Historia rozwoju i zasada działania filtrów

Technologia filtracji była stosowana w produkcji od starożytnych Chin, a papier z włókien roślinnych istniał już 200 lat pne. W 105 rne Cai Lun udoskonalił metodę produkcji papieru. Podczas procesu produkcji papieru przesuwa pulpę z włókien roślinnych na gęstą bambusową zasłonę. Woda jest filtrowana przez szczeliny bambusowej zasłony, a na powierzchni bambusowej zasłony pozostaje cienka warstwa mokrej miazgi. Po wyschnięciu staje się papierem.


Najwcześniejsza filtracja była głównie filtracją grawitacyjną, ale później zastosowano filtrację ciśnieniową w celu poprawy szybkości filtracji, co doprowadziło do pojawienia się filtracji próżniowej. Filtr próżniowy z obrotowym bębnem, wynaleziony na początku XX wieku, zapewniał ciągłą pracę filtracji. Później, jeden po drugim, pojawiały się różne rodzaje filtrów ciągłych. Filtry do pracy przerywanej (takie jak filtry ciśnieniowe płytowe i ramowe) zostały opracowane ze względu na ich zdolność do zautomatyzowanej pracy, co skutkuje zwiększeniem obszaru filtracji. W celu uzyskania osadu filtracyjnego o niskiej zawartości wilgoci opracowano mechaniczne filtry prasujące.


x


Woda, która ma być oczyszczona przez filtr, dostaje się do organizmu przez wlot, a zanieczyszczenia w wodzie osadzają się na siatce filtra ze stali nierdzewnej, powodując różnicę ciśnień. Monitorować zmiany różnicy ciśnień na wlocie i wylocie za pomocą przełącznika różnicy ciśnień. Gdy różnica ciśnień osiągnie ustawioną wartość, sterownik elektryczny wysyła sygnał do hydraulicznego zaworu sterującego w celu napędzania silnika. Po zainstalowaniu sprzętu technicy debugują go, ustawiają czas filtracji i czas konwersji czyszczenia. Woda, która ma być uzdatniona, dostaje się do organizmu z wlotu wody, a filtr zaczyna normalnie działać. Po osiągnięciu ustawionego czasu czyszczenia sterownik elektryczny wysyła sygnały do ​​hydraulicznego zaworu sterującego i silnika napędowego, uruchamiając następujące działania: silnik elektryczny napędza szczotkę do obracania się, oczyszcza element filtrujący i steruje otwarciem zaworu w celu opróżnienia. Cały proces czyszczenia trwa tylko kilkadziesiąt sekund. Po zakończeniu czyszczenia zamknij zawór sterujący, silnik przestaje się obracać, system powraca do stanu początkowego i rozpoczyna kolejny proces filtrowania. Wnętrze obudowy filtra składa się głównie z grubych ekranów filtrów, drobnych ekranów filtrów, rur ssących, szczotek ze stali nierdzewnej lub dysz ssących ze stali nierdzewnej, pierścieni uszczelniających, powłok antykorozyjnych, wałów obrotowych itp.


Prosty filtr powstaje poprzez rozdzielenie pojemnika na górną i dolną komorę za pomocą medium filtrującego. Zawiesina jest dodawana do górnej komory i pod ciśnieniem wchodzi do dolnej komory przez medium filtrujące, tworząc filtrat. Cząsteczki stałe są zatrzymywane na powierzchni medium filtrującego, tworząc pozostałość na filtrze (lub placek filtracyjny). Podczas procesu filtracji warstwa osadu filtracyjnego na powierzchni złoża filtracyjnego stopniowo gęstnieje, a opór cieczy przechodzącej przez warstwę osadu filtracyjnego wzrasta, co powoduje zmniejszenie szybkości filtracji. Gdy komora filtra jest wypełniona pozostałościami filtra lub prędkość filtrowania jest zbyt niska, zatrzymaj filtrowanie, usuń pozostałości filtra i zregeneruj medium filtrujące, aby zakończyć cykl filtrowania.


Ciecz musi pokonać opór podczas przechodzenia przez warstwę pozostałości filtra i medium filtracyjne, więc musi istnieć różnica ciśnień po obu stronach medium filtrującego, która jest siłą napędową do osiągnięcia filtracji. Zwiększenie różnicy ciśnień może przyspieszyć filtrację, ale cząstki odkształcające się pod ciśnieniem mają skłonność do zatykania porów medium filtrującego przy dużych różnicach ciśnień, co skutkuje wolniejszą filtracją.


Istnieją trzy metody filtracji zawiesiny: filtracja warstwowa żużla, filtracja głęboka i filtracja sitowa.


â  Filtracja warstwy pozostałości filtra: W początkowej fazie filtracji medium filtracyjne może zatrzymywać tylko duże cząstki stałe, podczas gdy małe cząstki przechodzą przez medium filtracyjne wraz z filtratem. Po utworzeniu początkowej warstwy pozostałości filtra, warstwa pozostałości filtra odgrywa główną rolę w filtracji, w której przechwytywane są zarówno duże, jak i małe cząstki, na przykład podczas filtracji prasy filtracyjnej płytowej i ramowej.


Głęboka filtracja: Medium filtrujące jest grube, a zawiesina zawiera mniej cząstek stałych, które są mniejsze niż pory medium filtrującego. Podczas filtracji cząsteczki dostają się i są adsorbowane w porach, na przykład przez porowate plastikowe filtry rurowe i filtry piaskowe.


Filtracja sitowa: Cząstki stałe przechwycone przez filtrację są większe niż pory medium filtrującego, a cząstki stałe nie są adsorbowane wewnątrz medium filtrującego. Na przykład obrotowe sito bębnowe odfiltrowuje gruboziarniste zanieczyszczenia w ściekach. W rzeczywistym procesie filtrowania te trzy metody często pojawiają się jednocześnie lub sekwencyjnie.