Ensin muinaisissa sanskritin ja egyptiläisissä teksteissä dokumentoitu hiekkasuodatus on yksi vanhimmista ja yksinkertaisimmista vedensuodatusmenetelmistä.
Hiekkasuodatus toimii käyttämällä useita kerroksia erikoishiekkaa ja gravitaationesteen painetta nesteisiin suspendoituneiden kiinteiden hiukkasten pidättämiseksi, jolloin saadaan puhtaampi tuote. Kun nesteet kulkevat hitaasti kerrostetun hiekka- ja sorakerroksen läpi, luonnolliset fysikaaliset, biologiset ja kemialliset prosessit muodostavat hoidon.
Hidas hiekkasuodatus ei vaadi kemikaaleja tai sähköä veden puhdistamiseen. Suurin osa työstä tehdään suodatusjärjestelmän yläosassa, jossa osa kiintoaineista jää loukkuun hiekkarakeiden karkeille pinnoille ja osa adsorboituu negatiivisesti varautuneille hiekkapinnoille. Suurin osa likaisesta työstä tehdään biologisilla prosesseilla tai saalistuksella.
Hiekkasuodattimissa on runsaasti mikro-organismeja, ja tämä saalistusekosysteemi auttaa veden käsittelyssä ja puhdistuksessa.
Hiekka on laajalti saatavilla oleva ja edullinen suodatusaine, joka pystyy poistamaan suspendoituneita kiintoaineita ja tuottamaan korkealaatuista vettä, jonka väri, maku ja haju paranee, sekä poistaa 90-99 % taudinaiheuttajista.
Hiekkaa käytetään seuraavan tyyppisissä suodatusjärjestelmissä:
- jäteveden käsittely (septinen tai kunnallinen)
- kaupallisiin ja teollisiin sovelluksiin
- juomaveden puhdistus
- uima-altaan suodatus
- kalvo (esisuodatus)
- harmaa/pintavesisuodatus
- vesiviljelyn merivettä
Kuten aina, hiekan valinta on erittäin tärkeä! Valitut materiaalit on pestävä sopivassa käsittelylaitoksessa ja niillä on oltava erityisiä ominaisuuksia. Nämä ominaisuudet vaihtelevat hieman käytetyn järjestelmän mukaan, mutta ne sisältävät:
Tehokas koko– Jos hiekka on liian suuri, hiukkaset eivät jää loukkuun ja jos se on liian pieni, hiukkaset kerääntyvät suodatinkerroksen pinnalle estäen nesteen virtauksen. Tehokas koko määritetään seula-analyysillä.
Muoto– Syyn muodon tulee olla alipyöristetty alikulmaiseksi. Mitä pyöreämmät rakeet ovat, sitä todennäköisemmin se kuluu ja lyhentää suodattimen käyttöikää. Litteät jyvät voivat kadota puhdistuksen (takaisinpesun) aikana.
Kovuus– Parhaat ovat tiheät, kovat, kestävämmät hiukkaset, joissa on korkea piidioksidipitoisuus, sillä pehmeämmät hiukkaset ovat myös herkempiä eroosiolle.
Tasaisuuskerroin (Cu)– Suodatinmateriaalin tulee olla kooltaan suhteellisen tasainen, jotta vesi pääsee läpi. Optimaalisissa vedenjuomajärjestelmissä on hiekka Cuvälillä 1,3–1,5, eikä se saa ylittää 1,7:ää. Cuvoi olla alle 1,3, mutta se on tarpeettoman kallis ja korkeampi Cuovat alttiimpia tukkeutumiselle. Septiset järjestelmät vaativat Cu/<4. Click here for a refresher on gradations, D-values, and uniformity coefficients.
Vedensuodatusjärjestelmissä hiekka voi olla ainoa käytetty väliaine tai sitä voidaan käyttää komponenttina multimediajärjestelmässä (yhdistettynä flokkulantiin ja muihin suodatusmateriaaliin, kuten puuhiileen) tehokkuuden lisäämiseksi.