هیدروسیکلون چیست؟
هیدروسیکلون Hydrocyclone یکی از تجهیزات کاربردی در تصفیه آب است. این تجهیز با استفاده از نیروی گریز از مرکز و اختلاف وزن و چگالی ذرات موجود در آب، قابلیت جداسازی آنها را دارا می‌باشد. ماسه‌گیر، بدون نیاز به انرژی الکتریکی و تنها با استفاده از انرژی داینامیک، قابلیت تصفیه آب را داراست و به همین دلیل به عنوان یکی از ارزان‌ترین روش‌های تصفیه آب شناخته می‌شود. تصفیه آب و جذب ماسه با هیدروسیکلون، قادر است تا 95 درصد از ذرات جامد در آب که اندازه آنها بیش از 45 میکرون است را حذف نماید.
با یکی از ارزان‌ترین تجهیزات در زمینه تصفیه آب، یعنی هیدروسیکلون یا ماسه‌گیر، آشنا شوید. هدف اصلی این تجهیزات حذف ماسه و ذرات جامد معدنی معلق در آب است. بر خلاف روش‌های دیگر مانند اولترافیلتراسیون و NF، هیدروسیکلون قادر به حذف املاح و یون‌های موجود در آب نیست. در ادامه، مزایا، کاربردها، نحوه عملکرد و نکات مهم در طراحی این تجهیزات را بررسی خواهیم کرد، همراه با گروه صنعتی هفت، تیمی با تجربه در زمینه ساخت و طراحی هیدروسیکلون.
تفاوت سیکلون با هیدروسیکلون چیست؟
تفاوت اصلی بین سیکلون و هیدروسیکلون در نوع سیال ورودی آن‌هاست، به این معنا که سیکلون برای جداسازی ذرات معلق از گازها مانند هوا استفاده می‌کند و هیدروسیکلون بر مبنای مفاهیم جداسازی ذرات معلق از مایع‌ها مانند آب توسعه یافته است.
کاربرد هیدروسیکلون
هیدروسیکلون‌ها در فرایندهای مختلفی از جمله جداسازی ماسه، تغلیظ، بازیافت جامدات، شفاف‌سازی، دسته‌بندی مدار باز و آسیاب مدار بسته استفاده می‌شوند. همچنین، می‌توان از آنها در حذف پودر پلی‌پروپیلن از واحد بازیابی حلال نیز استفاده کرد.
هیدروسیکلون در صنایع معدنی
در صنایع معدنی، یکی از کاربردهای هیدروسیکلون جداسازی دانه‌هایی با ابعاد کمتر از 250 میکرون است. در مدار آسیاها، دستگاه هیدروسیکلون برای جداسازی دانه‌هایی با قطر 150 میکرون مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولاً، مواد تولیدشده در دستگاه آسیای گلوله‌ای پس از خروج، وارد هیدروسیکلون می‌شوند. موادی که ریزتر از حد فیلتر دستگاه هستند، به عنوان سرریز وارد مدار فلوتاسیون می‌شوند، در حالی که ذرات درشت‌تر مجدداً وارد دستگاه آسیای گلوله‌ای می‌شوند.
هیدروسیکلون در بخش کشاورزی
استفاده از هیدروسیکلون برای محافظت از پمپ‌های کشاورزی امری ضروری است، زیرا چاه‌ها دارای مقادیر قابل توجهی از دانه و مواد جامد می‌باشند که ممکن است لوله‌های انتقال آب و نازل‌های آب‌پاش را مسدود کنند. بنابراین، برای جداسازی این ذرات، مخزن هیدروسیکلون باید بر روی چاه نصب شود. به منظور جلوگیری از مشکلات سیستم آبیاری، استفاده از دو هیدروسیکلون به صورت موازی توصیه می‌شود. این اقدام می‌تواند از افت فشار زیادی جلوگیری کند و بدین ترتیب، تمام چاه‌ها می‌توانند از هیدروسیکلون بهره‌مند شوند، در نتیجه فشار آب کاهش نمی‌یابد. در کشاورزی، آب از چاه‌های عمیق استخراج می‌شود و دارای ذرات شن و مواد ریز سنگی است. اگر هیدروسیکلون استفاده نشود، مواد سنگی وارد نازل‌ها و لوله‌های آب‌رسانی شده و مسیر را مسدود خواهند کرد، به‌خصوص در مزارعی که از سیستم قطره‌ای یا بارانی استفاده می‌کنند. بنابراین، استفاده از هیدروسیکلون ضروری است.
هیدروسیکلون در صنایع آب آشامیدنی
هیدروسیکلون علاوه بر استفاده در صنایع و کارخانه‌ها، در مراکز تصفیه آب نیز به کار می‌رود. عمده وظیفه‌ی هیدروسیکلون جداسازی ذرات شن و مواد معلق کوچک از آب آشامیدنی است. علاوه بر این، از هیدروسیکلون در موارد زیر نیز استفاده می‌شود:
- فاضلاب برگشتی در کارخانه‌های بزرگ که مواد ارزشمند تولید می‌شود؛ با استفاده از هیدروسیکلون، می‌توان مواد ارزشمند را بازیافت کرد.
