صاف کردن ، در واقع خارج کردن مواد جامد از یک مخلوط و سیال بوسیله عبور دادن آن از یک لیتر صاف کننده و یا غشا میباشد. صاف کردن در صنعت ، از عبور دادن ساده از یک صافی تا جداسازی بسیار پیچیده را شامل می‌شود.
صاف کردن صنعتی
در صاف کردن صنعتی ، مقدار جامد موجود در خوراک از مقدار ناچیز تا مقدار در صد بالا متغیر است. اغلب ، قبل از صاف کردن ، روی خوراک عملیات خاصی انجام می‌شود تا سرعت صاف کردن بیشتر شود. این عملیات شامل گرما دادن ، تبلور مجدد و افزایش کمک صافی مانند سلولز یا خاک دیاتومه میباشد. در صنعت ، با توجه به تنوع مواد صاف شونده و نیز شرایط فراوری و اینکه عامل صاف کردن در فشار و یا در خلاء باشد، روشهای متفاوت و دستگاههای مختلف برای صاف کردن بکار می‌رود.
اکثر صافی‌های صنعتی ، صافی‌های فشاری ، صافی‌های خلاء و یا صافی‌های گریز از مرکز میباشد. این صافی‌ها نیز با توجه به اینکه عمل تخلیه جامد به‌صورت پیوسته و یا منقطع باشد، به صاف کردن پیوسته تا ناپیوسته تقسیم‌بندی می‌شود.
تقسیم‌بندی کلی صافی‌ها
صافی کیکی یا قالبی
صافی شفاف کننده
صافی با جریان متقاطع
صافی‌های قالبی یا کیکی
صافی کیکی یا قالبی ، مقادیر زیادی از مواد جامد را به‌صورت قالبی از بلور یا گل جدا می‌نماید. در صافی‌های شفاف کننده ، مقدار جامد جدا شده کم میباشد و محصول عمل ، گاز تمیز یا مایع زلال میباشد. ذرات جامد روی درون محیط صافی یا روی سطوح بیرونی آن جمع می‌شوند. در صافی با جریان متقاطع ، محلول سوسپانسیون خوراک با فشار و با سرعت نسبتا زیاد ، عرض محیط صافی را طی می‌کند.
ممکن است لایه ای نازک از جامد روی سطح محیط صافی تشکیل گردد، اما سرعت زیاد مایع مانع از ضخیم شدن آن می‌شود. محیط صافی ، یک غشاء سرامیکی ، فلزی یا پلیمری با منافذ بسیار کوچک میباشد. مقداری از مایع به‌صورت محصول زلال از آن خارج و یک محلول سوسپانسیون غلیظ‌تر بر جای می‌ماند.
در این نوع صافی‌ها ، در ابتدای صاف کردن ، برخی از ذرات جامد وارد منافذ محیط شده و ساکن باقی می‌مانند، اما ذرات دیگر بسیار سریع روی غشاء جمع می‌شوند. بعد از این ، لایه نازک و ابتدائی تشکیل شده به‌عنوان قالب جامد ، عمل صاف کردن را انجام می‌دهد. قابل ذکر است که در این عمل ، قالب جامد ، عمل صاف کردن را انجام می‌دهد نه غشا و باید قالب مرئی با ضخامت قابل توجهی را که روی سطح تشکیل می‌شود، مرتبا جدا نمود.
صافی‌های کیسه‌ای برای صاف کردن گازها بکار می‌روند، ولی در سایر شرایط ، صافی‌های قالبی عموما برای مایعات می‌باشند. این نوع صافی‌ها ، ممکن است تحت فشار بیشتر از جَو در سطح بالایی و یا با ایجاد خلا در زیر سطح پایینی کار نمایند. هر دو حالت می‌توانند پیوسته و یا غیر پیوسته باشند. عموما در شرایط فشار بیشتر از جو در سطح بالایی به‌صورت ناپیوسته می‌باشند.
صافی‌های فشاری ناپیوسته
این نوع صافی‌ها ، اختلاف فشار زیادی در عرض دیواره ایجاد می‌کنند و مایعات و جامدات پودری را سریع و اقتصادی جدا می‌کنند. رایج‌‌ترین این نوع صافی‌ها، فیلتر پرس و صافی پوسته و لایه است.
فیلترپرس
این صافی از مجموعه ای سینی در یک سری محفظه تشکیل شده است که جامد در آنها جمع می‌گردد. سینی‌ها بوسیله یک محیط صافی مانند پارچه پوشانده شده‌اند و دو غالب تحت فشار وارد هر محفظه می‌شود. محلول از پارچه عبور می‌کند و از یک لوله تخلیه خارج می‌گردد و یک قالب مرطوب جامد در پشت سر باقی می‌ماند. سینی‌های فیلتر پرس به شکل مربع یا دایره‌ای و عمودی یا افقی می‌باشند.
دو غالب از یک مجرای اصلی وارد مجراهای فرعی و وارد سینی‌ها می‌شود. در این حالت ، جامدات روی سطوح پوشیده شده از پارچه باقی مانده و محلول از پارچه عبور کرده و وارد شیارهای مخصوص روی سینی شده و از مجرای دیگر خارج می‌گردد. پس از نصب پرس ، دو غالب تحت فشار 3 تا 10 اتمسفر وارد دستگاه می‌گردد و عمل تصفیه آنقدر ادامه می‌یابد که مقدار مایع خروجی بسیار کم و فشار در دستگاه به‌علت فشرده شدن قالب و عدم عبور مایع ، خیلی بالا می‌رود. بعد از فیلتر کردن ، معمولا دستگاه را باز می‌کنند و می‌شویند و دوباره برای مراحل بعدی آماده می‌نمایند.
