انواع المرشحات لترشيح وتنقية المياه

SAND FILTRATION
There are 4 main types of sand filters used in the purification of water:

انواع الفلاتر الرملية لتنقية المياه هى اربع انواع:-

1. Slow sand filters
2. Rapid gravity filters
3. Pressure sand bed filters
4. Upflow sand filters
1-فلاتر رملية بطيئة
2-فلاتر رملية بالجاذبية سريعة
3-فلاتر رملية مضغوطة
4-فلاتر رملية بالنظام الراسى من اسفل الى العلى

Slow sand bed filters are very low flow rate filters and tend to be used in rural areas or where the water flow rate required is low.

الفلاتر البطيئة ذات التيار المائى البطئ تستخدم فى الاماكن المطلوب فيها حركة مياه بطيئة


Rapid gravity filters are generally used in municipal water treatment plants, especially for drinking water production and pressure sand bed filters tend to be used in industrial applications.

الفلاتر الرملية السريعة الارض تستخدم اساسا فى وحدات معالجة وتنقية مياه الشرب بينما تستخدم الفلاتر الرملية المضغوطة للاغراض الصناعية

Upflow sand filters are a type of pressure sand bed filter.

Whilst it is necessary to chemically coagulate and flocculate the contaminants in the water before it is filtered using rapid gravity, pressure or Upflow sand filters to ensure that these filters work efficiently, this is often not necessary with slow sand filters.

الفلاتر الرملية الراسية هى احد انواع الفلاتر الرملية المضغوطة وتستخدم اساسا عند استخدام المعالجة الكيميائية كالتجلط والفلوكة
------------------------------------------------------------------------------------

SLOW SAND FILTERS
الفلاتر الرملية البطيئة

Apart from not normally needing to flocculate particulate matter in water when using a slow sand filter they can even remove pathogens in addition to producing water with very reasonable taste and no colour.

عند عدم الاحتياج الى التخلص من فلوكات كيميائية محملة بالملوثات العضوية فنستخدم الفلاتر الرملية البطيئة التى يكون استخدامها اساسا لازالة الفطريات والطحالب المسئولة عن الطعم واللون فى المياه

An advantage of slow sand filters is that generally they are not backwashed and require little operator skills being so low tech but a disadvantage is that they cannot accommodate a high flow rate of water.

ومن مميزات الفلاتر الرملية البطيئة انها لاتستدعى غسيلا عكسيا للتخلص من الملوثات الميكروبية بينما من عيوبها انها لاتستطيع التعامل من تيارات المياه الكبيرة والسريعة

Slow Sand filters are also sometimes used in the treatment of sewage as a final polishing stage for the treated effluent and/or a bed on which to dewater the sludge produced from sewage treatment.

وتستخدم الفلاتر الرملية البطيئة فى بعض الاحيات فى معالجة الصرف الصحى كخط نهائى لتنقية المياه وازالة المياه من السلدج بتجفيفه الناتج من الصرف الصحى

When used with treated effluent, these filters traps residual suspended material and bacteria which provides a medium for further bacterial decomposition of nitrogenous material.

عند معالجة مياه الصرف الصحى نحتاج الفلاتر الرملية البطيئة للتخلص من البكتريا والمواد الرغوية المعلقة بتحليلها والتخلص من مكوناتها النيتروجينية

----------------------------------------------------------------------------

RAPID GRAVITY FILTERS
الفلاتر الرملية السريعة

Purification of water for drinking purposes typically employs the use of rapid gravity sand filters where the particulates in the water are first coagulated and then flocculated using chemicals to trap as much particulate matter as quickly as possible in the filter.

تستخدم لتنقية مياه الشرب وذلك عند استخدام عمليات التجلط والفلوكة بالكيماويات وذلك للتخلص السريع من الملوثات الناتجة من العمليات الكيميائية وكذلك عند وجود كمية كبيرة من المياه برغب فى تنقيتها

Coagulation of the particulate water is achieved by adding small, highly charged cations, such as with Aluminium sulphate (Alum) and Flocculation is achieved by adding small amounts of charge polymer chains which either form a bridge between the particulate solids (making them bigger) or between the particulate solids and the sand.

