Filtrite arenduslugu ja tööpõhimõte

Filtreerimistehnoloogiat on tootmises kasutatud juba iidsest Hiinast ja taimsetest kiududest valmistatud paber eksisteeris 200 eKr. Aastal 105 pKr täiustas Cai Lun paberi valmistamise meetodit. Ta lükkab paberivalmistamise käigus taimse kiudmassi tihedale bambuskardinale. Vesi filtreeritakse läbi bambuskardina vahede ning bambuskardina pinnale jäetakse õhuke kiht märga viljaliha. Pärast kuivamist muutub see paberiks.


Varasem filtreerimine oli enamasti gravitatsiooniline filtreerimine, kuid hiljem kasutati filtreerimiskiiruse parandamiseks survefiltratsiooni, mis viis vaakumfiltratsiooni tekkeni. 20. sajandi alguses leiutatud pöörlev trummelvaakumfilter saavutas pideva filtreerimise. Hiljem tekkisid üksteise järel erinevat tüüpi pidevad filtrid. Vahelduva tööga filtrid (nagu plaat- ja raamisurvefiltrid) on välja töötatud tänu nende võimele saavutada automatiseeritud töö, mille tulemuseks on suurenev filtreerimisala. Madala niiskusesisaldusega filtrijääkide saamiseks on välja töötatud mehaanilised pressfiltrid.


x


Filtriga töödeldav vesi siseneb kehasse läbi sisselaskeava ja vees olevad lisandid ladestuvad roostevabast terasest filtrivõrgule, mille tulemuseks on rõhuerinevus. Jälgige rõhuerinevuse muutusi sisse- ja väljalaskeavas rõhuerinevuse lüliti kaudu. Kui rõhuerinevus saavutab seatud väärtuse, saadab elektriline kontroller mootori käivitamiseks signaali hüdraulilisele juhtventiilile. Pärast seadmete paigaldamist siluvad tehnikud selle, määravad filtreerimisaja ja puhastamise teisendusaja. Töödeldav vesi siseneb vee sisselaskeavast kehasse ja filter hakkab normaalselt töötama. Kui eelseadistatud puhastusaeg on käes, saadab elektriline kontroller signaale hüdraulilisele juhtventiilile ja ajamimootorile, käivitades järgmised toimingud: elektrimootor paneb harja pöörlema, puhastab filtrielementi ja juhib ventiili avanemist äravooluks. Kogu puhastusprotsess kestab vaid kümneid sekundeid. Kui puhastamine on lõppenud, sulgege juhtventiil, mootor lõpetab pöörlemise, süsteem naaseb algolekusse ja alustab järgmist filtreerimisprotsessi. Filtri korpuse sisemus koosneb peamiselt jämefiltritest, peenfiltritest, imitorudest, roostevabast terasest harjadest või roostevabast terasest imemisotsikutest, tihendusrõngastest, korrosioonivastastest katetest, pöörlevatest võllidest jne.


Lihtne filter moodustatakse konteineri eraldamisel ülemisse ja alumisse kambrisse, kasutades filtreerivat ainet. Suspensioon lisatakse ülemisse kambrisse ja rõhu all siseneb see läbi filtreerimiskeskkonna alumisse kambrisse, moodustades filtraadi. Tahked osakesed püütakse filtreerimiskeskkonna pinnale, et moodustada filtrijääk (või filtrikook). Filtreerimisprotsessi käigus pakseneb filtrijäägi kiht filtrikeskkonna pinnal järk-järgult ning filtrijäägikihti läbiva vedeliku takistus suureneb, mille tulemusena väheneb filtreerimiskiirus. Kui filtrikamber on täidetud filtrijääkidega või filtreerimiskiirus on liiga madal, peatage filtreerimine, eemaldage filtrijäägid ja regenereerige filtreerimiskeskkond filtreerimistsükli lõpuleviimiseks.


Vedelik peab ületama takistuse filtrijäägikihi ja filtrikeskkonna läbimisel, seega peab mõlemal pool filterkeskkonda olema rõhuerinevus, mis on filtreerimise saavutamise liikumapanev jõud. Rõhu erinevuse suurendamine võib filtreerimist kiirendada, kuid rõhu all deformeeruvad osakesed võivad suurte rõhuerinevuste korral ummistada filtreeriva aine poorid, mille tulemuseks on aeglasem filtreerimine.


Suspensioonifiltreerimiseks on kolm meetodit: räbu kihtfiltreerimine, sügavfiltreerimine ja sõelfiltreerimine.


â  Filtrijääkide kihi filtreerimine: filtreerimise algfaasis suudab filterkeskkond säilitada ainult suuri tahkeid osakesi, samas kui väikesed osakesed läbivad filtriainet koos filtraadiga. Pärast esialgse filtrijäägikihi moodustumist on filtrijäägikihil suur roll filtreerimisel, kus nii suured kui ka väikesed osakesed püütakse kinni, näiteks plaadi- ja raamfiltripressi filtreerimisel.


â¡ Sügavfiltreerimine: filterkeskkond on paks ja suspensioon sisaldab vähem tahkeid osakesi, mis on väiksemad kui filtreerimiskeskkonna poorid. Filtreerimisel satuvad osakesed pooridesse ja adsorbeeritakse, näiteks läbi poorsete plasttorufiltrite ja liivafiltrite.


⢠Sõelfiltreerimine: filtreerimisega kinnijäänud tahked osakesed on suuremad kui filtreerimiskeskkonna poorid ja tahked osakesed ei adsorbeerita filtreerimiskeskkonnas. Näiteks pöörlev trummelfiltri ekraan filtreerib kanalisatsioonist välja jämedad lisandid. Tegelikus filtreerimisprotsessis ilmuvad kolm meetodit sageli samaaegselt või järjestikku.