب طراحی شده اند. برخی دیگر آلاینده­ های فلزی یا "جامدات حل شده" یا ذرات باردار را حذف می­کنند. 

این مقاله در مورد فیلترهایی است که جامدهای رسوبی که متنوعاً تیرگی، رسوب یا تجمع ذرات، خوانده می­شوند.

به اصطلاح عمومی این فیلترها قطعات غربالی هستند. درست شبیه سبدهایی اند که ذراتی را که برای عبور از منافذشان بزرگ هستند، گرفته و نگه می­دارند.

 

فیلترهای شستشوی معکوس بزرگی وجود دارند که این عمل را انجام می­دهند. آن­ها از بسترهای واسط طبیعی مانند شن، لعل و آنتراسیت برای تصفیه ذرات نامطلوب مانند زنگ آهن و کثیفی به سمت بیرون، استفاده می­کنند. نسخه های جدیدتر معمولا بر واسط­ه ای خاص طراحی و ساخته شده با نام­های تجاری ChemSorb, or Micro Z to catch برای گرفتن ذرات، اعتماد می­کنند. زمانی که ذرات در بستر به دام افتادند، با به جریان انداختن آب از پشت از میان بستر محیط به منظور شستشوی ذرات ناخواسته به سمتت بیرون، فیلتر شستشوی معکوس می­شود.

هر چند که این مقاله بیشتر در مورد فیلترهای مدل کارتریجی است تا فیلترهای شستشوی معکوس. کارتریج ­ها برای آیتم ­های که بیشتر بخش­ های آن یکبار مصرف اند، هستند. به جز در موارد نادری، آن­ها شستشوی معکوس نمی­شوند. تا زمانی که متوقف شوند استفاده می­شوند، سپس دور انداخته می­شوند. کارتریج ­های خاصی می­توانند تمیز شده و مجددا استفاده شوند که در مورد آن­ها بعدا بیشتر صحبت می­شود.

 

رتبه بندی فیلترها بر اساس کارایی رد کردن آن­ها

اسمی، مطلق و بتا

این طبقه بندی­ها معمولا در اندازه میکرون بیان شده اند. میکرون یک مقیاس استاندارد است که توسط سازندگان فیلتر استفاده می­شود. قطر موی انسان در حدود 90 میکرون است. فیلترهای رسوب گیر برای گرفتن ذرات 3001/ استفاده می­شود.

به اکثر فیلترهای رسوب گیر توسط سازندگان شان رتبه هایی که کارایی آن­ها در حذف ذرات را تا اندازه خاصی توصیف می­کند، اختصاص داده می­شود. رایج ترین این­ها " اسمی" و "مطلق" هستند. 

 

اسمی: بر اساس سازمان کیفیت آب به این مفهوم است که فیلتر حداقل 85% از ذراتی را با اندازه ای که برای آن رتبه بندی شده اند، به بیرون فیلتر خواهد کرد. به عبارت دیگر، فیلتری که به صورت 1 میکرون اسمی رتبه بندی شده است انتظار می­رود که 85% ذراتی که اندازه 1میکرون یا بیشتر دارند را از آب عبوری برداشت می­کند. 

 

مطلق: از لحاظ تئوری به این معناست که تمام ذرات با سایز خاص را فیلتر خواهد کرد. انتظار معمول رد کردن log-3 یا 99% است. رتبه بندی­ های مطلق معمولا برای فیلترهای کیپ­ تر مورد استفاده قرار می­گیرند و برای اهدافی که در آن کارایی واقعا مهم است. برای مثال، اگر یک سازنده متعهد به حذف اکلای می­شود، کارایی تقریبی 85% به اندازه کافی خوب نیست. اگر شما به فیلتر اعتماد می­کنید، باید حداقل رتبه بندی مطلق log-3 و log-4 را انتظار داشته باشید. 

مشکلی که در مورد سیستم اسمی در برابر سیستم مطلق وجود دارد این است که در واقع هیچ استاندارد جهانی وجود ندارد که یکپارچگی آن­ها را تضمین دهد. برخی از سازندگان فیلترها برای مصارف غیر ضروری، برای مثال بایستی 70% دفع مناسب را برای یک فیلتر اسمی در نظر بگیرند. تعاریف از دیدگاه یک سازنده به سازنده دیگر فرق دارد و در واقع هیچ راه نهایی برای کاربر به منظور اثبات ادعا وجود ندارد.

