Фильтр-пресс (англ. filter-press) — аппарат периодического действия для разделения под давлением жидких неоднородных систем (суспензий, пульп) на жидкую фазу (фильтрат) и твердую фазу (осадок, кек). Фильтр-прессы применяются для фильтрования широкого класса суспензий, а также они пригодны для разделения суспензий с небольшой концентрацией твердых частиц и суспензий с повышенной температурой, охлаждение которых недопустимо вследствие выпадения кристаллов из жидкости.

Принцип действия

Движущей силой процесса фильтрования является напор подаваемой в аппарат суспензии. Суспензия под давлением поступает внутрь пакета плотно сжатых фильтровальных плит (плит и рам). Плиты обтягиваются фильтровальной тканью. Частицы твердой фазы задерживаются на поверхности фильтровального полотна, а жидкая фаза свободно проникает через мелкие поры фильтроткани и далее через систему каналов выводится из фильтра.

История

Фильтр-пресс Энзингера, 1888 год.

Первые фильтр-прессы появились в Англии и США в середине XIX века. Одно из первых предприятий успешно применявших фильтр-прессы на очистных сооружения — сахарный завод в г. Вустер (штат Массачусетс) США в период с 1898 по 1917. До начала 1970-х фильтр-прессы не могли обходиться без применения тяжелого физического труда, что делало их малоэффективными по сравнению с вакуум-фильтрами. Определенный прогресс в технологиях механизации и автоматизации позволил создать системы раздвижки плит, выгрузки осадка, промывки и регенерации фильтроткани. Сегодня фильтр пресс широко применяются как в промышленности, так и в коммунальном хозяйстве. С 1888 года (официальная дата изобретения фильтр-пресса — 27 ноября) в мире было зарегистрировано более 400 патентов на фильтр-прессы и элементы их конструкции. Основная масса изобретений касается устройства пакета фильтровальных элементов — рам и плит.

С конца 50-х годов XX века можно отсчитывать новый этап в истории и технологии фильтр-прессов. Бурное развитие индустрии пластмасс привело к созданию конструкционных термопластов, пригодных для использования в качестве материала пластин и плит. В настоящее время для производства фильтровальных плит в основном применяются полипропилен (PP), поливинилиденфторид (PVDF), этилен-пропилен-диен-метилен (EPDM, СКЭПТ, этилен-пропиленовый каучук). Их применение оправдано уникальным сочетание их качеств: механическая прочность, малый вес, химическая стойкость.

Первоначально зажим и раздвижка плит на фильтр-прессе осуществлялся с помощью механического винта вручную. Далее вместо ручного привода стал использоваться электромеханический привод. Но у системы зажима плит винтом был один существенный недостаток — низкое давление фильтрации, не более 0,6 МПа. Во второй половине XX века в конструкции фильтр-пресса появился объемый гидравлический привод, ситуация изменилась, стало возможной фильтрация при давлении до 3,0 МПа. Также был механизирован и автоматизирован процесс раздвижки фильтровальных плит (рам), съема осадка, регенерации фильтровальной ткани. Но настоящую революцию пережили фильтр-прессы с созданием в середине 60-х годов фильтровальных плит с отжимной мембраной (диафрагмой). Мембраны значительно расширяют возможности фильтр-пресса. Принцип их действия таков: мембраны под действием давления (жидкости или газа) вздуваются, объем фильтровальных камер уменьшается и осадок под действием давления сжимается, поры в осадке сокращаются, из-за чего происходит дополнительное выделение жидкой фазы из осадка.