بکواش چیست و چه زمانی باید انجام شود؟ (خطاهای رایج بهرهبرداری)
بکواش یا شستشوی معکوس جهت نگهداری و بهرهبرداری صحیح از سیستمهای تصفیه آب به کار میرود. جهت حفظ راندمان سیستم و افزایش عمر تجهیزات، این فرآیند با هدف حذف ذرات معلق، رسوبات و آلودگیهای تجمعیافته در بستر فیلتر انجام میشود.
در ادامه بررسی میکنیم شستشوی معکوس فیلتر چیست، چه زمانی باید انجام شود، تفاوت آن در بهرهبرداری فیلتر شنی و فیلتر کربنی چیست، و چه خطاهای رایجی در انجام آن وجود دارد.
1. بکواش چیست و چرا انجام میشود؟
بکواش برخلاف حالت عادی که آب از بالا وارد شده، ابتدا با متوقف کردن جریان عادی آب و سپس معکوس کردن جهت جریان آب با دبی بیشتر، باعث جدا شدن و خروج ذرات معلق از بستر فیلتر میشود. در بهرهبرداری از فیلترهای تصفیه آب، آب از بالا وارد شده، از میان دانههای سیلیس یا کربن عبور میکند و ذرات معلق باعث گرفتگی بستر فیلتر میشود. این موضوع موجب افزایش افت فشار، کاهش دبی خروجی و کدورت آب خروجی خواهد شد که بکواش آن را برطرف خواهد کرد.
هدف اصلی این عملیات سه مورد است: خارج کردن ذرات انباشتهشده، آماده سازی مجدد بستر و برگرداندن افت فشار فیلتر به مقدار نرمال طراحی، بدون اینکه مجبور شویم مدیا را زودتر از موعد تعویض کنیم.
2. بکواش در چه تجهیزاتی کاربرد دارد؟
عملیات بک واش در تجهیزات مختلف تصفیه آب (به طور عمده در فیلترهای تحت فشار (Pressure Filters)) که دارای مدیای گرانولی هستند، استفاده میشود. اصلیترین تجهیزات عبارتند از:
- فیلتر شنی (Sand Filter)
- فیلتر کربنی/کربن فعال (Activated Carbon Filter)
- فیلترهای مولتی مدیا (Multimedia Filters)
3. چه زمانی باید بکواش انجام شود؟
با تشخیص زمان دقیق بکواش، میتوان از هدررفت آب به دلیل انجام زودهنگام این عملیات و خرابی مدیا به دلیل انجام دیرهنگام آن جلوگیری کرد. در ادامه سه شاخص تعیینکننده را شرح میدهیم.
الف) افت فشار (Pressure Drop)
حد معمول زمان فرا رسیدن بکواش اختلاف فشار 10 psi است. افزایش افت فشار فیلتر در اثر تجمع آلودگی در بستر و مقاومت در برابر عبور آب است. مطمئنترین راه برای تشخیص زمان انجام این عملیات بررسی اختلاف فشار ورودی و خروجی به طور مداوم است.
ب) کدورت خروجی (Effluent Turbidity)
با اشباع شدن بستر فیلتر و وجود ذرات معلق یا کدورت (NTU) در آب خروجی باعث افت کیفیت میشود. این موضوع در فیلترهای کربنی، با کاهش کیفیت مزه، بو یا خروج کلر مشاهده میشود.
ج) فاکتور زمان (Time-based)
زمان انجام و تکرار بک واش به میزان کدورت آب، دبی عبوری و طراحی فیلتر مرتبط است. تعداد دفعات انجام بکواش در آبی با کدورت بالا به نسبت آب تمیزتر بیشتر از یک بار است. استراتژی ایدهال، کنترل دورهای کیفیت خروجی و رعایت حداکثر زمان مجاز است.