 

نسبت بتا: با تناوب کمتری استفاده می­شود. نسبتی بین ذراتی که برگشت داده شدند و ذراتی که از فیلتر عبور کردند را برقرار می­کند. فرمول به صورت ذرات ورودی تقسیم بر ذرات خروجی، است. بنابراین هر چه نسبت بتا بالاتر باشد، بهتر است. نسبت بتای 1000 به این معنی است که فیلتر تنها هبه یک ذره در ازای 1000 ذره اجازه عبور می­دهد. نسبت بتای 100 به این معنی است که یک ذره در ازای 100 ذره عبور کرده است. بنابراین رتبه بندی 1000، ده برابر کارامد تر از رتبه بندی 100 است.فیلتری که با عملکرد مطلوب در یک عملیات، ممکن است در عملیات دیگر موثر نباشد. 

 

انواع فیلترهای رسوبی

سه دسته گسترده از کارتریج­های رسوبی، فیلترهای سطحی، فیلترهای عمقی و فیلترهای جذبی هستند. فیلترهای عمقی و سطحی رایج تر هستند. که بیشتر به این بستگی دارد که هدف شما از فیلتر چه چیزی است.

فیلترهای عمقی: به منظور تصفیه آب نیاز است که آب از دیواره ضخیم ماده فیلتر عبور کرده و تصفیه در میان عمق فیلتر انجام می­گیرد. برخی فیلترهای عمقی، در واقع ساختار به اصطلاح تراکم مدرج دارند به این مفهوم که همچنان که آب از میان دیواره فیلتر عبور می­کند، فیلتر جمع ­تر می­شود.  فیلترهای تراکم مدرج ذراتی را با اندازه های متنوع حذف می­کنند. قسمت­ های بیرونی ذرات بزرگ­تر و قسمت­ های درونی ذرات کوچک تر زا می­گیرد.

فیلترهای عمقی می­توانند از نوع زخم مارپیچی (نخ تابیده) یا از نوعی که ملت بلون melt blownخوانده می­شوند، باشند. فیلترهای عمقی از طیف متنوعی از مواد از جمله سرامیک، سلولز، پلی پروپیلین، فیبر آکریلیک، فیبر شیشه­ای و پلی استر، ساخته شده است.

فیلترهای سرامیکی فیلترهای عمقی بی نهایت کیپ از جنس سزامیک هستند. معمولا رتبه بندی مطلق داشته و به اندازه کافی برای بیرون راندن میکرواورگانیسم ها تنگ هستند.

 

فیلترهای سطحی:از صفحات نازک ساخته شدند به طوری که تنها سطح، ذرات را به دام می­اندازد. اینها به دلیل ساختار پلیسه ­ای آکاردیونی شکل خود، به طور معمول "فیلترهای پلیسه ای" خوانده می­شوند. ساختارهای پلیسه ­ای به طور شگفت انگیز منطقه سطحی بسیار بیشتری نسبت به فیلترهای عمقی به آن می ­بخشد. یکی از مزایای عالی اینها این است که قابل شستشو و استفاده مجدد بوده و بیشتر در اندازه­های میکرون بزرگ هستند 

 

به منظور مقایسه: فیلترهای عمقی ظرفیت نگهداری کثیفی بیشتری داشته و اگر تنوعی از اندازه ذرات در حال فیلتر شدن باشند، معمولا کارایی بیشتری دارند. فیلترهای سطحی پلیسه ­ای منطقه سطحی بزرگتری دارند بنابرای توانایی بیشتری برای تصفیه ذراتی با اندازه­های هم سان دارند. همانطور که ذکر شد می­توانند تمیز شده ومجددا استفاده شوند. فیلترهای پلیسه­ ای می­ توانند نقص عمق را با فراهم کردن منطقه سطحی بیشتر جبران کند.

 

فیلترهای جذبی: در حال رواج هستند. در هر دو شکل عمقی و پلیسه دار امکان ساخته شدن دارند. برخی از این فیلترها باردار بوده و بر فرآیندی به نام جذب الگتروجنبشی استوار است که آن­ها را مجاز می­کند میکرواورگانیسم­ها و مواد کلوئیدی با بار منفی که بسیار کوچک بوده و به راحتی از فیلترهای رایج  عبور می­کنند، جذب و حفظ کند. بنابراین فیلترهای جذبی می­توانند به شکل ساختار 2 میکرونی عبوری نسبتاً آسان ساخته شوند اما می­توانند ذرات بسیار کوچکتر از 2 میکرون که به راحتی از فیلترهای استاندارد عبور می­کنند را به دام بیندازد.  