- جداکردن مواد ریز از مایعات در واحدهای صنعتی که برای خنک‌کردن از مایعات استفاده می‌کنند؛ اگر این جداسازی انجام نشود، ذرات می‌توانند در مسیر خنک‌سازی نازل‌ها را مسدود کنند و به دستگاه‌ها آسیب بزنند
کاربرد هیدروسیکلون در چاه‌های آب
هیدروسیکلون به عنوان یکی از تجهیزات پرکاربرد در زمین‌های کشاورزی شناخته می‌شود، به خصوص به عنوان ماسه‌گیر. برای آبیاری زمین‌های کشاورزی و استفاده در سیستم‌های آبیاری قطره‌ای و بارانی، آب مورد نیاز از چاه‌های عمیق پمپاژ می‌شود. اگر ذرات ماسه و شن همراه با آب وارد پمپ شوند، این امر می‌تواند به دستگاه آسیب‌های جبران‌ناپذیر وارد کند. برای مقابله با این مسئله، بسیاری از کشاورزان به استفاده از ماسه‌گیر در محل ورودی آب به پمپ دستگاه روی آورده‌اند.
کاربرد در اسمز معکوس
اگر با نام “اسمز معکوس” آشنا باشید، مطمئناً می‌دانید که یکی از بهترین روش‌های تصفیه آب است، اما تجهیزات مورد نیاز برای این روش، از جمله فیلترها و سایر قطعات، بسیار گران هستند. برای افزایش عمر مفید این تجهیزات، روشی ابداع شده است که یک مرحله تصفیه قبل از ورود آب به مرحله اصلی را شامل می‌شود. هدف از این مرحله اولیه تصفیه، حذف ذرات بزرگ‌تر با استفاده از هیدروسیکلون و هدایت آب تمیزتر به دستگاه تصفیه آب صنعتی است.
کاربرد در کارخانه‌ها و صنایع
یکی از کاربردهای اصلی هیدروسیکلون، استفاده از آن در کارخانه‌ها و صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی است. هدف این است که میزان ورودی ذرات جامد به تجهیزات کارخانه به کمترین میزان ممکن برسد و تاسیسات کارخانه ماندگاری بیشتری داشته باشند. کارخانه‌های تولید آرد، کاشی و سرامیک، شن شویی، نشاسته و … از این روش استفاده می‌کنند تا آب را تصفیه کنند و از ورود ذرات جامد به دستگاه‌های کارخانه‌ای جلوگیری شود.
نحوه عملکرد هیدروسیکلون
برای اینکه مواد جامد در آب را بدون نیاز به انرژی الکتریکی و فیلتر حذف کرد، از یک ساختار هیدروسیکلون استفاده می‌شود. این ساختار شامل یک مخزن استوانه‌ای و یک مخروط است که مخزن استوانه‌ای در بالا و مخروط در پایین قرار دارد. دو شیر به عنوان ورودی و خروجی آب روی مخزن استوانه و یک شیر در انتهای مخروط برای تخلیه ذرات جامد ته نشین شده استفاده می‌شود.
مواد جامد در آب بدون نیاز به انرژی الکتریکی و فیلتر حذف می‌شوند؛ برای این منظور از یک ساختار هیدروسیکلون استفاده می‌شود که شامل یک مخزن استوانه‌ای و یک مخروط است. در این ساختار، مخزن استوانه‌ای در بالا و مخروط در پایین قرار دارند و دو شیر به عنوان ورودی و خروجی آب روی مخزن استوانه و یک شیر در انتهای مخروط برای تخلیه ذرات جامد ته نشین شده استفاده می‌شود.
یکی از نکات مهم در عملکرد دستگاه ماسه‌گیر هیدروسیکلون و مدت زمان حفظ آب درون مخزن آن است. این مدت زمان معمولاً حدود دو تا 5 دقیقه است که باید ذرات جامد از قطرات آب جدا شوند. برای افزایش این مدت زمان، یکی از روش‌های مورد استفاده کوچک کردن سایز شیر تخلیه به اندازه‌ای است که یک واحد از شیر ورودی باشد.
مزایای استفاده از هیدروسیکلون
با توجه به مقایسه با سایر ماشین‌های طبقه بندی، بزرگترین مزیت هیدروسیکلون عدم وجود قطعات متحرک است که باعث ساختار ساده‌ای شده و استفاده و نگهداری آسانی را فراهم می‌کند. این دستگاه، در عین حال که فضای کمی را اشغال می‌کند، ظرفیت بالایی دارد. همچنین، بازدهی بسیار خوب، اندازه جداسازی مناسب و قدرت عملکرد از دیگر مزایای آن است. هیدروسیکلون، قادر است در دماها و فشارهای مختلف، عملکرد مطلوبی ارائه دهد و ویژگی‌ها و مزایای متعددی دارد که در ادامه به توضیح آنها می‌پردازیم.