4. تفاوت بکواش فیلتر شنی و فیلتر کربنی
5. خطاهای رایج در انجام بکواش
| تفاوت بکواش فیلتر شنی و فیلتر کربنی | |
| فیلتر شنی | هدف اصلی بکواش: حذف جامدات معلق، گلولای و رفع کدورت آب خروجی حساسیت به دبی بالا: متوسط؛ برای انبساط بستر به دبی بالایی نیاز دارد اما مدیا به راحتی فرار نمیکند.ریسک از دست دادن مدیا: کم؛ در بهرهبرداری فیلترشنی سیلیس سنگین است و به راحتی با جریان آب خارج نمیشود.زمان معمول بکواش: ۱۰ تا ۱۵ دقیقه (تا زمانی که آب خروجی شفاف شود). |
| فیلتر کربنی | هدف اصلی بکواش: حذف کلر و مواد آلی، جلوگیری از رشد باکتریایی و طبقهبندی مجدد دانهها (Reclassification) حساسیت به دبی بالا و ریسک از دست دادن مدیا: زیاد است. به دلیل چگالی کم کربن، دبی زیاد باعث فرار مدیا و خروج از نازلهای بالایی میشود. زمان معمول بکواش هم حدود ۱۵ تا ۲۰ دقیقه است. |
بکواش بیش از حد
بکواش بیش از حد یعنی یا تعداد دفعات بیش از نیاز فرآیندی باشد، یا مدتزمان هر سیکل بسیار طولانی انتخاب شود. این خطا میتواند موجب اتلاف آب، کاهش طول عمر بستر (بهدلیل سایش دانهها)، و افزایش زمان Ripening (یک دوره زمانی است بعد از اینکه فیلتر به سرویس برگشته؛ در این مدت، حتی با وجود پایان Rinse، عملکرد فیلتر هنوز کامل به حالت پایدار نرسیده و کدورت خروجی کمی بالاتر از حالت نرمال است تا وقتی که بستر جا بیفتد.) فیلتر شود.
در نتیجه مصرف زیاد آب و انرژی، ساییدگی مکانیکی مدیا (به ویژه کربن)، و کاهش زمان سرویسدهی مؤثر از پیامدهای این کار می باشد.
بکواش ناکافی
بکواش ناکافی به دلیل دبی کمتر از حد لازم و مدت زمان شستشو کوتاهتر از مقدار توصیهشده است. در نتیجه بستر بهطور کامل تمیز نمیشود، سریعتر از حد معمول افت فشار فیلتر بالا میرود، سیکلهای بهرهبرداری کوتاه میشوند و احتمال گرفتگی بستر فیلترافزایش مییابد.
تنظیم غلط دبی بکواش
یکی از خطاهای اپراتوری که در عمل زیاد دیده میشود، توجه فقط به باز و بسته بودن شیر شستشوی معکوس فیلتر است و دبی واقعی (برحسب m³/h.m²) کنترل نمیشود. در صورت زیاد بودن دبی، افزایش احتمال آسیب مکانیکی به نازلها، لولهکشی و اتلاف مدیا (خروج شن یا کربن با فاضلاب بکواش) رخ میدهد با دبی کم هم بستر تمیز نمیشود.
نادیده گرفتن مرحله Rinse (شستشوی رو به جلو)
یک مرحله کوتاه پس از بکواش، که آب با جریان مستقیم از بالا به پایین به سمت درین میرود تا بستر فیلتر کاملاً تمیز شده و کدورتهای باقیمانده از سیستم خارج شوند تا آب خروجی شفاف و پایدار گردد. عجله برای بازگشت به چرخه تولید یا خطای اپراتوری تصفیه آب که تصور میکند به محض اینکه آب خروجی از شستشوی معکوس فیلتر شفاف شد، کار تمام است باعث حذف این مرحله میشود. این کار باعث ورود ذرات معلق به سیستم خروجی میشود. پیامد آن گرفتگی آنی ممبرانهای RO یا افت شدید کیفیت آب تولیدی است.
تعویض حالت شیر حین روشن بودن پمپ
تغییر وضعیت شیر چندراهه وقتی پمپ روشن است، باعث ایجاد آسیبهای مکانیکی به اتصالات و حتی خود فیلتر میشود. علاوه بر این ممکن است موجب عبور ناخواسته آب آلوده به مسیر فیلترو ایجاد نشتی دائمی در شیر شود.
6. پیامدهای بکواش نادرست
شستشوی معکوس فیلتر اشتباه (چه زیاد، چه کم، چه با دبی نامناسب) بهطور مستقیم روی چند شاخص اصلی اثر میگذارد:
- افزایش مداوم افت فشار فیلتر و کاهش دبی تحویلی به واحدهای پاییندست
- افزایش کدورت آب خروجی، بهخصوص در اوایل سیکل بعد از پسشویی (Ripening طولانیتر)
- گرفتگی سریع ممبرانها با ورود کدورت به سیستمهای RO
- افزایش هزینه مصرف آب وانرژی (به خاطر کارکرد پمپها در فشار بالاتر)
- کاهش راندمان حذف کدورت و مواد آلی، در مورد کربن فعال، کاهش اثربخشی جذب بهدلیل طبقهبندی نامناسب بستر
- گاهی ناکافی بودن زمان بکواش فیلترشنی، باعث بلااستفاده شدن فیلترهای شنی در مدت زمان کوتاهی میشود. این موضوع برای کارفرما منجر به تعویض زود هنگام مدیا و تحمیل هزینه زیاد میشود.
