История развития и принцип работы фильтров

Технология фильтрации применялась в производстве еще с Древнего Китая, а бумага из растительных волокон существовала к 200 г. до н.э. В 105 году нашей эры Цай Лунь усовершенствовал метод изготовления бумаги. Он наматывает целлюлозу из растительных волокон на плотный бамбуковый занавес во время процесса изготовления бумаги. Вода фильтруется через щели бамбукового занавеса, и на поверхности бамбукового занавеса остается тонкий слой влажной мякоти. После высыхания становится бумагой.


Самой ранней фильтрацией была в основном гравитационная фильтрация, но позже для повышения скорости фильтрации стали использовать фильтрацию под давлением, что привело к появлению вакуумной фильтрации. Вакуумный фильтр с вращающимся барабаном, изобретенный в начале 20 века, обеспечивал непрерывную фильтрацию. Впоследствии один за другим появились различные типы непрерывных фильтров. Фильтры периодического действия (например, пластинчатые и рамные напорные фильтры) были разработаны благодаря их способности обеспечивать автоматическую работу, что приводит к увеличению площади фильтрации. Для получения остатка на фильтре с низким содержанием влаги были разработаны фильтры механического прессования.


x


Вода, подлежащая очистке фильтром, поступает в корпус через входное отверстие, а примеси в воде оседают на сетке фильтра из нержавеющей стали, что приводит к перепаду давления. Контролируйте изменения перепада давления на входе и выходе с помощью реле перепада давления. Когда разница давлений достигает установленного значения, электрический контроллер посылает сигнал на гидравлический регулирующий клапан для запуска двигателя. После установки оборудования технические специалисты проводят его отладку, устанавливают время фильтрации и время преобразования очистки. Вода, подлежащая очистке, поступает в организм из водозаборника, и фильтр начинает нормально работать. Когда заданное время очистки достигнуто, электрический контроллер посылает сигналы на гидравлический регулирующий клапан и приводной двигатель, вызывая следующие действия: электрический двигатель приводит во вращение щетку, очищает фильтрующий элемент и управляет открытием клапана для слива. Весь процесс очистки длится всего несколько десятков секунд. Когда очистка завершена, закройте регулирующий клапан, двигатель перестанет вращаться, система вернется в исходное состояние и начнется следующий процесс фильтрации. Внутренняя часть корпуса фильтра в основном состоит из сетчатых фильтров грубой очистки, сетчатых фильтров тонкой очистки, всасывающих труб, щеток из нержавеющей стали или всасывающих сопел из нержавеющей стали, уплотнительных колец, антикоррозийных покрытий, вращающихся валов и т. д.


Простой фильтр формируется путем разделения контейнера на верхнюю и нижнюю камеры с помощью фильтрующей среды. Суспензия добавляется в верхнюю камеру и под давлением через фильтрующую среду поступает в нижнюю камеру с образованием фильтрата. Твердые частицы задерживаются на поверхности фильтрующей среды, образуя фильтрационный остаток (или фильтрационный осадок). В процессе фильтрации слой фильтрующего остатка на поверхности фильтрующей среды постепенно утолщается, а сопротивление жидкости, проходящей через слой фильтрующего остатка, увеличивается, что приводит к снижению скорости фильтрации. Когда камера фильтра заполнена остатками фильтра или скорость фильтрации слишком низкая, остановите фильтрацию, удалите остатки фильтра и регенерируйте фильтрующую среду, чтобы завершить цикл фильтрации.


Жидкость должна преодолевать сопротивление при прохождении через слой фильтрующего остатка и фильтрующую среду, поэтому должна быть разница давлений с обеих сторон фильтрующей среды, которая является движущей силой для достижения фильтрации. Увеличение перепада давления может ускорить фильтрацию, но частицы, деформирующиеся под давлением, склонны забивать поры фильтрующей среды при больших перепадах давления, что приводит к замедлению фильтрации.


Существует три метода фильтрации суспензии: фильтрация через слой шлака, глубокая фильтрация и фильтрация через сита.


✓ Фильтрация остаточного слоя фильтра: на начальном этапе фильтрации фильтрующая среда может задерживать только крупные твердые частицы, в то время как мелкие частицы проходят через фильтрующую среду вместе с фильтратом. После образования начального слоя остатка на фильтре слой остатка на фильтре играет основную роль в фильтрации, где задерживаются как крупные, так и мелкие частицы, например, при фильтрации пластинчатого и рамного фильтр-пресса.


✓ Глубокая фильтрация: фильтрующая среда густая, а суспензия содержит меньше твердых частиц, размер которых меньше размера пор фильтрующей среды. Во время фильтрации частицы попадают в поры и адсорбируются в них, например, через пористые пластиковые трубчатые фильтры и песчаные фильтры.


• Ситовая фильтрация: твердые частицы, улавливаемые фильтрацией, больше, чем поры фильтрующей среды, и твердые частицы не адсорбируются внутри фильтрующей среды. Например, сетка с вращающимся барабаном отфильтровывает крупные примеси в сточных водах. В реальном процессе фильтрации три метода часто используются одновременно или последовательно.