امروزه به دلیل محدودیت‌های منابع آبی، کشاورزان به دنبال جایگزین منبع آبی برای استفاده در سیستم آبیاری خود هستند و این در حالی است که منابع آبی جدید مانند روان آب‌های مهار شده، آب دریاچه‌ها و یا حتی چاه‌ها دارای کیفیت‌های متفاوتی هستند. بطور کلی، منابع جایگزین حاوی ناخالصی‌هایی هستند که میتوانند منجر به آسیب، گرفتگی و یا سایش در اجزای سیستم آبیاری شوند.
ایستگاه فیلتراسیون به یک یا چند نوع فیلتر گفته می‌شود که وظیفه تصفیه ناخالصی و ذرات معلق از قبیل ماسه، سیلت، ذرات ریز معدنی ، جلبک و... از آب آبیاری را دارد. کاربرد ایستگاه فیلتراسیون آبیاری محافظت از اجزای سیستم آبیاری از قبیل پمپ‌ها، خطوط لوله، شیرآلات، آبپاش‌ها، قطره چکان‌ها و ... در مقابل گرفتگی، سایش، رسوب می‌باشد.
آیا استفاده از فیلتر در سیستم آبیاری ضرورت دارد؟
هنگامی که از آب فیلتر نشده برای آبیاری استفاده کنیم، منجر به بروز مشکلات زیادی در سیستم آبیاری می‌گردد. ذرات معلق در آب مانند ماسه، چوب، شن‌های درشت و یا حتی جلبک‌ها میتوانند وارد پمپ آب شوند و به پروانه و اجزای دیگر پمپ آسیب وارد کنند. ساییدگی‌های ایجاد شده بر اثر وجود ماسه در آب با گذشت زمان می‌تواند منجر به ساییدگی و از دست دادن توان و بازده پمپ شوند و عملکرد سیستم آبیاری را تحت تاثیر قرار دهند.
یکی دیگر از مشکلات رایج در استفاده از آب فیلتر نشده، بوجود آوردن خرابی و مشکلات در شیرآلات مورد استفاده در سیستم آبیاری است. ذرات شن و ماسه و جلبک‌ها میتوانند در داخل شیرآلات رسوب کرده و علاوه بر ایجاد خوردگی و سایش، عملکرد و چرخش توپی و دیسک این نوع شیرآلات را مختل کنند. عبور ذرات شن و ماسه می‌تواند در گذر زمان باعث سایش دیسک شیر پروانه ای و یا خوردگی داخل شیرآلات شده و در مکانیزم باز و بسته شدن شیر خلل ایجاد کند.
از تاثیرات دیگر عدم استفاده از سیستم فیلتراسیون می‌توان به آسیب‌های لوله‌ها، لترال، آبپاش‌ها و قطره چکان‌ها نیز اشاره کرد. این ناخالصی‌های در آب آبیاری میتوانند منجر به گرفتگی‌های آبپاش و قطره چکان‌ها شوند. هرچند در طراحی‌های مدرن، نازل‌های قطره چکان‌ها دارای مکانیزم خودشویندگی هستند اما وجود سیستم فیلتراسیون امکان بروز گرفتگی‌های احتمالی را از بین می‌برد. از آسیب‌های دیگر این عارضه می‌توان به برهم خوردن یکنواختی پاشش آبپاش‌ها و همچنین افت فشار در سیستم و نچرخیدن آبپاش‌ها اشاره کرد.
