História vývoja a princíp fungovania filtrov

Filtračná technológia sa vo výrobe používa už od starovekej Číny a papier vyrobený z rastlinných vlákien existoval už 200 rokov pred Kristom. V roku 105 nášho letopočtu Cai Lun zlepšil metódu výroby papiera. Počas procesu výroby papiera hojdá buničinu rastlinných vlákien na hustý bambusový záves. Voda sa filtruje cez medzery bambusového závesu a na povrchu bambusového závesu zostáva tenká vrstva mokrej miazgy. Po vysušení sa z neho stane papier.


Najskoršia filtrácia bola väčšinou gravitačná, ale neskôr sa na zlepšenie rýchlosti filtrácie použila tlaková filtrácia, čo viedlo k vzniku vákuovej filtrácie. Rotačný bubnový vákuový filter vynájdený na začiatku 20. storočia dosiahol nepretržitú filtračnú prevádzku. Potom sa jeden po druhom objavili rôzne typy kontinuálnych filtrov. Filtre s prerušovanou prevádzkou (ako sú doskové a rámové tlakové filtre) boli vyvinuté kvôli ich schopnosti dosiahnuť automatizovanú prevádzku, čo má za následok zväčšovanie filtračnej plochy. Aby sa získali filtračné zvyšky s nízkym obsahom vlhkosti, boli vyvinuté mechanické lisovacie filtre.


x


Voda, ktorá má byť upravená filtrom, vstupuje do tela cez vstup a nečistoty vo vode sa usadzujú na sitku filtra z nehrdzavejúcej ocele, čo vedie k tlakovému rozdielu. Sledujte zmeny tlakového rozdielu na vstupe a výstupe pomocou tlakového rozdielového spínača. Keď tlakový rozdiel dosiahne nastavenú hodnotu, elektrický ovládač vyšle signál do hydraulického riadiaceho ventilu na pohon motora. Po inštalácii zariadenia technici odladia, nastavia čas filtrácie a čas konverzie čistenia. Voda na úpravu vstupuje do tela z prívodu vody a filter začne normálne fungovať. Keď sa dosiahne prednastavený čas čistenia, elektrický ovládač odošle signály hydraulickému ovládaciemu ventilu a hnaciemu motoru, čím spustí nasledujúce činnosti: elektromotor poháňa kefu, aby sa otáčala, vyčistila filtračnú vložku a ovládala otvorenie ventilu na odvodnenie. Celý proces čistenia trvá len desiatky sekúnd. Po dokončení čistenia zatvorte regulačný ventil, motor sa prestane otáčať, systém sa vráti do pôvodného stavu a spustí sa ďalší proces filtrovania. Vnútro telesa filtra tvoria hlavne hrubé filtračné sitá, jemné filtračné sitá, sacie rúrky, nerezové kefy alebo nerezové sacie dýzy, tesniace krúžky, antikorózne nátery, rotačné hriadele atď.


Jednoduchý filter vzniká rozdelením nádoby na hornú a dolnú komoru pomocou filtračného média. Suspenzia sa pridá do hornej komory a pod tlakom sa cez filtračné médium dostane do spodnej komory za vzniku filtrátu. Pevné častice sa zachytávajú na povrchu filtračného média a vytvárajú filtračný zvyšok (alebo filtračný koláč). Počas procesu filtrácie vrstva zvyškov filtra na povrchu filtračného média postupne hrubne a zvyšuje sa odpor kvapaliny prechádzajúcej vrstvou zvyškov filtra, čo má za následok zníženie rýchlosti filtrácie. Keď je filtračná komora naplnená zvyškami filtra alebo je rýchlosť filtrovania príliš nízka, zastavte filtrovanie, odstráňte zvyšky filtra a regenerujte filtračné médium, aby sa dokončil cyklus filtrovania.


Kvapalina musí pri prechode vrstvou zvyškov filtra a filtračného média prekonávať odpor, preto musí byť na oboch stranách filtračného média tlakový rozdiel, ktorý je hnacou silou na dosiahnutie filtrácie. Zvýšenie tlakového rozdielu môže urýchliť filtráciu, ale častice, ktoré sa deformujú pod tlakom, sú pri veľkých tlakových rozdieloch náchylné na upchávanie pórov filtračného média, čo má za následok pomalšiu filtráciu.


Existujú tri spôsoby suspenznej filtrácie: trosková vrstva, hĺbková filtrácia a sitová filtrácia.


â  Filtrácia zvyškovej vrstvy filtra: V počiatočnom štádiu filtrácie môže filtračné médium zadržiavať iba veľké pevné častice, zatiaľ čo malé častice prechádzajú cez filtračné médium s filtrátom. Po vytvorení počiatočnej vrstvy zvyškov filtra hrá vrstva zvyškov filtra hlavnú úlohu pri filtrácii, kde sa zachytávajú veľké aj malé častice, ako napríklad pri filtrácii doskového a rámového kalolisu.


â¡ Hĺbková filtrácia: Filtračné médium je husté a suspenzia obsahuje menej pevných častíc, ktoré sú menšie ako póry filtračného média. Počas filtrácie častice vstupujú do pórov a sú v nich adsorbované, napríklad cez porézne plastové rúrkové filtre a pieskové filtre.


⢠Sitová filtrácia: Pevné častice zachytené filtráciou sú väčšie ako póry filtračného média a pevné častice nie sú adsorbované vo filtračnom médiu. Napríklad rotačné bubnové filtračné sito odfiltruje hrubé nečistoty v odpadových vodách. V skutočnom procese filtrovania sa tieto tri metódy často objavujú súčasne alebo postupne.