كيفية تصميم الفلاتر الرملية بمحطات معالجة المياة

فى هذا الموضوع سنتحدث عن تصميم الفلاتر الرملية  Sand filter

يمكنك اخذ معلومات تفصيلية حول الفلاتر الرملية عبر هذا الرابط

فلاتر المياه ذات الوسائط المتعددة- الفلاتر الرملية

الان هيا بنا لنبدأ سريعا وباختصار حول تصميم الفلاتر الرملية  Sand filter

كيفية تحديد حجم الفلتروحساب وزن الميديا المطلوب لملىء الفلتر الرملى:

بالنسبة لتحديد حجم الفلتر

المقصود مو تصميم الفلتر الرملى هو حساب قطره وارتفاعه ،وبالتالى حجمه ، القطر هو
ال Diameter ، والإرتفاع هو ال Height ، ويتم ذلك بناء على معدل الإنتاج المطلوب (كم متر
فى الساعة)

مواصفات Standard  للفلتر الرملى سواء المصنوع من الحديد او الفيبر جلاس هى كالتالى
مع العلم ان المقاسات بالبوصة = 2.54 سم

ملحو ظة: توجد أحجام أكبر للفلاتر الرملية من السابق ذكرها ولكن نحن هنا بصدد إعطاء مثال فقط
كيفية حساب حجم الفلاتر الوسائط بمحطات معالجة المياة

1- بافتراض أننا نريد انتاجية مو الفلتر الرملى بمعدل 10متر مكعب /ساعة

نحول اولا هذا  الرقم إلى وحدة ال (GPM ( Gallon per minute    وذلك بالضرب فى 4.4

Flow rate = 10 x 4.4 = 44 gpm

2- نحسب مساحة سطح الفلتر او (FSA ( Filter surface area
وذلك بقسمة معدل السريان الذى حصلنا عليه من الخطوة الاولى على معدل الفلترة Filtration rate  او ما يسمى سرعة الفلترة Filtration speed
إليك قيم معدل الفلترة تبعا لجودة المياه من  خلال
تجربتى ال SDI المعملية والعكارة Turbidity

لو افترضنا أن مياه التغذ ية لها عكارة = 2 NTU مثل  Brackish water
معنى ذلك أن
معدل الفلترة = 6 جالون لكل دقيقة، ويتم التعويض فى المعادلة التالية:

3- بما أننا عرفنا مساحة السطح

فنستطيع الآن معرفة نصف القطر
r=FSA/ pi = 7.3 / 3.14 = 2.33 ft
والآن نستنتج قيمة نصف القطر ثم نحول من القدم إلى البوصة
r = 1.52 ft = 18 inch
4- بما أن نصف القطر =  18 بوصة اذن القطر = 36

ومن
جدول مواصفات الفلتر الرملى السابق نستنتج أن حجم الفلتر هو 36 * 72 بوصة ارتفاع

مثال عملى

طريقة حساب فلتر رملى يعمل على منظومة ro   بانتاجية 25م/يوم علما بان الريكفيرى 50%

بما ان الاستخلاص (الريكفرى )  50% اذن نحن بحاجه الى 50 متر فى اليوم

25m/day  give about 2m / hour

flow rate =2*4.4=8.8 GPM

FSA =flow rate / filtration rate =8.8/6=1.47

باعتبار ان العكارة من 1-5

FSA/ pi = 1.47 / 3.14 = 0.47 ft, r = 0.68 ft = 8.2 inch
Diameter = 8.2 x 2 = 16

ومن جدول مواصفات الفلتر الرملى نستنتج أن حجم الفلتر هو 16 فى 65 بوصة ارتفاع …
ويُمكن تطبيق الحسابات للاحجام الأكبر…
ونرجو أن تكون الحسابات واضحة ومفهومة

ملاحظات اثناء تصميم الفلاتر الرملية 

الموصى به لارتفاع الفلتر الرملى هو فى حدود 60- 120 بوصة
لو وجدنا ان قطر اللتر اكبر من اللازم فنلجأ الى استخدام فلترين

لو اردنا سرعة وفاعلية اكبر للفلتر يمكننا أضافة  coagulant  لتقليل العكارة لكن فى هذه الحالة ستزيد معدلات الترسيبات على الفلتر فسنحتاج الى عدد مرات غسيل عكسى اكثر من مرتين يوميا

لا علاقة بين نسبة الاملاح الذائبة بكميات وحجم الفلتر ولكن الفيصل كمية المياة المطلوب معالجتها ونسبة العكارة

حجم الميديا فى الفلتر حوالى 55-70% من متوسط حجم الفتر

اقصى عكارة لمياة التغذية للفلاتر الرملية يجب الا تتعدى NTU 7  وفى حالة اذا كانت القيمة اكبر من ذلك نستخدم المروقات واحواض الترسيب

بالنسبة لحساب وزن الميديا:

ببساطة نقول:
1- حجم الأسطوانة = مساحة الدائرة – x الإرتفاع= ط نق 2 x الارتفاع

حيث ان ط ثابت يساوى 3.14

2- الكثافة = الوزن / الحجم

اى ان كثافة الميديا = وزن الميديا المراد حسابة / حجم ثلثى الاسطوانة

3-يمكن حساب وزن كل ميديا تبعات لكثافتها  وهذا الجدول يوضح بعض الامثلة

كيفية تحديد قطر دخول وخروج فلتر رملي بمعادلة واحدة

وبعد ان انتهينا من الشرح المبسط لتصميم الفلتر الرملى

يمكنك اختصار كل ذلك عبر هذه المعادلات الجاهزة من خلال شيت اكسيل
ستجدها عبر هذا الرابط

ثلاث ادوات لمساعدتك فى تصميم فلاتر الوسائط المتعددة حجم الفلتر ومقاسات الوسائط المتعددة