Historie vývoje a princip fungování filtrů

Filtrační technologie se ve výrobě používá již od starověké Číny a papír vyrobený z rostlinných vláken existoval již 200 let před naším letopočtem. V roce 105 našeho letopočtu Cai Lun zlepšil metodu výroby papíru. Během procesu výroby papíru houpe buničinu rostlinných vláken na hustý bambusový závěs. Voda se filtruje přes mezery bambusového závěsu a na povrchu bambusového závěsu zůstává tenká vrstva vlhké buničiny. Po zaschnutí se z něj stane papír.


Nejčasnější filtrace byla většinou gravitační filtrace, ale později byla použita tlaková filtrace pro zlepšení rychlosti filtrace, což vedlo ke vzniku vakuové filtrace. Rotační bubnový vakuový filtr vynalezený na počátku 20. století dosáhl nepřetržitého filtračního provozu. Poté se jeden po druhém objevily různé typy spojitých filtrů. Filtry s přerušovaným provozem (jako jsou deskové a rámové tlakové filtry) byly vyvinuty kvůli jejich schopnosti dosáhnout automatizovaného provozu, což má za následek zvětšující se filtrační plochu. Aby se získal filtrační zbytek s nízkým obsahem vlhkosti, byly vyvinuty mechanické lisovací filtry.


x


Voda, která má být upravena filtrem, vstupuje do těla přívodem a nečistoty ve vodě se usazují na nerezovém filtru, což má za následek tlakový rozdíl. Sledujte změny tlakového rozdílu na vstupu a výstupu pomocí spínače tlakového rozdílu. Když tlakový rozdíl dosáhne nastavené hodnoty, elektrický ovladač vyšle signál do hydraulického řídicího ventilu, aby poháněl motor. Po instalaci zařízení technici odladí, nastaví dobu filtrace a dobu konverze čištění. Voda určená k úpravě vstupuje do těla přívodem vody a filtr začne normálně fungovat. Když je dosaženo přednastavené doby čištění, elektrický ovladač vyšle signály do hydraulického řídicího ventilu a hnacího motoru, čímž spustí následující akce: elektromotor pohání kartáč do rotace, čistí filtrační vložku a ovládá otevření ventilu pro odvodnění. Celý proces čištění trvá jen desítky sekund. Po dokončení čištění zavřete regulační ventil, motor se přestane otáčet, systém se vrátí do výchozího stavu a zahájí další proces filtrace. Vnitřek pouzdra filtru se skládá převážně z hrubých filtračních sít, jemných filtračních sít, sacích trubek, nerezových kartáčů nebo nerezových sacích hubic, těsnících kroužků, antikorozních povlaků, rotačních hřídelí atd.


Jednoduchý filtr vzniká rozdělením nádoby na horní a spodní komoru pomocí filtračního média. Suspenze se přidá do horní komory a pod tlakem se přes filtrační médium dostane do spodní komory za vzniku filtrátu. Pevné částice se zachycují na povrchu filtračního média a vytvářejí filtrační zbytek (nebo filtrační koláč). Během procesu filtrace vrstva zbytků filtru na povrchu filtračního média postupně houstne a zvyšuje se odpor kapaliny procházející vrstvou zbytků filtru, což má za následek snížení rychlosti filtrace. Když je komora filtru naplněna zbytky filtru nebo je rychlost filtrování příliš nízká, zastavte filtrování, odstraňte zbytky filtru a regenerujte filtrační médium, aby se dokončil filtrační cyklus.


Kapalina musí při průchodu vrstvou zbytků filtru a filtračním médiem překonávat odpor, takže na obou stranách filtračního média musí být tlakový rozdíl, který je hnací silou pro dosažení filtrace. Zvýšení tlakového rozdílu může urychlit filtraci, ale částice, které se pod tlakem deformují, jsou náchylné při velkých tlakových rozdílech ucpat póry filtračního média, což má za následek pomalejší filtraci.


Existují tři způsoby suspenzní filtrace: strusková vrstva, hloubková filtrace a sítová filtrace.


â  Filtrace zbytků filtru: V počáteční fázi filtrace může filtrační médium zadržovat pouze velké pevné částice, zatímco malé částice procházejí filtračním médiem s filtrátem. Po vytvoření počáteční vrstvy zbytků filtru hraje vrstva zbytků filtru hlavní roli ve filtraci, kde se zachycují velké i malé částice, jako například při filtraci deskového a rámového kalolisu.


â¡ Hluboká filtrace: Filtrační médium je husté a suspenze obsahuje méně pevných částic, které jsou menší než póry filtračního média. Během filtrace částice vstupují do pórů a jsou v nich adsorbovány, například přes porézní plastové trubkové filtry a pískové filtry.


⢠Sítová filtrace: Pevné částice zachycené filtrací jsou větší než póry filtračního média a pevné částice nejsou adsorbovány uvnitř filtračního média. Například rotační bubnové filtrační síto filtruje hrubé nečistoty v odpadních vodách. Ve skutečném procesu filtrování se tyto tři metody často objevují současně nebo postupně.