صافی پوسته و لایه
در مواردی که عمل صاف کردن در فشار بیشتر از فیلتر پرس لازم است، از این نوع صافی استفاده می‌شود. در این طرح ، مجموعه ای از لایه‌های عمودی روی یک قفسه با قابلیت بیرون آوردن قرار داده شده است. خوراک از پهلوی مخزن وارد می‌شود و محصول تصفیه از لایه‌ها به درون یک لوله تخلیه وارد می‌شود. این نوع طرح ، عموما در تصفیه‌هایی بکار می‌رود که کمک صافی دارند.
صافی‌های ناپیوسته در خلاء
صافی‌های فشاری معمولا ناپیوسته و صافی‌های خلاء معمولا پیوسته می‌باشند. اما گاهی از صافی‌های خلاء به‌صورت ناپیوسته نیز استفاده می‌شود. این صافی‌ها مانند قیف بونز می‌باشند، ولی در اندازه نسبتا بزرگ. اندازه قطر این دستگاهها بین 1 تا 3 متر میباشد و لایه جامد می‌تواند بین 30 تا 100 میلی‌متر باشد. این صافی‌ها خیلی ساده بوده و می‌توان آنها را از موادی مقاوم برای مواد خورنده ساخت.
صافی‌های پیوسته در خلاء
در همه صافی‌های خلاء پیوسته ، محلول از یک جداره غشایی متحرک مکیده می‌شود تا قالبی از جامد بر روی جامد بر روی صافی بر جای بماند و قالب از ناحیه تصفیه خارج و سپس شستشو می‌شود و آنگاه خشک و از جداره غشایی جدا می‌گردد. غشا ، دوباره وارد دو غالب می‌شود تا بار دیگر از جامدات را با خود بیاورد. قسمتی از جداره غشایی همواره در ناحیه تصفیه قرار دارد، بطوریکه تخلیه جامدات در مایعات از صافی قطع نمی‌شود.
اختلاف فشار در جداره غشاء یک صافی در حدود 250 تا 500 میلی‌متر جیوه است. طرحهای مختلفی از این نوع وجود دارد که از نظر روش ورود دو غالب ، شکل سطح صافی و نحوه تخلیه جامدات با هم فرق دارند.
تصفیه آب با صافی شنی تند خود شستشو
آبهای سطحی به‌علت گذر از مناطق مختلف ، معمولا مواد معلق و کلوئیدی زیادی را با خود همراه دارند. اصولا برای حذف این مواد از مراحل زلال‌سازی ، کیفیت آب خام با استفاده از واحدهای لخته‌سازی و ته‌نشینی برای ورود به صافی اصلاح می‌شود. اصولا فرایند صافی‌سازی ، اصلی‌ترین مرحله جداسازی ذرات از آب در یک تصفیه‌خانه آب میباشد. در این مرحله با استفاده از بسترهایی که عمدتا از جنس شن و ماسه هستند، باقی‌مانده فرایندهای زلال‌سازی از آب جدا می‌شود. فناوری صاف‌سازی آب به دو دسته اصلی ، صافی‌های ماسه‌ای کند و شنی تند تقسیم بندی می‌گردند.
مکانیزم اصلی جداسازی ذرات از آب خام در صافی‌های ماسه‌ای کند ، به‌صورت فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی میباشد که با توجه به نیاز به سطح زیاد تخلخل کم و پایین بودن بار سطحی بطور خاص برای اجتماعات کوچک مناسب میباشد. در مقابل ، صافی‌های شنی تند ، با توجه به نیاز به سطح کمتر تخلخل بیشتر و بار سطحی بالاتر بطور گسترده‌ای در تصفیه آب استفاده می‌شود.
این صافی‌ها در دو دسته ثقلی و تحت فشار طبقه‌بندی می‌گردند. مبانی طراحی صافی‌های شنی تند ، شامل اندازه مؤثر ماسه ، ضریب یکنواختی ، عمق بستر ، بار سطحی و میزان جریان آب شست و شوی معکوس میباشد.
اجرای عملیات
مراحل اجرای این صافی‌ها ، دو بخش سرویسدهی و شست و شوی معکوس را شامل می‌شود که هر بار ، در ادامه مرحله سرویسدهی و با افزایش افت فشار در صافی و پر شدن منافذ ، مرحله شست و شوی معکوس آغاز می‌گردد. غالبا شست و شوی معکوس ، با آب و یا به‌کمک آب و هوا انجام می‌شود. این مرحله از عملیات ، به‌دلیل نیاز به پمپ کمپرسور ، دستگاههای کنترل و نیز مسئله بهره‌براداری و نگهداری عمده ، هزینه‌های فرایند را به خود اختصاص می‌دهد. به همین دلیل ، استفاده از آنها محدود به شهرهای بزرگ شده است.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 12 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلودمقاله صاف کردن و انواع صافی‌ها