سیلیس

سیلیس چیست؟

سیلیس یکی از رایج ترین ترکیبات معدنی موجود در پوسته زمین است و از ترکیب یک اتم سیلیسیم و دو اتم اکسیژن تشکیل شده است.  

سیلیس به دلیل پایداری شیمیایی بالا و ساختار بادوام و متخلخل آن دربسترهای فیلتر شنی برای فیلتراسیون ذرات جامد ریز آب بکار می‌رود. علاوه بر این سیلیس در صنایع دیگری از جمله شیشه سازی، ریخته گری و ساخت مواد نسوز هم کاربرد دارد.

سیلیس چیست

کاربردهای سیلیس در تصفیه آب

سیلیس تصفیه آب یکی از اصلی ترین مواد در سیستم پیش تصفیه و در فیلترهای شنی است که از عبور ذرات جامد و معلق موجود در آب جلوگیری می‌کند. این ماده در فیلترهای شنی چندلایه بکار میرود و در تصفیه خانه های صنعتی و شهری، سیستم های پیش تصفیه اسمز معکوس، تصفیه آب استخرها شنا و پرورش ماهی و تصفیه فاضلاب کاربرد دارد. یکی دیگر از کاربردهای سیلیس استفاده در دستگاه سختی گیر رزینی است که در بخش زیرین مخزن رزین و برای جلوگیری از خروج رزین از سیستم استفاده می‌شود.

انواع سیلیس فیلتر شنی

سیلیس تصفیه آب بسته به اندازه دانه‌ها (دانه‌بندی) و میزان خلوص، به انواع مختلفی تقسیم می‌شود. انتخاب نوع مناسب سیلیس، نقش بسیار مهمی در کارایی فیلترهای شنی دارد و به عواملی مانند فشار جریان، نوع آلاینده‌ها و سطح دقت مورد نیاز در تصفیه بستگی دارد.

انواع سیلیس

انواع سیلیس تصفیه آب براساس دانه بندی

در فیلترهای چندلایه معمولاً از ترکیب این سایزها استفاده می‌شود تا ذرات با اندازه‌های مختلف به‌صورت مرحله‌ای فیلتر شوند.

سیلیس شکری:

اندازه ذرات این گروه از سیلیس ها 1 الی 2 میلی‌متر است که معمولا در لایه بالایی فیلتر شنی برای حذف ذرات معلق ریز استفاده می‌شود.

سیلیس ریز:

سیلیس با اندازه ذرات 2 الی 3 میلی‌متر که در لایه های بالایی فیلتر شنی برای تصفیه دقیق بکار میرود.

سیلیس متوسط:

سایز متوسط سیلیس با اندازه ذرات 3 الی 5 میلی‌متر که در لایه میانی فیلتر و برای حذف ذرات با اندازه متوسط کاربرد دارد.

سیلیس درشت:

اندازه ذرات در این دسته 5 الی 8 میلی متر است که در لایه زیرین فیلتر برای حذف ذرات درشت استفاده می‌شود.

انواع سیلیس فیلتر شنی بر اساس درجه

سیلیس درجه 1:

این سیلیس کمترین میزان ناخالصی را دارد و در مصارف حساس و تصفیه آب شرب بکار میرود.

سیلیس درجه 2:

سیلیس درجه دو نسبت به درجه 1 خلوص کمتری دارد و برای تصفیه آب صنعتی و کشاورزی مناسب است.

سیلیس درجه 3:

داری کمترین میزان خلوص بین انواه سیلیس است و برای سیستم‌های غیرحساس استفاده می‌شود.

سیلیس شیشه‌ای فیلتر شنی چیست؟

سیلیس شیشه‌ای (Glass Filter Media) نوعی مدیای فیلتراسیون پیشرفته است که از بازیافت و فرآوری شیشه‌های خالص تولید می‌شود. برخلاف سیلیس معدنی که به‌طور طبیعی از سنگ استخراج می‌شود، این ماده از دانه‌های شیشه‌ای چندوجهی و صیقلی ساخته می‌شود که هیچ لبه تیزی ندارند. این ساختار باعث می‌شود آلودگی‌ها و باکتری‌ها به ذرات آن نچسبند و در نتیجه، شرایط فیلتراسیون بسیار بهداشتی‌تری فراهم گردد.