انواع فیلترهای آبیاری
- فیلترهای توری
- فیلترهای دیسکی
- فیلترهای شنی
- فیلترهای هیدروسیکلونی
فیلترهای توری
شاید متداول‌ترین نوع فیلترهای آبیاری همین فیلترهای توری باشند. این فیلتر از از صفحات توری روی یکدیگر تشکیل شده و سدی فیزیکی در برابر ذرات معلق آب ایجاد می‌کند. روی این صفحات توری سوراخ‌هایی وجود دارد که در اصطلاح علمی به آنها مش گفته می‌شود. وظیفه این مش‌ها مسدود کردن راه ذرات معلق در آب و عبور آب تصفیه شده از خود می‌باشد. به عنوان مثال یک صفحه توری 100 مش، دارای 100 سوراخ در هر اینچ صفحه است. هرچه اندازه این مش‌ها (سوراخ‌ها) بزرگ‌تر باشد، فیلتر ضعیف‌تر و هرچه کوچک‌تر و ریزتر باشند توان فیلتر بالاتر می‌باشد. بنابراین هرگونه آلودگی بزرگ‌تر از اندازه مش‌ها بر روی صفحه فیلتر شده و آب تصفیه شده، عبور داده می‌شود.
یک مقیاس دیگر برای اندازه‌گیری مش‌های روی صفحه‌ها، رتبه بندی بر حسب میکرون است. رتبه بندی میکرون کوچکترین ذره در مقیاس میکرون است که فیلتر توری آن را تصفیه می‌کند. درک هر دو مفهموم برای کشاورزان بسیار ضروری است، زیرا تولید کنندگان از هر دو اصطلاح برای توضیح فیلتر استفاده می‌کنند. هرچه تعداد مش‌های صفحه توری بیشتر باشد، رتبه بندی میکرون کاهش پیدا می‌کند.
استفاده از فیلترهای توری در شرایطی که میزان ذرات معلق و آلاینده موجود در آب سبک تا متوسط باشد و آلودگی جزو مواد جامد قابل حمل باشند توصیه می‌شود. نکته اساسی این است که این نوع از فیلترها نیاز به تمیز کردن و نگهداری دوره‌ای دارند و معمولا با جمع شدن آلاینده‌ها روی صفحه، افت فشار در سراسر سیستم افزایش پیدا می‌کند. در این خصوص کارشناسان توصیه می‌کنند که به طور معمول در صورت مشاهده کاهش فشار آب تا 0.5 بار بایستی عمل تمیز کردن و بازرسی فیلترها انجام پذیرد.
برای تمیز کردن صفحات این نوع از فیلترها معمولا دو روش وجود دارد. روش اول طراحی مکانیزم خودشویندگی فیلتر است که با معکوس کردن جریان آب صورت می‌پذیرد و روش دوم جدا سازی و شستشوی دستی است. این مساله اهمیت زیادی دارد که هنگام خرید فیلترهای توری، شرایط استفاده و نگهداری را مورد بررسی قرار دهید تا در موقع کارکرد سیستم، به مشکل بر نخوریم. به طور مثال اگر در سیستم آبیاری مورد استفاده، سیستم فیلتراسیون و پمپ‌ها در مکانی دور از زمین کشاورزی قرار دارد، بهتر است برای سهولت امر، فیلتر خریداری شده دارای مکانیزم خودشویندگی باشد.
فیلترهای دیسکی
نوع دیگری از فیلترهای آب، فیلترهای دیسکی هستند که عملکردی مشابه فیلترهای توری دارند. تنها تفاوت عملکرد فیلترهای دیسکی این است که به جای صفحات توری، دیسک‌هایی انعطاف‌پذیر قرار دارند که مش‌ها روی این صفحات قرار دارند. کار کردن با این نوع از فیلترها ساده بوده و به راحتی شستشو و نگهداری می‌شوند. فیلترهای دیسکی انتخاب خوبی برای سیستم‌هایی است که نمی‌توانند بطور مکرر سرویس و بازرسی شوند. دلیل این مهم سطح اضافی است که این نوع از فیلترها در اختیار شما قرار می‌دهد تا امکان تجمع بیشتری از آلایندها و ذرات معلق را فراهم می‌کند. همانند فیلترهای توری، فیلترهای دیسکی در دو مدل خودشوینده و دستی به بازار عرضه می‌شوند.
