Ιστορικό ανάπτυξης και αρχή λειτουργίας φίλτρων

Η τεχνολογία φιλτραρίσματος εφαρμόζεται στην παραγωγή από την αρχαία Κίνα και το χαρτί από φυτικές ίνες υπήρχε μέχρι το 200 π.Χ. Το 105 μ.Χ., ο Cai Lun βελτίωσε τη μέθοδο παραγωγής χαρτιού. Κουνάει πολτό φυτικών ινών σε μια πυκνή κουρτίνα από μπαμπού κατά τη διαδικασία κατασκευής χαρτιού. Το νερό φιλτράρεται μέσα από τα κενά της κουρτίνας από μπαμπού και ένα λεπτό στρώμα υγρού πολτού αφήνεται στην επιφάνεια της κουρτίνας από μπαμπού. Αφού στεγνώσει γίνεται χαρτί.


Η παλαιότερη διήθηση ήταν κυρίως φιλτράρισμα με βαρύτητα, αλλά αργότερα χρησιμοποιήθηκε διήθηση υπό πίεση για τη βελτίωση της ταχύτητας διήθησης, οδηγώντας στην εμφάνιση διήθησης κενού. Το φίλτρο κενού περιστροφικού τυμπάνου που εφευρέθηκε στις αρχές του 20ου αιώνα πέτυχε συνεχή λειτουργία φιλτραρίσματος. Στη συνέχεια, διάφορα είδη συνεχών φίλτρων εμφανίστηκαν το ένα μετά το άλλο. Τα φίλτρα διακοπτόμενης λειτουργίας (όπως τα φίλτρα πίεσης πλάκας και πλαισίου) έχουν αναπτυχθεί λόγω της ικανότητάς τους να επιτυγχάνουν αυτοματοποιημένη λειτουργία, με αποτέλεσμα την αυξανόμενη περιοχή φιλτραρίσματος. Προκειμένου να ληφθούν υπολείμματα φίλτρου με χαμηλή περιεκτικότητα σε υγρασία, έχουν αναπτυχθεί φίλτρα μηχανικής συμπίεσης.


x


Το νερό που πρόκειται να υποβληθεί σε επεξεργασία από το φίλτρο εισέρχεται στο σώμα μέσω της εισόδου και οι ακαθαρσίες στο νερό εναποτίθενται στο πλέγμα φίλτρου από ανοξείδωτο χάλυβα, με αποτέλεσμα τη διαφορά πίεσης. Παρακολουθήστε τις αλλαγές της διαφοράς πίεσης στην είσοδο και την έξοδο μέσω ενός διακόπτη διαφοράς πίεσης. Όταν η διαφορά πίεσης φτάσει την καθορισμένη τιμή, ο ηλεκτρικός ελεγκτής στέλνει ένα σήμα στη βαλβίδα υδραυλικού ελέγχου για να κινήσει τον κινητήρα. Μετά την εγκατάσταση του εξοπλισμού, οι τεχνικοί τον διορθώνουν, ορίζουν το χρόνο φιλτραρίσματος και τον χρόνο μετατροπής καθαρισμού. Το προς επεξεργασία νερό εισέρχεται στο σώμα από την είσοδο του νερού και το φίλτρο αρχίζει να λειτουργεί κανονικά. Όταν επιτευχθεί ο προκαθορισμένος χρόνος καθαρισμού, ο ηλεκτρικός ελεγκτής στέλνει σήματα στη βαλβίδα υδραυλικού ελέγχου και στον κινητήρα κίνησης, ενεργοποιώντας τις ακόλουθες ενέργειες: ο ηλεκτροκινητήρας περιστρέφει τη βούρτσα, καθαρίζει το στοιχείο φίλτρου και ελέγχει το άνοιγμα της βαλβίδας για αποστράγγιση. Η όλη διαδικασία καθαρισμού διαρκεί μόνο δεκάδες δευτερόλεπτα. Όταν ολοκληρωθεί ο καθαρισμός, κλείστε τη βαλβίδα ελέγχου, ο κινητήρας σταματά να περιστρέφεται, το σύστημα επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση και ξεκινά την επόμενη διαδικασία φιλτραρίσματος. Το εσωτερικό του περιβλήματος του φίλτρου αποτελείται κυρίως από χονδροειδείς σήτες φίλτρου, λεπτές σήτες φίλτρων, σωλήνες αναρρόφησης, βούρτσες από ανοξείδωτο χάλυβα ή ακροφύσια αναρρόφησης από ανοξείδωτο χάλυβα, δακτυλίους στεγανοποίησης, αντιδιαβρωτικές επιστρώσεις, περιστρεφόμενους άξονες κ.λπ.