عمليات التجلط تنتج من اضافة مركبات كاتيونية بكميات صغيرة او كبيرة مثل مشتقات مركبات الالومونيوم ثم يتبعها اضافة كميات صغيرة او كبيرة من الفلوكات كمشتقات مركبات البوليمرات وينتج عن ذلك كوبرى بين الكاتيونات والبوليمرات وجزيئات الملوثات الصلبة وجزيئات الرمل التى تحجز الجزيئات الكبيرة

Both Coagulation and flocculation require a certain amount of contact time in tanks before the water is filtered so that a reasonable size floc can form and the process is very pH dependant so that it is important to adjust the pHof the water to the right level first to ensure the greatest efficiency.

تحتاج عمليات التجلط والفلوكة زمن معين للتفاعل مع الملوثات وتكوين فلوكات كبيرة الحجم ويعتمد هذا فى الاساس على الاس الهيدروجينى قبل الترشيح فى الفلاتر الرملية

Passing flocculated water through a rapid gravity sand filter strains out the floc and the particles trapped within it which also helps top reduce bacteria that may exist in the water.

عملية مرور الفلوكات كبيرة الحجم خلال الوسط الرملى السريع يساعد بقوة على اختزال البكتريا والملوثات العضوية بنسبة كبيرة

The medium of the filter is sand of varying grades with the grain size of the sand selected specifically to allow the water to pass through the filter rapidly.

نوعية الرمل المستخدم داخل المرشحات الرملية السريعة تختلف فى احجامها وذلك للسماح للمياه بالمرور السريع مع نسبة ترشيح عالية جدا

These filters are then backwashed with clean water on a regular basis as they become clogged with particulate matter (floc), indicated by a rapid drop-off in flow rate of water through the filter, which is then flushed to waste .

يجب ان تغسل هذة المرشحات السريعة غسيلا عكسيا بنظام محدد فى اوقات محددة بكميات مياه نظيفة محددة للتخلص من التجلطات الملوثة والتى تؤثر على كفاءة المرشحات

This backwash waste water is run into settling tanks so that the floc can settle out and it is then disposed of as waste material.

هذه الملوثات المختلطة مع مياه الغسيل العكسى تترسب فى خزانات الترسيب للتجمع وتنتقل الى خزانات تجميع السلدج ليتم معالجتها

The supernatant water is then run back into the treatment process or disposed off as a waste-water stream.

الرشيح الناتج من الفلاتر الرملية السريعة يعود الى نظام المعالجة الموجود ليتم اكمال خطوات المعالجة المطلوبة للحصول على المياه المعالجة المطلوبة

------------------------------------------------------------------------------

PRESSURE SAND FILTERS
الفلاتر الرملية المضغوطة

Applying more pressure to the water passing through a sand filter will give a greater flow rate, such as with a simple domestic swimming pool filter.

كلما زاد الضغط على المياه المارة خلال المرشح الرملى كلما زاد تيار المياه المرشح والمستخدم فى مياه حمامات السباحة

The sand grain size often needs to be reduced compared to a rapid gravity filter however so that a sufficient amount of particulate matter is trapped.

كلما قل حجم ذرات الرمال مقارنة بالتيار المائى السريع كلما زاد حجم الترشيح المطلوب

Whilst using smaller grains of sand in a filter allows a greater surface area of material on which particulate matter can be removed, the smaller grain size also then requires greater pressure to drive the water through the sand bed.

كلما استخدم جزيئات صغيرة من الرمل كلما زادت مساحة سطح الوسط الترشيحى لازالة للجزيئات الملوثة ويحتاج هذا الى ضغط كبير على مرور المياه لاتمام عملية الترشيح

The sand grain size in pressure sand filters is typically 0.6-1.2 mm and if there are large particulates (>100 microns) in the water to be treated they are usually removed with a settling tank first as otherwise the surface of the filter will rapidly be blinded with floc and need backwashing too often to be economically practical as too much water will be wasted in backwashing.

