Основи фільтрування
Конструкція фільтрувальних пліт
Періодичність роботи та циклограма фільтр-пресів
Операції циклограми
Фільтрування - процес поділу неоднорідних рідких середовищ за допомогою пористих проникних перегородок. До процесів фільтрування відноситься поділ неоднорідних рідин (суспензій, шламів, пульп) на тверду і рідку фазу. Поділ суспензії проводиться за допомогою фільтра. У найпростішому випадку він є посудиною, розділеною на дві частини фільтрувальною перегородкою. Фільтрувальні перегородки майже завжди розміщуються на різних опорних пристроях. Суспензію поміщають в одну частину цієї судини таким чином, щоб вона стикалася з фільтрувальної перегородкою. У частинах посудини по різні боки від фільтрувальної перегородки створюється різниця тиску, під дією якої рідина проходить через її пори, а тверді частинки затримуються на ній. Таким чином, суспензія розділяється на фільтрат і вологий осадок. Фільтрування є гідродинамічним процесом, швидкість якого прямо пропорційна різниці тисків, створюваної по обидва боки фільтрувальної перегородки, і обернено пропорційна опору, який зустрічає рідина при русі через пори перегородки і шар утвореного осадка.
Конструкція фільтрувальних плит
Фільтр-прес являє собою набір фільтрувальних плит з фільтрувальними перегородками. У найпростішому випадку кожна камерна фільтрувальна плита є опорою для фільтрувальної перегородки і вдає із себе пластину з дренажної поверхнею і виступом по периметру привалкової поверхні.
У плиті виконані отвори для подачі суспензії (на малюнку в центрі плити) і отвори і внутрішні канали для збору і відводу фільтрату (на малюнку по кутах плити). Для проведення продувки або промивання осадка через отвори і канали відведення фільтрату, вони виконуються тільки з одного боку плити (на мал. показані блакитним кольором) при цьому плити об'єднуються в пакет так, щоб канали сусідніх плит розташовувалися по черзі ліворуч і праворуч (або зверху і знизу).
Коли фільтрувальні плити з'єднуються в єдиний пакет, отвори подачі суспензії і відведення фільтрату утворюють колектора, а між внутрішніми дренажними поверхнями сусідніх плит утворюються так звані камери.
Кожна камера з двох сторін оточена фільтрувальною перегородкою. Конструкція фільтрувальної перегородки передбачає можливість надходження суспензії всередину камери.
Періодичність роботи і циклограма фільтр-преса
Фільтр-прес відноситься до фільтрів періодичної дії. Це означає, що робота фільтр-преса полягає в циклічному виконанні ряду операцій. У загальному випадку циклограма роботи фільтр-преса виглядає наступним чином:
- Затискання фільтр-преса (обов'язкова операція)
- Фільтрування (обов'язкова операція)
- Попереднє пресування осадка (для плит з віджимними діафрагмами - мембранами)
- Продування дренажу
- Промивання осадка водою (або іншою рідиною)
- Пресування осадка (для плит з мембранами)
- Просушка осадка (продування)
- Продування колектора
- Зниження тиску з мембран (для плит з мембранами)
- Розтискання фільтр-преса (обов'язкова операція)
- Відкриття піддону
- Вивантаження осадка (обов'язкова операція)
- Закриття піддону
Під час затискання фільтр-преса фільтрувальні плити з'єднуються в єдиний пакет. Механізм затиску може бути різний: механічний, електромеханічний, гідравлічний, ручний. Зусилля затиску вибирається з умови запобігання течі між плитами в подальших операціях. Під час фільтрування суспензія подається в фільтр-прес і, власне, відбувається поділ суспензії на рідку і тверду фазу. Різниця тиску в переважній більшості випадків створюється або тиском насоса, що подає суспензію, або тиском повітря при переміщенні суспензії з монжуса.
На початку фільтрування відбувається заповнення камер суспензією. При подальшій подачі суспензії на фільтрувальної перегородки наростає шар осадка, заповнюючи в кінці всю камеру. У разі мембранного виконання фільтр-преса з'являється можливість не доводити процес фільтрування до повного заповнення камер осадком, а перейти до пресування, в процесі якого залишки суспензії в камерах витісняються за рахунок тиску, створюваного мембранами. У ряді випадків це забезпечить значне збільшення продуктивності фільтр-преса.
Під час попереднього пресування осаду під рухому мембрану подається середа, що створює тиск пресування. Під дією тиску мембрани осадок додатково зневоднюється і ущільнюється.
Під час продувки дренажу стисненим повітрям звільняється дренажна поверхню від залишків фільтрату для подальшої подачі промивних рідин або повітря просушування.
Під час промивання осадка в одну пару (по вертикалі) колекторів відводу фільтрату на осадок подається промивна рідина, яка, проходячи через шар осадка, промиває його пори від залишків фільтрату.
Під час пресування осадка під мембрану подається середа, що пресує, з більшим тиском, ніж при попередньому пресуванні. Під дією тиску мембрани пори осадка зневоднюється від залишків промивної рідини.
Під час просушування осадка в одну пару (по вертикалі) колекторів відведення фільтрату на осадок подається стиснене повітря, який, проходячи через шар осадку, витісняє залишки промивної рідини або фільтрату.
Під час продувки колектора стиснене повітря подається у напрямку, зворотному подачі суспензії. При цьому колектор подачі суспензії звільняється від розташованої в ній суспензії.
Під час скидання тиску з мембран пресуюче середовище виводяться з фільтр-преса.
Під час розжиму фільтр-преса знімається тиск затиску фільтр-преса і забезпечується пауза 3-5 секунд для стоку залишків фільтрату в колекторах на стулки піддону.
Під час відкриття піддону відкривається отвір під фільтр-пресом, забезпечуючи потрапляння осадка на пристрій його збору або видалення.
Під час вивантаження осаду фільтрувальні плити відводять одна від одної. При цьому осадок під власною вагою, або за допомогою автоматизованих пристроїв, або вручну відділяється від фільтрувальної перегородки і видаляється з камерного простору.
Під час закриття піддону закривається отвір під фільтр-пресом, захищаючи пристрій збору осадка від випадкових протікань суспензії, фільтрату або промивних рідин.
