ประวัติการพัฒนาและหลักการทำงานของตัวกรอง

เทคโนโลยีการกรองถูกนำมาใช้ในการผลิตตั้งแต่สมัยโบราณของจีน และกระดาษที่ทำจากเส้นใยพืชมีอยู่เมื่อ 200 ปีก่อนคริสตกาล ในปี ค.ศ. 105 Cai Lun ได้ปรับปรุงวิธีการทำกระดาษ เขาเหวี่ยงเยื่อใยพืชลงบนม่านไม้ไผ่หนาทึบในระหว่างกระบวนการผลิตกระดาษ น้ำจะถูกกรองผ่านช่องว่างของม่านไม้ไผ่ และเยื่อกระดาษเปียกบางๆ จะเหลืออยู่บนผิวของม่านไม้ไผ่ หลังจากแห้งจะกลายเป็นกระดาษ


การกรองในยุคแรกสุดเป็นการกรองด้วยแรงโน้มถ่วงเป็นส่วนใหญ่ แต่การกรองด้วยแรงดันในภายหลังถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงความเร็วในการกรอง ซึ่งนำไปสู่การเกิดขึ้นของการกรองแบบสุญญากาศ ตัวกรองสุญญากาศแบบดรัมหมุนที่ประดิษฐ์ขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ประสบความสำเร็จในการกรองอย่างต่อเนื่อง หลังจากนั้น ฟิลเตอร์ต่อเนื่องประเภทต่างๆ ก็เกิดขึ้นตามมา ตัวกรองการทำงานแบบไม่ต่อเนื่อง (เช่น ตัวกรองแรงดันแบบแผ่นและแบบเฟรม) ได้รับการพัฒนาเนื่องจากความสามารถในการทำงานแบบอัตโนมัติ ส่งผลให้พื้นที่การกรองเพิ่มขึ้น เพื่อให้ได้สารตกค้างของตัวกรองที่มีความชื้นต่ำ จึงได้มีการพัฒนาตัวกรองแบบกดเชิงกล


x


น้ำที่ต้องบำบัดด้วยตัวกรองจะเข้าสู่ร่างกายผ่านทางเข้า และสิ่งสกปรกในน้ำที่เกาะอยู่บนตาข่ายกรองสแตนเลส ส่งผลให้เกิดความแตกต่างของแรงดัน ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงความแตกต่างของแรงดันที่ทางเข้าและทางออกผ่านสวิตช์ความแตกต่างของแรงดัน เมื่อความแตกต่างของความดันถึงค่าที่ตั้งไว้ ตัวควบคุมไฟฟ้าจะส่งสัญญาณไปยังวาล์วควบคุมไฮดรอลิกเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ หลังจากติดตั้งอุปกรณ์แล้ว ช่างเทคนิคจะทำการดีบัก ตั้งเวลาการกรอง และเวลาในการแปลงการทำความสะอาด น้ำที่ผ่านการบำบัดจะเข้าสู่ร่างกายจากช่องเติมน้ำ และตัวกรองจะเริ่มทำงานตามปกติ เมื่อถึงกำหนดเวลาทำความสะอาดที่ตั้งไว้ ตัวควบคุมไฟฟ้าจะส่งสัญญาณไปยังวาล์วควบคุมไฮดรอลิกและมอเตอร์ขับเคลื่อน กระตุ้นการดำเนินการต่อไปนี้: มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนแปรงให้หมุน ทำความสะอาดไส้กรอง และควบคุมวาล์วเพื่อเปิดระบายน้ำ กระบวนการทำความสะอาดทั้งหมดใช้เวลาหลายสิบวินาทีเท่านั้น เมื่อการทำความสะอาดเสร็จสิ้น ให้ปิดวาล์วควบคุม มอเตอร์หยุดหมุน ระบบจะกลับสู่สถานะเริ่มต้น และเริ่มกระบวนการกรองถัดไป ภายในตัวเรือนตัวกรองส่วนใหญ่ประกอบด้วยตะแกรงกรองหยาบ, ตะแกรงกรองละเอียด, ท่อดูด, แปรงสแตนเลสหรือหัวดูดสแตนเลส, แหวนซีล, สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อน, เพลาหมุน ฯลฯ