حجم جزيئات الرمل فى الفلاتر الرملية المضغوطة تتراوح مابين 0.6-1.2 مم لاتمام عملية الترشيح للتخلص التام من الفلوكات ويجب ان يتم الغسيل العكسى فورا للتخلص من اى معوقات او ملوثات وطردها الى خزانات تجميع السلدج

Pressure sand filters are typically 0.6-1.8m in depth and operate under a maximum flow rate of about 9m3/m2/hr under a feed pressure of between 2 and 5 bars.

يتراوح ارتفاع الفلاتر الرملية المضغوطة مابين 600-1800سم وسعة مياه 9متر مكعب/متر مربع/ساعة عند ضغط جوى مابين 2-5بار

The particulate matter is not captured uniformly with depth in a pressure sand filter with more material captured higher up in the bed such as on the top surface and with the concentration gradient decaying exponentially.

المغزى من زيادة الارتفاع فى سمك الفلتر الرملى المضغوط هى زيادة مساحة سطح الوسط الترشيحى فى كل جزئ منه بحيث تتساوى كل جزئ فيه بداية من القمة الى الوسط الى القاع فى عملية الترشيح المطلوبة وبنسب متقاربة جدا

The build-up of particulate solids causes an increase in the pressure lost across the bed for a given flow rate and the pressure sand filter will need to be backwashed when the pressure drop is around 0.5 bar.

بناءا على كمية وحجم الجزيئات الصلبة الملوثة والمتبقية بين جزيئات الرمل وانخفاض الضغط الموجود الى ان يصل الى 0.5 بار فهذا يعنى ضرورة استخدام الغسيل العكسى فورا لان كمية الملوثات اصبحت اكثر من اللازم وواجب التخلص منها فورا لنحافظ على كفاءة الوسط الترشيحى

The back wash fluid is pumped backwards through the bed until it is fluidised and has expanded by up to about 30% (the sand grains start to mix and as they rub together they drive off the particulate solids).

يتم ضخ المادة المستخدم للغسيل العكسى مع المياه عكس مرور تيار المياه المطلوب معالجته الى ان يصبح الرمل مشبعا بها وهذا يتحدد بنسبة 30%من الوسط الترشيحى اصبح ممزوجا تماما بمادة الغسيل ويتم صغط مياه الغسيل بقوة للتخلص النهائى من الفلوكات الملوثة الراكدة بين جزيئات الرمل

The smaller particulate solids are then washed away with the backwash water and captured where they are diverted to a settling tank to separate the solids for waste.

تترسب الجزيئات صغيرة الحجم بسرعة الى القاع متجهه الى خزانات ترسيب وتجميع السلدج

The fluid flow required to fluidise the bed is typically 3-10m3/m2/hr for a few minutes).

عملية الغسيل العكسى بمواد الغسيل تتحدد كالتالى 3-10متر مكعب/متر مربع/ساعة خلال عدة دقائق

A small amount of sand can be lost in the backwashing process and the sand bed may need to be topped up from time to time to replace this sand.

كميات صغيرة من الرمال ممكن ان تفقد خلال عمليات الغسيل العكسى لذلك يتطلب معاينة كمية الوسط الرمل كل فترة واضافة كمية بدلا من المفقود من اعلى الوسط الرملى لتواصل الحصول على كفاءة ترشيحية

Most pressure filters in industry employ an automated multi-port valve together with sophisticated pressure and flow sensors so that the filter can be backwashed automatically when required.

معظم الفلاتر الرملية المضغوطة المستخدمة فى المعالجة الصناعية تعمل اتوماتيكيا ولذلك تزود بنظام اتوماتيكى كراس توزيع مزود بصمامات وحساسات للضغط المطلوب ونظام غسيل عكسى اتوماتيكى ايضا
--------------------------------------------------------------------------------

CARTRIDGE FILTERS
فلاتر الخرطوشة

This type of filter will typically have a removable housing, into which different types of filtration elements can be placed.

هذا النوع من الفلاتر يستخدم فى الشمعات للفلاتر التى تستبدل من حين لاخر وسهلة التحريك والاستبدال والتى تحتاج الى مرشحات صغيرة الحجم

A domestic cartridge filter element will often be rated at 30- 50 microns or larger whereas specialist industrial filter elements may be rated at 5 microns or less.