سیلیس شیشه ای

تفاوت سیلیس شیشه‌ای با سیلیس شنی

  • سیلیس شیشه‌ای توانایی حذف ذرات تا ۳ میکرون را بدون نیاز به مواد منعقدکننده دارد.

  • ذرات آن به هم نمی‌چسبند، بنابراین خطر کلوخه شدن کاهش یافته و افت فشار کمتر می‌شود.

  • به دلیل چگالی کمتر، مقدار مصرف آن حدود ۲۰٪ کمتر از سیلیس شنی است.

  • عملیات بک‌واش سریع‌تر و مؤثرتر انجام می‌گیرد که موجب صرفه‌جویی در مصرف آب و انرژی می‌شود.

  • طول عمر مفید آن حدود ۱۰ سال است و قابلیت احیا نیز دارد.

مزایای سیلیس شیشه‌ای برای تصفیه آب

  • حذف مؤثر کدورت و ذرات معلق

  • کاهش رشد جلبک، باکتری و خزه در بستر فیلتر

  • عدم واکنش شیمیایی با آب

  • کارکرد عالی در فیلترهای استخر، آکواریوم، سیستم‌های صنعتی و تصفیه‌خانه‌ها

  • کاهش قابل‌توجه در مصرف مواد شیمیایی و ضدعفونی‌کننده

نحوه محاسبه مقدار سیلیس فیلتر شنی

برای تعیین دقیق مقدار سیلیس مورد نیاز در یک فیلتر شنی، باید به ابعاد فیلتر (قطر و ارتفاع)، نوع فیلتر (تک‌لایه یا چندلایه) و ویژگی آب ورودی توجه کرد. معمولاً این محاسبه بر اساس حجم داخلی فیلتر انجام می‌شود و با دانستن چگالی سیلیس، مقدار لازم به‌دست می‌آید.

فرمول محاسبه:

1. محاسبه مساحت کف فیلتر شنی:

مساحت کف = π × r²
(در این فرمول، r شعاع فیلتر است)
 

2. محاسبه حجم فیلتر:

حجم فیلتر = مساحت کف × ارتفاع فیلتر

3. مقدار سیلیس مورد نیاز:

مقدار سیلیس (کیلوگرم) = حجم فیلتر (متر مکعب) × چگالی سیلیس

(چگالی متوسط سیلیس حدود ۱۴۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است)


مثال: اگر فیلتر شنی شما قطری برابر با ۱ متر و ارتفاع لایه سیلیس آن ۱ متر باشد:

مساحت کف :  3.14 × (0.5)² = 0.785 متر مربع

حجم: 0.785 × 1 = 0.785 متر مکعب

مقدار سیلیس: 0.785 × 1400 = حدود ۱۱۰۰ کیلوگرم

مرحلهفرمول محاسبهتوضیح
1. محاسبه مساحت کف فیلترπ × r²r = شعاع فیلتر (نصف قطر)
2. محاسبه حجم فیلترمساحت کف × ارتفاعارتفاع = ارتفاع لایه سیلیس
3. مقدار سیلیس مورد نیازحجم فیلتر × چگالی سیلیسچگالی تقریبی سیلیس = ۱۴۰۰ kg/m³

زمان تعویض سیلیس در فیلتر شنی

سیلیس،  به‌طور میانگین، هر ۲ تا ۵ سال نیاز به تعویض دارد. در شرایطی که آب ورودی دارای ذرات معلق، گل‌ولای یا رسوبات زیاد باشد، زمان تعویض سیلیس ممکن است زودتر فرا برسد.

از عوامل مؤثر بر عمر سیلیس میتوان کیفیت آب ورودی، نحوه بک واش و زمان انجام آن، میزان استفاده از فیلتر شنی را نام برد.

