Історія розвитку та принцип роботи фільтрів

Технологія фільтрації застосовувалася у виробництві з часів Стародавнього Китаю, а папір, виготовлений з рослинних волокон, існував за 200 років до нашої ери. У 105 році нашої ери Цай Лун вдосконалив метод виготовлення паперу. Під час виготовлення паперу він розкачує целюлозу з рослинних волокон на щільну бамбукову завісу. Вода фільтрується через щілини бамбукової завіси, а на поверхні бамбукової завіси залишається тонкий шар вологої м’якоті. Після висихання стає папером.


Найдавніша фільтрація була в основному гравітаційною, але пізніше для підвищення швидкості фільтрації використовували фільтрацію під тиском, що призвело до появи вакуумної фільтрації. Роторний барабанний вакуумний фільтр, винайдений на початку 20-го століття, забезпечив безперервну роботу фільтрації. Згодом один за одним з'явилися різні типи безперервних фільтрів. Фільтри періодичної роботи (такі як пластинчасті та каркасні фільтри тиску) були розроблені завдяки їх здатності досягати автоматизованої роботи, що призводить до збільшення площі фільтрації. Для отримання фільтраційного залишку з низьким вмістом вологи розроблені механічні фільтри пресування.


x


Вода, яка очищується фільтром, потрапляє в корпус через вхідний отвір, а домішки у воді осідають на сітці фільтра з нержавіючої сталі, що призводить до різниці тиску. Контролюйте зміну різниці тисків на вході та виході за допомогою реле різниці тисків. Коли різниця тиску досягає встановленого значення, електричний контролер посилає сигнал на гідравлічний регулюючий клапан для приводу двигуна. Після встановлення обладнання технічні спеціалісти проводять його налагодження, встановлюють час фільтрації та час перетворення на очищення. Вода, яка підлягає обробці, потрапляє в організм через впускний отвір, і фільтр починає нормально працювати. Коли заданий час очищення досягається, електричний контролер надсилає сигнали гідравлічному керуючому клапану та приводному двигуну, запускаючи такі дії: електродвигун приводить в рух щітку до обертання, очищаючи фільтруючий елемент і керуючи відкриттям клапана для дренажу. Весь процес очищення триває лише десятки секунд. Коли очищення завершено, закрийте регулюючий клапан, двигун припиняє обертатися, система повертається до початкового стану та починає наступний процес фільтрації. Внутрішня частина корпусу фільтра в основному складається з сіток фільтра грубої очистки, сіток тонкого очищення, всмоктувальних труб, щіток з нержавіючої сталі або всмоктувальних насадок з нержавіючої сталі, ущільнювальних кілець, антикорозійних покриттів, обертових валів тощо.


Простий фільтр формується шляхом поділу контейнера на верхню та нижню камери за допомогою фільтруючого середовища. Суспензія додається у верхню камеру і під тиском через фільтруюче середовище надходить у нижню камеру з утворенням фільтрату. Тверді частинки затримуються на поверхні фільтруючого середовища, утворюючи залишок на фільтрі (або осад на фільтрі). У процесі фільтрації шар залишків фільтра на поверхні фільтруючого середовища поступово потовщується, а опір рідини, що проходить через шар залишків фільтра, збільшується, що призводить до зниження швидкості фільтрації. Коли камера фільтра заповнена залишками фільтра або швидкість фільтрування занадто низька, припиніть фільтрування, видаліть залишки фільтра та регенеруйте фільтруюче середовище, щоб завершити цикл фільтрації.


Рідина повинна долати опір під час проходження через шар залишків фільтра та фільтрувальний матеріал, тому має бути різниця тиску з обох сторін фільтруючого середовища, що є рушійною силою для досягнення фільтрації. Збільшення різниці тиску може прискорити фільтрацію, але частинки, які деформуються під тиском, схильні закупорювати пори фільтруючого середовища при великій різниці тиску, що призводить до сповільнення фільтрації.


Існує три способи фільтрації суспензії: шарова фільтрація шлаку, глибока фільтрація та ситова фільтрація.


â  Фільтрування шару залишків фільтра: на початковому етапі фільтрації фільтруюче середовище може затримувати лише великі тверді частинки, тоді як дрібні частинки проходять через фільтруюче середовище разом із фільтратом. Після формування початкового шару залишків на фільтрі, шар залишків на фільтрі відіграє важливу роль у фільтрації, де перехоплюються як великі, так і дрібні частинки, наприклад, під час фільтрації пластинчатого та рамного фільтр-преса.


â¡ Глибока фільтрація: фільтруюче середовище густе, а суспензія містить менше твердих частинок, які менші за пори фільтруючого середовища. Під час фільтрації частинки потрапляють у пори й адсорбуються в них, наприклад, через пористі пластикові трубчасті фільтри та піщані фільтри.


• Сітчаста фільтрація: тверді частинки, перехоплені фільтрацією, більші за пори фільтруючого середовища, і тверді частинки не адсорбуються всередині фільтруючого середовища. Наприклад, роторна барабанна фільтрувальна сітка відфільтровує грубі домішки в стічних водах. У фактичному процесі фільтрації три методи часто з’являються одночасно або послідовно.