 

سایر مسائل

سوالات معمول در مورد فیلترهای رسوب گیر شامل افت فشار، سرعت­ های جریان، فشارهای افتراقی و ناحیه فیلتر کلی می­باشد. این سوالات اغلب جواب مشخصی ندارند و کاربران فیلتر برای یافت بهترین شرایط خود از آزمون و خطا استفاده می­کنند.

به طور کلی، سرعت ­های جریان برای فیلترهای رسوب گیر بالاتر از فیلترهای واسط یا کربنی با همان اندازه برتر هستند. هر چه  فیلتر تنگ تر بوده، نرخ جریان پیشنهادی که می توانید روی آن حساب کنید، آهسته ­تر خواهد بود. یک سازنده، برای مثال این بیشینه سرعت ­های جریان را برای کارتریج­ های فیلتر پلیسه­ ای 9.75" X 2.5" خود ارئه می­دهد. 

کارتریج­ های کربنی در همان اندازه معمولا در بیشینه سرعت جریانgpm 1 رتبه بندی شده­اند و اگر حذف مواد شیمیایی جدی مورد انتظار باشد، توصیه آهسته تر خواهد بود.

 

فشار افتراقی: تفاوت بین فشار آب ورودی به فیلتر و خروجی از آن را اندازه­ گیری می­کند. البته فاصله بین این دو، برداشت ذرات توسط فیلتر را از آب، افزایش می­دهد. تفاوت فشار ابتدایی به این مفهوم است که مقاومت کمی در مقابل جریان دارد. این یک ویژگی مطلوب در اکثر فیلترهای خانگی است.

منطقه سطحی فیلتر یک فاکتور مهم است. همانطور که ذکر شد، فیلترهای پلیسه­ ای منطقه سطحی بیشتری نسبت به فیلترهای عمقی دارند. منطقه افزایش یافته ظرفیت نگهداری بالا و نیز مقاومت کمتری را به جریان موجب می­شود. 

کدام یک بهتر است؟

برای بسیاری از کاربردهای تصفیه خانگی درواقع هر مدلی می­تواند مطلوب عمل کند.

برای مثال، یک رسوب گیر رشته زخم 5 میکرونی فیلتر مرسوم انتخابی به عنوان پیش فیلتر برای واحد اسمز معکوس خانگی است. که برای هدف ما؛ محافظت از فیلتر کربنی یا غشای رو از مواد باقیمانده و کثیفی­ ها، کاملا خوب عمل می­کند. شما می­ توانید آن را با یک فیلتر 10 میکرونی جایگرین کنید یا اگر آب تمیز باشد با یک فیلتر 1 میکرونی و واحد رو می­تواند به خوبی در بیشتر موقعیت­ ها عمل کند. 

 

هر چند که مواردی وجود دارند که فیلترها قابل تعویض نیستند و همانطور که نشان داده شد، یافت آنچه برای دستگاه شما مناسب است، در واقع موضوع آزمون و خطاست. برخی مواقع تغییر از یک مدل یا از یک رتبه بندی میکرون به دیگری به شدت کارایی را متاثر می­کند. برخی کاربران  قسم می­خورند که یک مدل یا دیگری تنها چیزی است که در کاربرد آن­ها عالی عمل می­کند.

 

برخی ارقام سرعت جریان

در اینجا برخی سرعت­ های جریان ماکزیمم برای 4 اندازه رایج کارتریج ­ها در سری­های مشهور Flow Max پیشنهاد شده است. این­ها کارتریج ­های پلیسه­ ای (5 میکرونی و بزرگتر) قابل شستشو و استفاده مجدد هستند. 

 

Micron Rating	2.5 X 9.75	2.5 X 20	4.5 X 10	4.5 X 20
1 Absolute مطلق	3	6	8	12
0.35 Nominal اسمی	4	8	9	13
1 Nominal	4	8	10	15
5 Nominal	7	14	15	25
20 Nominal	8	16	15	25
50 Nominal	10	20	15	25