Kum filtrelerinin bazı modelleri içinde bulunan ve filtre görevi yapan kumun yalnızca belli bir oranı hakikatte filtre görevi yapar. Oysa kum filtresi hesabı yapılırken, filtre kumunun tamamının filtre görevi yaptığı kabul edilir.
Tüm dünyada ve ülkemize kullanılan basınçlı kum filtrelerinin çoğu alışılagelmiş şekilde imal edilir ve belli alışkanlıklarla kum filtresinin yalnızca çapı göz önüne alınarak kapasite hesabı yapılır. Genelde kum filtresi seçiminde, filtre içinde bulunan dağıtım sistemi göz önüne alınmaz. Filtre içindeki kumun tamamı suyu bir güzel filtre ediyor diye düşünüldüğü için filtre tankının çapından yola çıkılarak filtre kapasitesi hesaplanır.
Kum filtresi kapasite hesabı:
Filtre tankının çapı örneğin 2,00 metre ise, kum filtresi kesiti 3,14 m2'dir. Su filtrasyon hızı 10 m3/h/m2 alındığında bu filtrenin kapasitesi 31,4 m3/saat olarak kabul edilir. Su hızı 20 m3/h/m2 alınırsa aynı filtrenin kapasitesi 62,8 m3/saat kabul edilir. İşte, kum filtresi hesabı genelde filtre tankı çapı ve tank kesitine göre su hızı göz önüne alınarak yapılır.
Oysa suyun, fizik kanunları gereği, her zaman en kısa yolu seçtiğini biliyoruz. Bu sebeple filtre içine giren su, "en kısa yoldan" kum içinden geçerek filtre tankı altındaki fıskiyelere (difüzör) gider. Filtre tankı dibinde bulunan fıskiye sayısı veya yüzeyi ne kadar çok ise, suyun filtre kumunun büyük bir oranından filtrelenerek geçmesi de o kadar çok olur. Fıskiye sayısı azsa, filtre tankı içindeki kumun büyük bir oranı filtrasyon görevi yapmaz, atıl kalır. Bu durum filtrenin ters yıkaması için de aynıdır ve fıskiye sayısı az olan kum filtreleri içindeki durgun bölümler ters yıkama sırasında hareket görmez. Durgun kumlardan başlayarak kum içinde mikrobiyolojik üreme sorunu ortaya çıkar. "Biyofilm" oluşur, kumlar topaklaşır ve sonunda filtrelenecek su, kum topakları arasındaki boşluklardan ve hiç filtrelenmeden geçer.
Tabanında yeterli fıskiye bulunmayan 2,20m çaplı kum filtresi (1) tabanında 40 adet fıskiye bulunuyor. Diğer tabanında çok sayıda fıskiye bulunan 1,20m çaplı kum filtresinde 55 adet fıskiye bulunmaktadır. 2,2 m çapındaki kum filtresinin kesiti 3,8 m2 olmasına rağmen, bu fitrede toplam 40 adet fıskiye bulunmaktadır. Filtre tasarımı hesabında, su hızını 10 m3/h/m2 almış olsak dahi, aslında, en kısa yolu seçen su, filtreye girişinden itibaren doğruca filtre tabanındaki fıskiyelere doğru akar ve bu kısa yol üzerinde bulunmayan kum katmanları filtrasyon görevi yapamaz ve durgun kalırlar. Bu durumda filtre görevi yapan kum miktarı oranı azdır ve filtre görevi yapan kum kesiti içindeki su hızı 30-40 m3/h/m2 üzerinde olabilir.
Diğer (2) filtre tabanına bolca konmuş fıskiyeler sayesinde, filtre tankı içindeki kumun tamamının filtre görevini yaptığını kabul edebiliriz. Filtrenin çapı 1,20 m ve kesiti 1,16 m2'dir ve bu filtrede toplam 55 adet fıskiye vardır. Bu durumda, filtre tasarımı hesabında, su hızını 10 m3/h/m2 aldığımızda, hakikaten filtre görevi yapan kum içindeki su hızının 10 m3/h/m2 civarında olduğunu kabul edebiliriz.
