Pirmo reizi senajā sanskritā un ēģiptiešu tekstos dokumentēta smilšu filtrēšana ir viena no vecākajām un vienkāršākajām ūdens filtrēšanas metodēm.
Smilšu filtrēšana darbojas, izmantojot vairākus specializētu smilšu slāņus un gravitācijas šķidruma spiedienu, lai noturētu šķidrumos suspendētās cietās daļiņas, tādējādi iegūstot tīrāku produktu. Tā kā šķidrumi lēnām iziet cauri slāņveida smilšu un grants gultnēm, dabiskie fizikālie, bioloģiskie un ķīmiskie procesi nodrošina ārstēšanu.
Lēnai smilšu filtrēšanai ūdens attīrīšanai nav nepieciešamas ķīmiskas vielas vai elektrība. Lielākā daļa darba tiek veikta filtrēšanas sistēmas augšpusē, kur dažas cietās daļiņas tiek notvertas uz smilšu graudu raupjām virsmām, bet citas tiek adsorbētas uz negatīvi lādētām smilšu virsmām. Lielāko daļu netīro darbu veic bioloģiskie procesi jeb plēsonība.
Smilšu filtros ir daudz mikroorganismu, un šī plēsīgā ekosistēma palīdz ūdens attīrīšanā un attīrīšanā.
Smiltis ir plaši pieejams un par pieņemamu cenu pieejams filtrēšanas līdzeklis, kas spēj noņemt suspendētās cietās vielas un ražot augstas kvalitātes ūdeni ar uzlabotu krāsu, garšu un smaržu, kā arī noņemt 90-99% patogēnu.
Smiltis izmanto šāda veida filtrēšanas sistēmās:
- notekūdeņu attīrīšana (septiskā vai komunālā)
- komerciāliem un rūpnieciskiem lietojumiem
- dzeramā ūdens attīrīšana
- peldbaseina filtrēšana
- membrāna (priekšfiltrēšana)
- pelēkā/virszemes ūdens filtrēšana
- akvakultūras jūras ūdens
Kā vienmēr, smilšu izvēle ir ļoti svarīga! Izvēlētajiem materiāliem jābūt mazgātiem piemērotā apstrādes iekārtā, un tiem ir jābūt īpašām īpašībām. Šīs īpašības nedaudz atšķiras atkarībā no izmantotās sistēmas veida, bet ietver:
Efektīvais izmērs– Ja smiltis ir pārāk lielas, daļiņas nenokļūs, un, ja tās ir pārāk mazas, daļiņas uzkrāsies uz filtra slāņa virsmas, novēršot šķidruma plūsmu. Efektīvo izmēru nosaka ar sietu analīzi.
Forma– Graudu formai jābūt noapaļotai līdz leņķiskai. Jo vairāk noapaļoti graudi, jo lielāka iespēja, ka tie sabojās un samazinās filtra kalpošanas laiku. Plakanie graudi var pazust tīrīšanas laikā (aizmugurējā mazgāšana).
Cietība– Vislabākās ir blīvas, cietas, izturīgākas daļiņas ar augstu silīcija dioksīda saturu, jo arī mīkstākas daļiņas ir jutīgākas pret eroziju.
Viendabīguma koeficients (Cu)– Filtra materiālam jābūt samērā vienāda izmēra, lai ūdens varētu iziet cauri. Optimālajām ūdens dzeršanas sistēmām ir smilšu Cuno 1,3 līdz 1,5, un tas nedrīkst pārsniegt 1,7. Cuvar būt zem 1,3, bet būs nevajadzīgi dārgi un augstāks Cubūs uzņēmīgāki pret aizsērēšanu. Septiskām sistēmām ir nepieciešams Cuno<4. Click here for a refresher on gradations, D-values, and uniformity coefficients.
Ūdens filtrēšanas sistēmās smiltis var būt vienīgais izmantotais līdzeklis vai var tikt izmantots kā komponents multivides sistēmā (kombinācijā ar flokulantiem un citiem filtrēšanas materiāliem, piemēram, kokogli), lai palielinātu efektivitāti.