طریقه ریختن سیلیس

در فیلترهای شنی استاندارد، سیلیس باید به‌صورت لایه‌ای از درشت به ریز درون مخزن ریخته شود:

لایه نوع سیلیس دانه‌بندی تقریبی نقش در فیلتراسیون
لایه اول (پایینی) سیلیس درشت 5–8 میلی‌متر لایه نگهدارنده، جلوگیری از عبور سیلیس به نازل‌ها
لایه دوم (میانی) سیلیس متوسط 3–5 میلی‌متر انتقال یکنواخت جریان و پشتیبانی از لایه بالا
لایه سوم (بالایی) سیلیس ریز 1–3 میلی‌متر حذف ذرات معلق ریز، سطح اصلی تماس با آب
ترتیب ریختن سیلیس

قیمت سیلیس شیشه ای و سیلیس معمولی

قیمت سیلیس کریستالی معمولاً بالاتر از سیلیس طبیعی است. این تفاوت به دلایل زیر است:

  • خلوص بالاتر: سیلیس شیشه‌ای از مواد اولیه کاملاً شفاف و خالص تهیه می‌شود.

  • فرآوری بیشتر: نیاز به مراحل صنعتی برای خردایش، استریل‌سازی و یکنواخت‌سازی دارد.

  • کاربرد خاص: بیشتر در سیستم‌های دقیق‌تری مثل استخرهای لاکچری، تجهیزات پزشکی یا سیستم‌های بدون کدورت بالا استفاده می‌شود.

در حالی که سیلیس طبیعی (معدنی) برای بیشتر کاربردهای تصفیه آب صنعتی و خانگی کفایت می‌کند، استفاده از سیلیس کریستالی بیشتر جنبه تخصصی دارد.

سوالات متداول

مدت زمان بک‌واش سیلیس چقدر است؟

معمولا مدت زمان بک واش بین 5 الی 10 دقیقه است. البته با توجه به آلودگی آب و حجم فیلتر متغیر است.

سفت شدن یا کلوخه شدن سیلیس معمولاً در اثر انباشته شدن رسوبات، سختی زیاد آب و عدم انجام بک‌واش منظم ایجاد می‌شود. این وضعیت باعث کاهش دبی و عملکرد فیلتر می‌گردد.

سیلیس مخصوص تصفیه آب دارای خلوص بالا، دانه‌بندی یکنواخت و مش‌بندی استاندارد است که به‌طور خاص برای حذف ذرات معلق طراحی شده است. سایر انواع سیلیس ممکن است برای کاربردهای صنعتی، ساختمانی یا رنگ‌سازی استفاده شوند و مناسب فیلترهای شنی نیستند.

روش تعویض سیلیس در مخازن FRP مشابه سایر فیلترهاست. ابتدا سیلیس قدیمی تخلیه و مخزن شستشو داده می‌شود. سپس سیلیس جدید به‌صورت لایه‌بندی‌شده از درشت به ریز داخل مخزن ریخته می‌شود. باید از ورود سیلیس به نازل‌ها جلوگیری شود و بک‌واش اولیه به‌درستی انجام گیرد.

برای کاربردهای صنعتی و شرب، سیلیس باید حداقل ۹۵٪ خلوص داشته باشد. در صنایع حساس‌تر مانند داروسازی یا غذایی، این خلوص باید به ۹۸ تا ۹۹٪ برسد. همچنین، نبود ناخالصی‌هایی مثل آهن و مواد آلی اهمیت زیادی دارد.

زمان تعویض سیلیس بستگی به کیفیت آب، دفعات بک‌واش و نوع سیلیس دارد، اما معمولاً بین ۳ تا ۵ سال یک‌بار توصیه می‌شود. کاهش کیفیت فیلتراسیون، افت فشار و افزایش دفعات بک‌واش از نشانه‌های نیاز به تعویض سیلیس هستند.

معمولاً لایه‌های زیرین از سیلیس درشت (۵ تا ۸ میلی‌متر) تشکیل می‌شود.  لایه میانی با سیلیس متوسط (۳ تا ۵ میلی‌متر) ریخته می‌شود و در نهایت، لایه بالایی از سیلیس ریز (۱ تا ۳ میلی‌متر) برای جذب ذرات معلق و کدورت به‌کار می‌رود.

سیلیس برای حذف ذرات معلق و رسوبات فیزیکی در فیلترهای شنی به‌کار می‌رود، در حالی که کربن فعال برای جذب مواد شیمیایی، کلر، بو و طعم آب استفاده می‌شود.
کربن فعال قدرت جذب بالاتری دارد اما نسبت به سیلیس، گران‌تر است و عمر کوتاه‌تری دارد.