A kőzetszűrő neve az angol elnevezés direkt fordítása (gravel filter). A név a szűrést végző anyagra utal, mivel a tartályban nyomás alatt elhelyezett ásványok felszínén gyűjti össze a szennyeződéseket, melyeket a víz fordított irányú áramoltatásával távolítunk el. A szűrés hatékony, mivel a tisztítás a szemcsék felszínén három dimenzióban folyik, így a szennyeződések nagyobb felületen tudnak lekötődni. A szűrés nem csak mechanikai úton, az átmérő alapján történik, a megkötődésben szerepet játszanak a szennyező- és a szűrőanyag felületi töltései is.
5.5.3 ábra. Kőzetszűrő sematikus felépítése
(TÓTH, Á.: 2011 Öntözési praktikum. Visionmaster Kiadó, Gödöllő.)
5.5.4 ábra. Kőzetszűrő metszete, a szűrőlemezbe épített szűrőgyertyákkal
(Fotó: Tóth Á.)
A finom, lebegő részecskék szűrését végzi, így a szuszpendált szervesanyagot, algákat, az iszapfrakciót, melyek nagysága 10-200 mikron közötti. Alkalmazásuk nagy mennyiségű élő-, szennyvíz felhasználása esetén szükséges. Beszerzésük drága és üzemeltetésük állandó odafigyelést igényel.
A szűrést végző anyag lehet
- homok,
- darált kő, vagy
- mesterséges anyag,
melyet a vízminőség függvényében 1-2 évente cserélni szükséges.
A szűrők rétegenként tartalmazhatnak azonos, vagy különböző méretű szemcséket.
A szűrés hatékonysága nő, minél finomabb szemcséket minél vastagabb rétegben alkalmazunk. A szemcsék átmérőjének kiválasztásához használhatjuk az 5.5.2.1 táblázatot.
5.5.2.1 táblázat. Az alkalmazott kőzet típusa és nagysága és a vízszűrés finomsága
A réteg vastagsága 40-100 cm közé essen. A szűrés finomsága a használt közeg hatásos méretétől és az átfolyó víz sebességétől függ.
Finomabb szemcsék alkalmazása csökkenti nagyobb kürtők kialakulásának lehetőségét a szűrőrétegben, ahol a víz tisztítás nélkül haladhat át.
Többféle anyagátmérőjű szűrőréteg esetén a mosás során a rétegek szemcséi között keveredés fordulhat elő, ezért a gyakorlat a homogén szűrőanyagot kedveli.
Évente 1-6 alkalommal a felső réteget ki kell cserélni. Az öntözési szezon végén a lerakódott anyagokat savazással távolíthatjuk el és a szűrőt vízteleníteni kell.
A tartály aljába helyezzünk nagyobb átmérőjű (1-2 mm) gyűjtő kavicsréteget, olyan vastagságban, hogy az a szűrőgyertyák (5.5.4 ábra. Kőzetszűrő metszete, a szűrőlemezbe épített szűrőgyertyákkal) felett 1 cm vastag réteget alkosson. Ez segíti megakadályozni a szűrőgombák eltömődését, valamint mosáskor egyenletesen teríti a vizet a teljes réteg alá.
A javasolt üzemi vízáram 24 és 61 m3/h közötti a tartály keresztmetszetének 1 m2-ére vetítve. Ez az érték csepegtető öntözés esetén ne haladja meg a 49 m3/h-t. Mivel a szűrés kapacitása a felülettől függ, így célszerűbb nagyobb átmérőjű tartályokat használni. Ugyanakkor vegyük figyelembe, hogy a nagyobb átmérőjű tartályok nyomásállósága általában kisebb. A tervezhető átfolyó vízmennyiség a szennyezettségtől és a mosások gyakoriságától függ.
A szűrő belső vízgyűjtő szerkezete átmenő csöves kialakítású legyen, így a kőzet a tartály alján érintkezik a palásttal.
A szűrőlemezes kialakítású típusok könnyen károsodhatnak, ha a tisztítás nem jól megoldott.
A szennyeződéssel telített kőzetréteg nem engedi át a vizet, a lemez alól a víz kifolyik, míg a kőzetréteg felett akár 4-6 bar nyomás is lehet. A jó minőségű kőzetszűrők belső felülete csúszós rozsdamentes bevonattal ellátott, így boltozódásra nem számíthatunk, a teljes bejövő nyomás a fenéklemezt terheli, mely alatt az leszakad.
A tartály tetején belépő vizet felfelé terítjük, hogy ne kavarja fel a szűrőréteget.
A tartály tetején található levegőszelep feladata a bent rekedt levegő eltávolítása, mivel a befolyó vízzel örvényt keltve felkavarhatja a szűrőréteget.
A szűrőn a visszamosó víz mennyiségének beállítására feltétlenül szükséges egy szelep elhelyezése.
A mosóvizet elvezető cső elhelyezése, kialakítása olyan legyen, hogy szemmel megállapíthassuk a távozó víz tisztaságát, illetve mintát gyűjthessünk a távozó kőzetszemcsék mennyiségének megállapításához.
Az automata tisztítás egyszerű elvégzéséhez minimálisan két tartály elhelyezése szükséges. Az egyik tartály tisztított vize adja a másik mosóvizét. Mivel ilyenkor nagy mennyiségű mosóvíz távozik a rendszerből a szabadba, valamint az öntözőrendszer felé is nyitott a szűrést végző tartály, az öntözőrendszer nem kapja meg a normális üzemeléshez tervezett vízmennyiséget. A szűrőegység után általában hidraulikus szelepet helyeznek el, így az öntözőrendszer nem kap vizet, a tisztítás gyorsan elvégezhető, csökkenthető az öntözésből kieső idő.