فيتراوج حجم جزيئات المرشح مابين 30-50ميكرون او اكبر قليلا اواقل من 5 ميكرون بناءا على نوع الصناعة ومواصفات المياه المطلوبة لها

The “absolute” rating on a filter is a guarantee that no particle of that size or larger will pass through the filter which is often a requirement for some industrial equipment with very fine tolerances and which is very sensitive to particles in the water.

يعتمد ضمان هذه الفلاتر على حجم جزيئاتها الذى يصمم بنائا على نوع ودرجة الترشيح المطلوبة للصناعة المطلوبة وشكل الملوثات ونوعيتها وحجمها الموجود والمطلوب التخلص منه

A cartridge filter becomes more effective as it gets used but as the particles get trapped on the filter the water flow rate will also reduce and therefore they will need to be monitored or reductions in flow rate and filter elements replaced when this happens.

تعتبر فلاتر الخرطوشة من افضل وادق المرشحات الموجودة ولكن عند تمام تشبعها بالملوثات يصبح كفائتها منخفضة ولذلك تستبدل بفلتر اخر لاكمال منظومة الترشيح بكفائة

Elements for these filters can include granulated activated carbon, ceramics or metal alloys for specific filtering requirements.

من انواع هذه المرشحات فلاتر الكربون المحبب النشط/فلاتر السيراميك/فلاتر السبائك وكل منها له استخدام خاص بناءا على نوع التنقية والمعالجة المطلوبة

A small amount of silver is also sometimes impregnated into the filter material to help prevent any bacterial growth in them however it is important to ensure that high concentrations of silver aren’t appearing in the water should the filter not have been used for extensive periods of time or the filter material is starting to degrade.

تستخدم كميات صغيرة من الفضة فى هذه الفلاتر للمساعدة على عدم نمو البكتريا داخلهم ولكن يجب اضافة كميات الفضة بحساب وتحليل المياه كل فترة وملاحظة ظهور الفضة بها وهذا يعنى ان الفلتر اصبح ملوثا وغير قادر على الترشيح فوجب استبداله

Some cartridge filters now also contain selective resins that are designed to remove specific contaminants from the water, such as Nitrates, Fluoride or Lead.

بعض فلاتر الخرطوشة تحتوى على ريسين المخصص للتخلص من الملوثات القوية والثقيلة بالتحديد كالنترات والفلوريد والرصاص

---------------------------------------------------------------------------------

ACTIVATED CARBON FILTERS
فلاتر الكربون النشط

Granulated Activated Carbon (GAC) is used in filters to remove colour, odour, volatile organics and chlorine from water.

يستخدم الكربون النشط المحبب فى الفلاتر لازالة اللون/الرائحة/الملوثات العضوية والكلور من المياه

The GAC removes these mostly by adsorbtion in that the contaminants literally “stick” to the carbon particle.

فيزيل الكربون النشط المجبب هذه الملوثات باستخدام عملية الامتصاص داخل فتحات الترشيح الداخلية به

It is important with these filters however to monitor their efficiency as the carbon eventually loses its efficacy and needs to be replace.

ويجب ملاحظة كفاءة الكربون المستخدم بناءا على فترة استخدامه باجراء تحاليل دورية للمياه المرشحة من خلالة لتحديد مدى تشبعة بالملوثات واجراء عمليات الغسيل العكسى ثم استبداله اذا تطلبت الضرورة لهذا او اعادة تنشيطه بافران تنشيط الكربون لاعادة استخدامه مرة اخرى

The flow rate through the filter must also be adhered to according to the manufacturers’ specificationsa s otherwise they will perform poorly, if at all.
It is also important to bear in mind that as much as a carbon filter may trap organic material it is this same material that microorganisms feed on and the filter can become a haven for pathogens of not monitored and the cartridge replaced regularly.

فى حالة استعماله كاحد انواع فلاتر الخرطوشة تتحد كميته ومواصفاته بناءا على نوعية المعالجة والتنقية المطلوبة ويجب اجراء تحاليل للمياه المرشحة من خلاله لتقدير مدى كفائته وتشبعه بالملوثات العضوية والبيولوجية ليستبدل باخر

.