ตัวกรองอย่างง่ายเกิดจากการแยกภาชนะออกเป็นช่องบนและช่องล่างโดยใช้สื่อกรอง สารแขวนลอยถูกเพิ่มเข้าไปในห้องด้านบน และภายใต้ความกดดัน มันจะเข้าสู่ห้องล่างผ่านตัวกลางการกรองเพื่อสร้างตัวกรอง อนุภาคของแข็งติดอยู่ที่พื้นผิวของสื่อการกรองเพื่อสร้างกากกรอง (หรือเค้กกรอง) ในระหว่างกระบวนการกรอง ชั้นกากของตัวกรองบนพื้นที่ผิวของสารกรองจะค่อยๆ หนาขึ้น และความต้านทานของของเหลวที่ผ่านชั้นกากของตัวกรองจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความเร็วในการกรองลดลง เมื่อห้องกรองเต็มไปด้วยสิ่งตกค้างของตัวกรองหรือความเร็วในการกรองต่ำเกินไป ให้หยุดการกรอง นำสิ่งตกค้างของตัวกรองออก และสร้างสื่อการกรองใหม่เพื่อให้วงจรการกรองสมบูรณ์


ของเหลวต้องเอาชนะแรงต้านทานเมื่อผ่านชั้นสารตกค้างของตัวกรองและตัวกลางในการกรอง ดังนั้นจึงต้องมีความแตกต่างของแรงดันทั้งสองด้านของตัวกลางกรอง ซึ่งเป็นแรงผลักดันในการกรองให้ได้ การเพิ่มความแตกต่างของความดันสามารถเร่งการกรอง แต่อนุภาคที่เปลี่ยนรูปภายใต้ความดันมีแนวโน้มที่จะอุดตันรูพรุนของตัวกลางการกรองที่ความแตกต่างของความดันมาก ส่งผลให้การกรองช้าลง


มีสามวิธีสำหรับการกรองสารแขวนลอย: การกรองในชั้นตะกรัน การกรองแบบลึก และการกรองด้วยตะแกรง


â  การกรองในชั้นสารตกค้างของตัวกรอง: ในขั้นตอนเริ่มต้นของการกรอง สารกรองสามารถกักเก็บได้เฉพาะอนุภาคของแข็งขนาดใหญ่ ในขณะที่อนุภาคขนาดเล็กจะผ่านสารกรองผ่านสารกรอง หลังจากการก่อตัวของชั้นตกค้างของตัวกรองเริ่มต้นแล้ว ชั้นของตัวกรองที่เหลือจะมีบทบาทสำคัญในการกรอง ซึ่งดักจับทั้งอนุภาคขนาดใหญ่และขนาดเล็ก เช่น ในการกรองของแผ่นกรองและกดตัวกรองแบบเฟรม


â¡ การกรองแบบลึก: สารกรองมีความหนา และสารแขวนลอยมีอนุภาคของแข็งน้อยกว่า ซึ่งมีขนาดเล็กกว่ารูพรุนของสารกรอง ในระหว่างการกรอง อนุภาคจะเข้าไปและถูกดูดซับในรูขุมขน เช่น ผ่านตัวกรองท่อพลาสติกที่มีรูพรุนและตัวกรองทราย


การกรองด้วยตะแกรง: อนุภาคของแข็งที่สกัดกั้นโดยการกรองมีขนาดใหญ่กว่ารูพรุนของตัวกลางการกรอง และอนุภาคของแข็งจะไม่ถูกดูดซับภายในตัวกลางการกรอง ตัวอย่างเช่น หน้าจอตัวกรองแบบดรัมหมุนจะกรองสิ่งเจือปนหยาบในน้ำเสียออก ในขั้นตอนการกรองจริง ทั้งสามวิธีมักปรากฏขึ้นพร้อมกันหรือตามลำดับ