7. نکات مهم در بهرهبرداری صحیح
برای بهرهبرداری درست از بکواش در تصفیه آب صنعتی، چند نکته حائز اهمیت است:
- مواردی از جمله اخلاف فشار ورودی خروجی، کدورت آب خروجی و هر مشاهدات دیگر را به صورت روزانه ثبت کنید. این پارامترها در راستای تشخیص الگوی رفتاری فیلتر، عیبیابی و بهینهسازی حیاتی هستند.
- در زمان شستشوی معکوس فیلتر کیفیت و دبی(حدود ۲ تا ۳ برابر دبی حالت تصفیه مطابق دفترچه راهنمای سازنده)، رفتار بستر (از طریق شیشه دید یا دریچه بازدید) و کدورت آب را کنترل کنید. آب بکواش در ابتدا باید تیره شود و سپس به حد قابل قبول برسد.
- بازبینی دورهای تنظیمات تایمر و آلارم افت فشار در سیستمهای اتوماتیک تا از عملیات خودکار بیمورد یا عدم فعالشدن در زمان لازم جلوگیری شود.
- انجام عملیات هواگیری قبل و بعد بکواش
- عدم نادیده گرفتن مرحله Rinse بلافاصله بعد از بکواش
سوالات متداول
- بکواش هر چند وقت یکبار باید انجام شود؟
فاصله زمانی به کیفیت آب خام، دبی، و طراحی فیلتر بستگی دارد، اما در بسیاری از کاربردهای صنعتی، بکواش در بهرهبرداری فیلتر شنی حداقل روزانه یا زمانیکه افت فشار به حد مشخص برسد انجام میشود. برای بکواش فیلتر کربنی معمولاً دورههای طولانیتر انتخاب میشود، اما معیار اصلی همچنان افت فشار فیلتر و توصیه سازنده مدیا است و ممکن است از چند روز تا چند هفته متغیر باشد.
- آیا بکواش زیاد به فیلتر آسیب میزند؟
انجام بیش از حد میتواند باعث سایش شدید دانههای مدیا، کاهش تدریجی ارتفاع بستر، افزایش مصرف آب و انرژی و طولانی شدن دوره Ripening شود. اگر دبی بیش از حد باشد، حتی ممکن است بخشی از شن یا کربن از طریق نازلها به همراه آب شستشوی معکوس فیلتر خارج شده و بهمرور، بستر نازک و ناهمگن شود که عملکرد فیلتر را کاهش میدهد.
- تفاوت بکواش فیلتر شنی و فیلتر کربنی چیست؟
در بهرهبرداری فیلتر شنی تمرکز اصلی روی شستشوی ذرات معلق و کدورت آب خروجی است و معمولاً انبساط بستر در محدوده ۲۰–۳۰ درصد کافی است، درحالیکه در فیلتر کربنی علاوه بر شستشو، طبقهبندی مجدد مدیا و آمادهسازی سطح جذب اهمیت دارد و سازندگان انبساط حداقل حدود ۳۰–۳۵ درصد و بیشتر را پیشنهاد میکنند. بهدلیل چگالی و خواص متفاوت کربن فعال، دبی و شرایط آن با شن متفاوت است و باید دقیقاً مطابق دیتاشیت مدیا و دستورالعمل بهرهبرداری و نگهداری تنظیم شود.
- از کجا بفهمیم فیلتر نیاز به بکواش دارد؟
افزایش افت فشار فیلتر از اندازه تعیینشده، افزایش کدورت آب خروجی، کاهش دبی خروجی از جمله موارد تعیینکننده زمان بکواش است. در سیستمهای مجهز به ابزار دقیق، آلارم اختلاف فشار یا افزایش کدورت میتواند بهصورت خودکار فرمان شروع را صادر کند، اما برای جلوگیری از خطای اپراتوری تصفیه آب، همچنان باید روندها و مقادیر روزانه ثبت و بررسی شوند.
- اگر بکواش انجام نشود چه اتفاقی میافتد؟
عدم انجام شستشوی معکوس فیلتر باعث افزایش مداوم افت فشار فیلتر، کاهش دبی، افزایش کدورت آب خروجی و کاهش راندمان حذف آلودگیها میشود. در نتیجه میتواند باعث گرفتگی بستر فیلتر، تشکیل مسیرهای ترجیحی و بلااستفاده شدن فیلتر گردد. علاوه بر این موارد در بکواش فیلتر کربنی، سطح فعال کربن بهدلیل تجمع ذرات و کانالیزهشدن جریان عملاً غیرفعال میشود و کارفرما ناچار به تعویض زودتر از موعد مدیا و تحمیل هزینههای قابل توجهی خواهد شد.