Çapları 2 metre olan ve yükseklikleri aynı olan iki kum filtresinin içinde bulunan fıskiye sayıları farklı farklı olduğunda, bu iki kum filtresinin içindeki su hızını nasıl olur da ayni kabul edebiliriz ve yalnızca filtre kesitini göz önüne alıp filtre kapasitesi hesaplayabiliriz?
Fıskiye düzeneği "az olan" filtre içinden 10 m3/h/m2 hesabı ile su geçirilecekse, "çok fıskiyeli" filtre içinden 20-30 m3/h/m2 hesabı ile su geçirildiğinde aynı filtrasyon sonucu alınır görüşündeyiz. Bu durumda, 31,4 m3/saat suyu 2,00 metre çapında "az fıskiyeli" filtre ile filtrelemek yerine, 1,20 metre çapında ancak "çok fıskiyeli" kum filtresi ile filtrelemek aslında daha ekonomik olur.
- 31,4 m3/saat debideki suyu 1,20 metre çapındaki çok fıskiyeli kum filtresi ile filtrelemenin avantajlarını şöyle sıralayabiliriz (iki filtrenin fiyatı ayni olsa dahi):
- 1,20 metre çapındaki filtre çok daha az yer tuttuğu için ve daha hafif olacağı için nakliyesi daha ucuz olur.
- İşletme içinde daha az yer işgal ettiği için yer avantajı sağlar.
- Kum filtresi ters yıkama hızını 30 m3/h/m2 aldığımızda, ters yıkama süresini 10 dakika alırsak 2,00 metre çapındaki az fıskiyesi olan filtre 15,7 m3 su kullanır. Oysa, 1,20 metre çapındaki filtre yalnızca 5,65 m3 su ile kendini yıkar (üçte biri kadar su kullanır)
- Kum değiştirilmesi gerektiğinde de çok fıskiyeli filtre için az miktarda kum satın alınıp hızlıca kum değişimi sağlanır.
Tüm dünyada ve ülkemize kullanılan basınçlı kum filtrelerinin çoğu alışılagelmiş şekilde imal edilir ve belli alışkanlıklarla kum filtresinin yalnızca çapı göz önüne alınarak kapasite hesabı yapılır. Genelde kum filtresi seçiminde, filtre içinde bulunan dağıtım sistemi göz önüne alınmaz. Filtre içindeki kumun tamamı suyu bir güzel filtre ediyor diye düşünüldüğü için filtre tankının çapından yola çıkılarak filtre kapasitesi hesaplanır.
Kum filtresi kapasite hesabı:
Filtre tankının çapı örneğin 2,00 metre ise, kum filtresi kesiti 3,14 m2'dir. Su filtrasyon hızı 10 m3/h/m2 alındığında bu filtrenin kapasitesi 31,4 m3/saat olarak kabul edilir. Su hızı 20 m3/h/m2 alınırsa aynı filtrenin kapasitesi 62,8 m3/saat kabul edilir. İşte, kum filtresi hesabı genelde filtre tankı çapı ve tank kesitine göre su hızı göz önüne alınarak yapılır.
Oysa suyun, fizik kanunları gereği, her zaman en kısa yolu seçtiğini biliyoruz. Bu sebeple filtre içine giren su, "en kısa yoldan" kum içinden geçerek filtre tankı altındaki fıskiyelere (difüzör) gider. Filtre tankı dibinde bulunan fıskiye sayısı veya yüzeyi ne kadar çok ise, suyun filtre kumunun büyük bir oranından filtrelenerek geçmesi de o kadar çok olur. Fıskiye sayısı azsa, filtre tankı içindeki kumun büyük bir oranı filtrasyon görevi yapmaz, atıl kalır. Bu durum filtrenin ters yıkaması için de aynıdır ve fıskiye sayısı az olan kum filtreleri içindeki durgun bölümler ters yıkama sırasında hareket görmez. Durgun kumlardan başlayarak kum içinde mikrobiyolojik üreme sorunu ortaya çıkar. "Biyofilm" oluşur, kumlar topaklaşır ve sonunda filtrelenecek su, kum topakları arasındaki boşluklardan ve hiç filtrelenmeden geçer.