فیلترهای شن و ماسه ( تانک شن)
فیلترهای شنی معمولا از مخازن استیل ضد زنگ و یا فولاد کربن روکش شده ساخته می‌شوند که داخل مخازن ماسه سیلیسی خرد شده می‌باشد. آب به هنگام عبور از این لایه‌های شن و ماسه مخصوص، ناخالصی خود را جا گذاشته و تصویه می‌شوند. این نوع از فیلترها در مواردی که مواد و ذرات آلاینده آب زیاد باشند کاربرد زیادی دارد. رتبه بندی میکرون فیلترهای شن و ماسه بستگی به اندازه ذرات شن بکار گرفته در این فیلترها دارد. مطابق فیلترهایی که به آنها اشاره شد، فیلترهای شنی عموما طوری طراحی می‌شوند که با معکوس کردن جریان از سمت پایین به بالا می‌توان آنها را شستشو داد. زمان انجام فرآیند برگشت شستشو و خودشویندگی را می‌توان از روی کاهش و افت فشار متوجه شد. صافی‌های شنی برای گرفتن مواد آلی موثرترین وسیله به شمار می‌آیند.
فیلترهای هیدروسیکلونی یا گریز از مرکز
عملکرد این فیلتر به این شکل است که آب به صورت گردان و گرداب مانند وارد فیلتر شده و این چرخش دورانی آب منجر به پرتاب شدن آلاینده‌ها و ناخالصی‌های آب به سمت دیواره فیلتر شده و آنها را به سمت مخزن پایین هدایت می‌کند. در این فیلترها در صورتی که به درستی نصب و طراحی شده باشند تا 98 درصد از مواد و ناخالصی‌های جامدِ تا 74 میکرون و بزرگ‌تر را از آب جدا می‌کنند. به دلیل مکانیزم و حالت طراحی و جدا بودن مخزن آلاینده‌ها، یکی از مزیت‌های این نوع از فیلترها مقاومت بالا در مقابل افت فشار می‌باشد. ذکر این نکته ضروری است که تمامی سیستم‌های فیلتراسیون و جدا کننده‌ها در محدوده جریان خاصی عمل می‌کنند، این مساله در این نوع فیلتراسیون دارای اهمیت بیشتری است. بنابراین برای کارکرد بهتر فیلترهای گریز از مرکز، بایستی یک فشار حداقلی و حداکثری در ورودی آن داشته باشیم.
توصیه‌هایی برای انتخاب فیلتر مناسب
هیچ فرمول خاص و علمی در انتخاب فیلتر مناسب و اینکه اندازه مناسب مش‌ها برای دیسک و یا تور چه مقدار باید باشد وجود ندارد، ولی با این‌حال برای انتخاب آن می‌توان به مواردی مانند اندازه آلاینده‌های داخل آب، استفاده و کاربری نهایی (برای مثال نوع سیستم آبیاری مانند بارانی، قطره ای و...) توجه کرد. بنابراین در انتخاب صحیح یک فیلتر باید به نوع و اندازه آلاینده‌ها و ذرات موجود در آب، نوع سیستم آبیاری و همچنین نگهداری فیلترها در سیستم آبیاری توجه نمود. یک سیستم فیلتراسیون با طراحی و نصب درست از اجزای سیستم آبیاری شما محافظت کرده و عملکرد مناسبی را در آن تضمین می‌کند.
همچنین یک دستورالعمل کلی وجود دارد که در آن بایستی کوچکترین حفره خطوط انتقال آب در سیستم آبیاری را مد نظر قرار داد. به طور مثال اگر کوچکترین خروجی در آبیاری قطره‌ای 1 میلی‌متر باشد، رتبه‌بندی میکرون‌ها و یا مش‌ها بر روی صفحه بایستی برابر و یا کمتر از 1 میلی متر (100 میکرون) باشند. به طور کلی توصیه می‌شود که در روش آبیاری تحت فشار بارانی حداقل 80 مش، در سیستم آبیاری قطره‌ای حداقل 120مش و نوارهای آبیاری قطره‌ای 155مش را بایستی داشته باشند.