Ένα απλό φίλτρο σχηματίζεται με το διαχωρισμό του δοχείου σε άνω και κάτω θαλάμους χρησιμοποιώντας ένα μέσο φιλτραρίσματος. Το εναιώρημα προστίθεται στον άνω θάλαμο, και υπό πίεση, εισέρχεται στον κάτω θάλαμο μέσω του μέσου διήθησης για να σχηματίσει ένα διήθημα. Τα στερεά σωματίδια παγιδεύονται στην επιφάνεια του μέσου διήθησης για να σχηματίσουν ένα υπόλειμμα φίλτρου (ή κέικ φίλτρου). Κατά τη διαδικασία διήθησης, το στρώμα υπολειμμάτων φίλτρου στην επιφάνεια του μέσου φίλτρου πυκνώνει σταδιακά και η αντίσταση του υγρού που διέρχεται από το στρώμα υπολειμμάτων φίλτρου αυξάνεται, με αποτέλεσμα τη μείωση της ταχύτητας διήθησης. Όταν ο θάλαμος φίλτρου γεμίσει με υπολείμματα φίλτρου ή η ταχύτητα φιλτραρίσματος είναι πολύ χαμηλή, σταματήστε το φιλτράρισμα, αφαιρέστε το υπόλειμμα φίλτρου και αναγεννήστε το μέσο φιλτραρίσματος για να ολοκληρώσετε έναν κύκλο φιλτραρίσματος.


Το υγρό πρέπει να υπερνικήσει την αντίσταση όταν διέρχεται από το στρώμα υπολειμμάτων φίλτρου και το μέσο φίλτρου, επομένως πρέπει να υπάρχει διαφορά πίεσης και στις δύο πλευρές του μέσου φίλτρου, η οποία είναι η κινητήρια δύναμη για την επίτευξη του φιλτραρίσματος. Η αύξηση της διαφοράς πίεσης μπορεί να επιταχύνει τη διήθηση, αλλά τα σωματίδια που παραμορφώνονται υπό πίεση είναι επιρρεπή να φράξουν τους πόρους του μέσου φιλτραρίσματος σε μεγάλες διαφορές πίεσης, με αποτέλεσμα πιο αργή διήθηση.


Υπάρχουν τρεις μέθοδοι για τη διήθηση με εναιώρημα: διήθηση στο στρώμα σκωρίας, βαθιά διήθηση και διήθηση με κόσκινο.


â  Διήθηση στρώματος υπολειμμάτων φίλτρου: Στο αρχικό στάδιο της διήθησης, το μέσο φίλτρου μπορεί να συγκρατήσει μόνο μεγάλα στερεά σωματίδια, ενώ τα μικρά σωματίδια περνούν μέσω του μέσου φίλτρου μαζί με το διήθημα. Μετά το σχηματισμό του αρχικού στρώματος υπολειμμάτων φίλτρου, το στρώμα υπολειμμάτων φίλτρου παίζει σημαντικό ρόλο στη διήθηση, όπου παρεμποδίζονται τόσο μεγάλα όσο και μικρά σωματίδια, όπως στη διήθηση μιας πλάκας και φίλτρου πλαισίου.


â¡ Βαθύ φιλτράρισμα: Το μέσο διήθησης είναι παχύ και το εναιώρημα περιέχει λιγότερα στερεά σωματίδια, τα οποία είναι μικρότερα από τους πόρους του μέσου διήθησης. Κατά τη διήθηση, τα σωματίδια εισέρχονται και απορροφώνται στους πόρους, όπως μέσω φίλτρων από πορώδεις πλαστικούς σωλήνες και φίλτρα άμμου.


⢠Διήθηση με κόσκινο: Τα στερεά σωματίδια που παρεμποδίζονται από τη διήθηση είναι μεγαλύτερα από τους πόρους του μέσου διήθησης και τα στερεά σωματίδια δεν απορροφώνται μέσα στο μέσο διήθησης. Για παράδειγμα, η οθόνη φίλτρου περιστροφικού τυμπάνου φιλτράρει τις χονδροειδείς ακαθαρσίες στα λύματα. Στην πραγματική διαδικασία φιλτραρίσματος, οι τρεις μέθοδοι εμφανίζονται συχνά ταυτόχρονα ή διαδοχικά.