- به انرژی الکتریکی نیاز ندارد: اگر به دنبال یک دستگاه هستید که انرژی داینامیکی را استفاده کرده و هیچ انرژی الکتریکی مصرف نمی‌کند، هیدروسیکلون بهترین گزینه برای شما است. این دستگاه به برق نیاز ندارد و از این نظر اقتصادی است.
- قیمت ارزان: ساختار و متریال مورد استفاده در طراحی هیدروسیکلون نسبت به دیگر تجهیزات تصفیه آب بسیار ارزان است، بنابراین نیازی به پرداخت هزینه‌های زیاد برای استفاده از آن در محیط‌های صنعتی و کشاورزی نیست.
- نصب و نگهداری ساده: در هیدروسیکلون، فیلتری وجود ندارد و جداسازی طی یک روند مکانیکی از طریق گردش آب انجام می‌شود. این امر زحمت باز کردن دوره‌ای دستگاه، چک کردن فیلتر و تعویض آن در صورت نیاز را از دوش ما برمی‌دارد. همچنین، با توجه به سادگی این دستگاه، احتمال بالایی وجود دارد که برای مدت زمان طولانی کار کند و دوام بیشتری داشته باشد. بنابراین، مزایایی مانند عدم نیاز به تعویض فیلتر و افزایش دوام دستگاه باعث می‌شود هیدروسیکلون گزینه‌ای عالی برای تصفیه آب باشد.
- افت فشار آب ناچیز است: با توجه به عدم اعمال فشار زیاد توسط پمپ سانتریفیوژ هنگام ورود آب به مخزن، فشار آب به نحو قابل توجهی کاهش نخواهد یافت.
- راندمان خوبی در جداسازی ذرات دارد: بر اساس تحقیقات انجام شده، به این مساله اشاره کردیم که اساس عملکرد این دستگاه ایجاد نیروی گریز از مرکز برای جداسازی ذرات است. این نیرو طبق بررسی‌های انجام شده، توانایی جداسازی ذرات جامد آب را تا 95 درصد را دارد. بنابراین، می‌توان با اطمینان در صنایع و کشاورزی از آن استفاده کرد.
- عدم نیاز به انرژی الکتریکی: تجهیزات تصفیه آب این گروه تنها با استفاده از انرژی داینامیک عمل می‌کنند و از انرژی الکتریکی استفاده نمی‌کنند؛ بنابراین، از نظر مصرف انرژی کاملاً مقرون به صرفه هستند.
- قیمت ارزان: طراحی هیدروسیکلون از لحاظ ساختار و متریال از سایر تجهیزات تصفیه آب بسیار ارزانتر است و به همین دلیل برای استفاده در محیط‌های صنعتی و کشاورزی، نیازی به پرداخت هزینه‌های زیاد ندارد.
شست‌و‌شوی دستگاه به چه صورت است؟
تمیز کردن مخزنی که ذرات جامد جمع شده‌اند، هر از گاه کافی است. میزان پر شدن مخزن بستگی به اندازه ورودی ذرات جامد دارد و برای تمیز کردن آن، باید آن را باز کرده، ذرات را جدا کرده و با آب شستشو داد.
قیمت هیدروسیکلون
در حالت کلی، قیمت هیدروسیکلون نسبت به سایر روش‌های تصفیه آب بسیار ارزان است. اما در محیط‌های مختلف با تنوع بالایی از انواع هیدروسیکلون روبه‌رو هستید، بنابراین قیمت هیدروسیکلون نیز متغیر است. مواردی که بر تعیین قیمت هیدروسیکلون تأثیرگذارند، شامل ظرفیت مخزن و دستگاه، جنس بدنه مخزن (استوانه‌ای یا مخروطی)، خدمات پس از فروش، و کیفیت و دقت در ساخت هیدروسیکلون می‌باشد.
طراحی و ساخت هیدروسیکلون با آراد پیشه شاره
طی سالهای اخیر، شرکت آراد پیشه شاره با دستیابی به تجربه و تخصص فراوان در زمینه‌های طراحی و تولید مختلف تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب پرداخته است. این گروه، هیدروسیکلون را نیز به عنوان بخشی از فعالیت‌های خود در نظر گرفته است. تمامی محصولات این مجموعه، که نتیجه تلاش تیم متخصص و حرفه‌ای این شرکت است، دارای ضمانت و خدمات پس از فروش مطمئنی هستند و از تنوع بالایی برخوردارند. برای ارتباط با این مجموعه و استفاده از مشاوره و راهنمایی جهت خرید هیدروسیکلون و سایر تجهیزات، می‌توانید از شماره‌های تلفن موجود در پایین صفحه استفاده کنید.