Három tartály alkalmazásával az egyik tartály mosása és az egyidejű öntözés nem okoz problémát. A mosás során a nagy sebességgel felfelé áramló víz fellazítja az eltömődött szűrőközeget és magával sodorja a lerakódott szennyezőanyagokat. A mosás rendszeres végrehajtásán múlik a kőzetszűrő hatékonysága.
A szűrők belseje kitűnő táptalajt jelent a különböző mikrobák számára. A lerakódott szerves szennyeződések, a nedves, meleg környezet ideális feltételeket teremt szaporodásuk számára. Az így létrejövő telepek a szemcséket összekötik, rögzítik, ezzel a hatásos szűrőfelület csökken. Súlyosabb esetben a telepek között hasadékok képződnek, melyen keresztül a víz szűrés nélkül távozik. Ilyen kürtők kialakulását nehéz észrevenni, mivel nyomásváltozást nem tapasztalunk. Hasonló cementálódást okozhat a kútból nyert kemény víz. Az eltávozó szén-dioxid miatt az oldott kalcium-karbonát kicsapódik és egymáshoz cementálja a szűrő részecskéit. Az ilyen hibák csak a mosóvíz és a szűrt víz szemrevételezésével fedezhetők fel. Ezeket a hibákat a szűrőréteg kiemelésével és savas kezelés utáni visszahelyezésével, vagy új anyag rétegzésével tudjuk kiküszöbölni.
A kőzetszűrő tisztítása
A jövőbeni tisztítás hatékonyságát nagyban befolyásolja a szűrőanyag behelyezése és első mosása. A bányából beszerzett szűrőkőzetek szemcséi általában nem egyenlő nagyságúak, az anyag tartalmaz a zúzás során keletkező apróbb szemcséket még akkor is, ha csomagolás előtt rostálták. Ezek az apróbb szemcsék lemosódhatnak a gyűjtőfelület réseihez és azokba beszorulva csökkenthetik a hasznos felületet. A fenti folyamat megakadályozásához vegyük figyelembe a következőket:
- Vásároljunk előzetesen rostált és mosott kőzetet.
- A vízgyűjtő és szűrő réteget a gyártó által meghatározott vastagságba tegyük a tartályba.
- Valamennyi szelepet zárjunk el.
- Indítsuk el a vízáramot úgy, hogy az átfolyó vízáram ne haladja meg az egy tartályra eső mennyiséget.
- Nyissuk az első tartály mosóvízszelepét.
- Lassan nyissuk az első tartály visszamosószelepét. Soha ne kezdjük nagy vízárammal a műveletet, mivel kisodorhatja a kőzetet. Fokozatosan nyissuk a szelepet és vegyünk mintát a távozó vízből. Amennyiben az eltávozó szemcseméret az általunk tervezett nagysághoz közelít, úgy a mosó vízáramot tovább növelni nem lehet.
- A visszamosó szelepet zárjuk és egy-két alkalommal ismételjük a 6. pontot. Amennyiben úgy találjuk, hogy a beállított vízáram megfelelő, úgy szereljük le a szelep forgatókerekét a véletlen elállítás megakadályozására.
- Folytassuk a többi tartály mosását ügyelve a hatos pontban leírtakra.
Előfordulhat, hogy nem sikerül olyan nagy vízáramot átbocsátani a szűrőn, mely kimosná a nemkívánatos részecskéket. Ennek több oka is lehet:
- A be és kivezető csövek, a szivattyú kapacitása rosszul méretezett.
- A mosóvezeték túl hosszú, emelkedik, így jelentős az ellenállása.
A mosásokat vezérlő beépítésével automatizálhatjuk. Ezek általában 3 lehetőséget adnak:
- Beállított időtartam alapján, ciklikusan történik a mosás.
Ebben az esetben előzetesen érdemes megfigyelni, hogy mennyi idő alatt nő a nyomáskülönbség 1 bar-ra a bemenő és kimenő csonk között és ezt az időt beállítani. A vízforrások szennyezettsége az év folyamán nem azonos mértékű (az élőlények mennyisége a napsugárzás hatására változik), így folyamatosan ellenőrizzük a beállított érték helyességét.
- Beépített differenciál nyomáskapcsolóval indítjuk a mosást.
Ekkor a beállítást úgy végezzük el, hogy a bemenő és kimenő csonk nyomáskülönbsége 0,5-1 bar között legyen. Ez azt jelenti, hogy a lerakódások 0,4-0,6 bar-ral emelték meg a szűrő ellenállását. A vezérlő olyan kialakítású legyen, hogy a nyomáskülönbségtől függetlenül naponta legalább egy alkalommal mossa át a szűrőt, így csökkenthetjük a mikrobák elszaporodásának esélyét. A mosás időtartamát a távozó víz vizsgálata alapján állapítsuk meg. Ezen beállítást a szezon folyamán többször is ellenőrizzük, mivel az állóvizekben található élőlények mennyisége és faji összetétele folyamatosan változik. A differenciál nyomáskapcsolót ősszel gondosan víztelenítsük, mert igen könnyen szétfagy.
- Kézi indítás.
Ekkor a mosási folyamat azonnal indul. Ezt a funkciót beüzemelés, ellenőrzés során használjuk.
Az automata vezérlő főbb részei:
- Elektromos jeladó fejegység
- Differenciál nyomáskapcsoló
- Elektronikus vezérlő szelepek, ezek általában egyenáramú, latch szolenoiddal működnek.
- Hidraulikus szelepek, ezek általában 3 utas kialakításúak.
5.5.5 ábra. Automata mosóegység
(Fotó: Tóth Á.)