Tabanında yeterli fıskiye bulunmayan 2,20m çaplı kum filtresi (1) tabanında 40 adet fıskiye bulunuyor. Diğer tabanında çok sayıda fıskiye bulunan 1,20m çaplı kum filtresinde 55 adet fıskiye bulunmaktadır. 2,2 m çapındaki kum filtresinin kesiti 3,8 m2 olmasına rağmen, bu fitrede toplam 40 adet fıskiye bulunmaktadır. Filtre tasarımı hesabında, su hızını 10 m3/h/m2 almış olsak dahi, aslında, en kısa yolu seçen su, filtreye girişinden itibaren doğruca filtre tabanındaki fıskiyelere doğru akar ve bu kısa yol üzerinde bulunmayan kum katmanları filtrasyon görevi yapamaz ve durgun kalırlar. Bu durumda filtre görevi yapan kum miktarı oranı azdır ve filtre görevi yapan kum kesiti içindeki su hızı 30-40 m3/h/m2 üzerinde olabilir.
Diğer (2) filtre tabanına bolca konmuş fıskiyeler sayesinde, filtre tankı içindeki kumun tamamının filtre görevini yaptığını kabul edebiliriz. Filtrenin çapı 1,20 m ve kesiti 1,16 m2'dir ve bu filtrede toplam 55 adet fıskiye vardır. Bu durumda, filtre tasarımı hesabında, su hızını 10 m3/h/m2 aldığımızda, hakikaten filtre görevi yapan kum içindeki su hızının 10 m3/h/m2 civarında olduğunu kabul edebiliriz.
Çapları 2 metre olan ve yükseklikleri aynı olan iki kum filtresinin içinde bulunan fıskiye sayıları farklı farklı olduğunda, bu iki kum filtresinin içindeki su hızını nasıl olur da ayni kabul edebiliriz ve yalnızca filtre kesitini göz önüne alıp filtre kapasitesi hesaplayabiliriz?
Fıskiye düzeneği "az olan" filtre içinden 10 m3/h/m2 hesabı ile su geçirilecekse, "çok fıskiyeli" filtre içinden 20-30 m3/h/m2 hesabı ile su geçirildiğinde aynı filtrasyon sonucu alınır görüşündeyiz. Bu durumda, 31,4 m3/saat suyu 2,00 metre çapında "az fıskiyeli" filtre ile filtrelemek yerine, 1,20 metre çapında ancak "çok fıskiyeli" kum filtresi ile filtrelemek aslında daha ekonomik olur.
- 31,4 m3/saat debideki suyu 1,20 metre çapındaki çok fıskiyeli kum filtresi ile filtrelemenin avantajlarını şöyle sıralayabiliriz (iki filtrenin fiyatı ayni olsa dahi):
- 1,20 metre çapındaki filtre çok daha az yer tuttuğu için ve daha hafif olacağı için nakliyesi daha ucuz olur.
- İşletme içinde daha az yer işgal ettiği için yer avantajı sağlar.
- Kum filtresi ters yıkama hızını 30 m3/h/m2 aldığımızda, ters yıkama süresini 10 dakika alırsak 2,00 metre çapındaki az fıskiyesi olan filtre 15,7 m3 su kullanır. Oysa, 1,20 metre çapındaki filtre yalnızca 5,65 m3 su ile kendini yıkar (üçte biri kadar su kullanır)
- Kum değiştirilmesi gerektiğinde de çok fıskiyeli filtre için az miktarda kum satın alınıp hızlıca kum değişimi sağlanır.
