هیدروسیکلون یکی از تجهیزات کاربردی در تصفیه آب می باشد که با کمک نیروی گریز از مرکز و اختلاف وزن و چگالی آب و ذرات موجود در آن، توانایی جداسازی آنها را دارا می باشد. ماسه گیر بدون نیاز به انرژی الکتریکی و تنها با کمک انرژی داینامیک قابلیت تصفیه آب داشته و به همین خاطر یکی از ارزان ترین شیوه های تصفیه آب به شمار می رود. تصفیه آب و جذب ماسه با هیدروسیکلون قادر است تا 95 درصد از ذرات جامد در آب که اندازه آنها بیش از 45 میکرون می باشد را حذف کند.
عملکرد هیدروسیکلون
عملکرد هیدروسیکلون در صورت مساعد بودن شرایط کاری و فشار مناسب امکان حذف ذرات تا اندازه 75 میکرون را دارا می‌باشد. از این رو می تواند از هیدروسیکلون در خروجی آب چاه هایی که حاوی دانه هایی ملنند ماسه بادی می باشد استفاده نمود. (قابل ذکر است که کوچکترین دانه ماسه بادی قطری در حدود 100 میکرون دارد).
اساس کار دستگاه هیدروسیکلون بر مبنای نیروی گریز از مرکز است. در واقع زمانیکه آب به داخل دستگاه هیدروسیکلون پمپاژ می‌شود از قسمت جانبی وارد شده و به دلیل اختلاف چگالی موجود بین ذرات و آب، آب تمیز در اثر چرخش از قسمت بالایی خارج شده و ذرات و دانه‌ها از قسمت زیرین خارج می‌گردند. نیروی گریز از مرکزی که ایجاد می شود، قادر به جدا کردن ذرات معلق ذرات به اندازه 5 تا 10 میکرون است. هرچه قطر هیدروسیکلون کوچکتر باشد، نیرو بیشتر و کارایی جداسازی ذرات کوچک بیشتر است. طرح های بلند مخروطی نیز وجود دارند که ادعا می کنند با ذرات کمتر از 5 میکرون بازده خوبی دارند. قطر کوچک، ظرفیت سیال پایینی دارد و در بیشتر موارد، چنین هیدروسیکلون هایی باید چند برابر شوند و به طور موازی متصل شوند تا مورد استفاده صنعتی قرار گیرند.
مزایای دستگاه هیدور سیکلون
عدم افت فشار در هیدروسیکلون
عدم نیاز به نیروی برق و دستگاه های الکتریکی
هزینه ی بهره برداری و نگهداری پایین هیدروسیکلون
حذف بالای ذرات جامد
هیچ عضو محرکی ندارد
هزینه نصب، راه اندازی و بهره برداری کمی دارد
به سادگی قابل استفاده است
جلوگیری از گرفتگی میکروجت و مهپاش
موارد استفاده از هیدروسیکلون؟
هیدروسیکلون در موارد زیر کاربرد گسترده دارد:
هیدروسیکلون به عنوان پیش تصفیه واحدهای اسمز معکوس
هیدروسیکلون تصفیه آب چاه کشاورزی
هیدروسیکلون در کارخانجات شن و ماسه
هیدروسیکلون در کارخانجات کاشی و سرامیک
هیدروسیکلون در کارخانجات تولید نشاسته و آرد
مکانیزم عملکرد هیدروسیکلون چیست؟
هیدروسیکلون بر اساس فشار آب ورودی می تواند تا ذرات 45 میکرون را جدا نماید.
برای تامین فشار آب ورودی معمولا از پمپ سانتریفوژ استفاده می کنند.
حداقل فشار مورد نیاز هیدروسیکلون 3 بار یا 30 متر آب است.
راندمان جداسازی هیدروسیکلون 95 درصد است
و تقریبا تمامی ذرات سنگین تر از آب توسط نیروی گریز از مرکز به سمت دیواره هدایت می شوند و از آب ورودی جدا می گردند.
زمان ماند هر قطره آب را درون هیدروسیکلون بین 2 تا 5 دقیقه محاسبه می کنند
و در نتیجه برای تامین این زمان ماند بهترین روش اختلاف سایز لوله ورودی و خروجی از مخزن هیدروسیکلون است.
به بیانی دیگر لوله ورودی به هیدروسیکلون همیشه یک سایز کوچکتر از لوله خروجی از هیدروسیکلون است تا زمان ماندی برای جداسازی دانه ها تامین گردد.
طراحی هیدروسیکلون
در طراحی هیدروسیکلون چند پارامتر مهم در نظر گرفته می شود.که مهمترین آنها دبی وروی به سیکلون می باشد. که میزان حجم و نوع سیکیلون را مشخص می کند. در کنار میزان دبی ورودی به دستگاه نوع آب ورودی و میزان املاح جامد درون آب هم یکی دیگر از موارد بسیار مهم در طراحی هیدروسیکلون آب می باشد. بهترین نوع و مقرونه به صرفه ترین نوع هیدروسیکلون نوع فلزی آن می باشد ولی در مواردی که آب ورودی دارای خورندی می باشد از هیدروسیکلون استیل و یا FRP هم طراحی و ساخته می شود.
تفاوت سیکلون با هیدروسیکلون چیست؟
تفاوت اصلی سیکلون و هیدروسیکلون نوع سیال ورودی آنهاست. سیکلون برای جدا سازی ذرات معلق از گازها (مانند هوا) استفاده می شوند و هیدروسیکلون برای مبنای مفاهیم جداسازی ذرات معلق از مایع ها (مانند آب) توسعه یافته است.
شستشوی هیدروسیکلون چگونه است؟
هیدروسیکلون نیازی به عملیات بکواش ندارد ولی برای بهبود شرایط نگهداری هیدروسیکلون بهتر است هر چند وقت یکبار (بستگی به میزان ذرات داخل آب دارد)، مخزن شن گیر تعبیه شده در انتهای هیدروسیکلون را باز کرده و ضمن تخلیه آن کل مخزن هیدروسیکلون را نیز با آب ورودی بشوریم.
این عملیات می تواند به کمک شیرآلات دستی و اتوماتیک انجام گردد.
آیا هیدروسیکلون توانایی حذف ذرات معلق و محلول را دارد؟
همان طور که اشاره گردید هیدروسیکلون توانایی این را دارد که اگر فشار 3 بار تامین گردد می تواند تا ذرات بزرگتر از 45 میکرون را حذف نماید. اما ذکر این نکته لازم است که هیدروسیکلون تنها می تواند ذرات معلق آب را جدا نماد و همانند دیگر فیلترها نمی تواند تاثیری روی مقدار ذرات معلق در آب بگذارد. به بیانی دیگر هیدروسیکلون می تواند کدورت آب را کاهش دهد و نه مقدار شوری آب را.