Sejarah pengembangan dan prinsip kerja filter

Teknologi filtrasi telah diterapkan dalam produksi sejak Tiongkok kuno, dan kertas yang terbuat dari serat tumbuhan sudah ada sejak 200 SM. Pada tahun 105 M, Cai Lun menyempurnakan metode pembuatan kertas. Dia mengayunkan bubur serat tanaman ke tirai bambu yang lebat selama proses pembuatan kertas. Air disaring melalui celah tirai bambu, dan lapisan tipis ampas basah tertinggal di permukaan tirai bambu. Setelah kering, menjadi kertas.


Filtrasi paling awal sebagian besar adalah filtrasi gravitasi, tetapi filtrasi tekanan kemudian digunakan untuk meningkatkan kecepatan filtrasi, yang menyebabkan munculnya filtrasi vakum. Filter vakum drum putar yang ditemukan pada awal abad ke-20 mencapai operasi filtrasi berkelanjutan. Setelah itu, berbagai jenis filter kontinu muncul satu demi satu. Filter operasi intermiten (seperti filter tekanan pelat dan bingkai) telah dikembangkan karena kemampuannya untuk mencapai operasi otomatis, menghasilkan peningkatan area filtrasi. Untuk mendapatkan residu filter dengan kadar air rendah, telah dikembangkan filter pengepresan mekanis.


x


Air yang akan diolah oleh filter masuk ke dalam tubuh melalui saluran masuk, dan kotoran dalam endapan air pada jaring filter baja tahan karat, menghasilkan perbedaan tekanan. Pantau perubahan perbedaan tekanan di saluran masuk dan keluar melalui sakelar perbedaan tekanan. Ketika perbedaan tekanan mencapai nilai yang ditetapkan, pengontrol listrik mengirimkan sinyal ke katup kontrol hidrolik untuk menggerakkan motor. Setelah pemasangan peralatan, teknisi men-debug-nya, mengatur waktu filtrasi dan waktu konversi pembersihan. Air yang akan diolah masuk ke dalam tubuh dari saluran masuk air, dan filter mulai bekerja secara normal. Ketika waktu pembersihan yang telah ditentukan tercapai, pengontrol listrik mengirimkan sinyal ke katup kontrol hidraulik dan motor penggerak, memicu tindakan berikut: motor listrik menggerakkan sikat untuk berputar, membersihkan elemen filter, dan mengontrol katup agar terbuka untuk drainase. Seluruh proses pembersihan hanya berlangsung selama puluhan detik. Saat pembersihan selesai, tutup katup kontrol, motor berhenti berputar, sistem kembali ke keadaan awal, dan memulai proses penyaringan berikutnya. Bagian dalam rumah filter terutama terdiri dari layar filter kasar, layar filter halus, pipa hisap, sikat stainless steel atau nozel hisap stainless steel, cincin penyegel, pelapis anti korosi, poros berputar, dll.


Filter sederhana dibentuk dengan memisahkan wadah menjadi ruang atas dan bawah menggunakan media penyaringan. Suspensi ditambahkan ke ruang atas, dan di bawah tekanan, memasuki ruang bawah melalui media penyaringan untuk membentuk filtrat. Partikel padat terperangkap di permukaan media penyaringan untuk membentuk residu filter (atau filter cake). Selama proses filtrasi, lapisan residu filter pada area permukaan media filter secara bertahap mengental, dan resistensi cairan yang melewati lapisan residu filter meningkat, sehingga kecepatan filtrasi menurun. Ketika ruang filter diisi dengan residu filter atau kecepatan penyaringan terlalu rendah, hentikan penyaringan, buang residu filter, dan buat kembali media penyaringan untuk menyelesaikan siklus penyaringan.


Cairan harus mengatasi hambatan saat melewati lapisan residu filter dan media filter, sehingga harus ada perbedaan tekanan di kedua sisi media filter, yang merupakan tenaga penggerak untuk mencapai filtrasi. Peningkatan perbedaan tekanan dapat mempercepat filtrasi, tetapi partikel yang berubah bentuk di bawah tekanan cenderung menyumbat pori-pori media penyaringan pada perbedaan tekanan yang besar, mengakibatkan filtrasi lebih lambat.


Ada tiga metode untuk filtrasi suspensi: filtrasi lapisan terak, filtrasi dalam, dan filtrasi ayakan.


â  Filtrasi lapisan residu filter: Pada tahap awal filtrasi, media filter hanya dapat menahan partikel padat berukuran besar, sementara partikel kecil melewati media filter bersama filtrat. Setelah pembentukan lapisan residu filter awal, lapisan residu filter memainkan peran utama dalam filtrasi, di mana partikel besar dan kecil dicegat, seperti dalam filtrasi plat dan bingkai filter press.


â¡ Filtrasi dalam: Media penyaringan tebal, dan suspensi mengandung lebih sedikit partikel padat, yang lebih kecil dari pori-pori media penyaringan. Selama filtrasi, partikel masuk dan teradsorpsi di pori-pori, seperti melalui filter tabung plastik berpori dan filter pasir.


⢠Filtrasi ayakan: Partikel padat yang dicegat oleh filtrasi lebih besar dari pori-pori media filter, dan partikel padat tidak terserap di dalam media filter. Misalnya, layar filter drum putar menyaring kotoran kasar di saluran pembuangan. Dalam proses penyaringan yang sebenarnya, ketiga metode tersebut seringkali muncul secara bersamaan atau berurutan.