فیلتر پرس

فیلتر پرس چیست؟

فیلتر پرس دستگاهی است که با اعمال فشار پشت صفحاتی مشبک و موازی که روی آنها پارچه کشیده شده است، امکان جداسازی ذرات جامد و آبگیری از لجن خروجی کارخانجات، معادن، صنایع و… را فراهم میکند. پس از آبگیری، امکان استفاده مجدد از آب و کیک تشکیل شده وجود دارد.

بدلیل استفاده از نیروی فشار جهت جداسازی ذرات معلق درون لجن به آنها فیلتر فشاری نیز گفته می شود. استفاده از اعمال فشار برای آبگیری، اولین بار در اوایل قرن نوزدهم در انگلیس برای بدست آوردن روغن نباتی از دانه‌ها استفاده شد. با این وجود، در اواسط قرن بیستم مهندسان توانستند اولین فیلتر پرس اتوماتیک امروزی را تولید نمایند.

کاربردهای فیلتر پرس

• معادن برای آبگیری از لجن و بازیابی آب در فرآیند استخراج.
• صنایع شیمیایی برای جداسازی ترکیبات جامد از محلول‌های حساس.
• نساجی و رنگرزی برای تصفیه پساب رنگی و حذف ذرات ریز الیاف.
• صنعت قند و شکر برای فشرده‌سازی تفاله نیشکر یا چغندر.
• در انتهای تصفیه خانه‌های فاضلاب و پکیج تصفیه فاضلاب، برای متراکم کردن لجن نهایی بمنظور انتقال آسانتر.
• کاشی، سرامیک و سنگبری برای تفکیک گل‌ولای و بازیافت آب مصرفی.
• آبکاری و صنایع فلزات سنگین برای حذف فلزات باقیمانده از پساب.
• مواد غذایی و آشامیدنی برای شفاف‌سازی و جداسازی تفاله‌ها از عصاره‌ها.
• داروسازی برای جداسازی مطمئن ذرات جامد از محلول‌ها.
• نیروگاه‌ها بمنظور کاهش حجم لجن صنعتی.
• آسفالت و سیمان برای آبگیری از دوغاب تولیدی و مدیریت بهتر پسماند.
• بازیافت آب خنک‌کاری صنایع فولادسازی
• پالایشگاه و پتروشیمی برای تفکیک دقیق فاز جامد در تولید محصولات پالایشی حساس.
• در کشتارگاه‌ها برای آبگیری از لجن آلی و کاهش آلودگی.

مزایای دستگاه فیلتر پرس

برخی از مهمترین مزیت های دستگاه فیلتر پرس عبارتست از:

• آبگیری کردن انواع لجن‌های بیولوژیک و ضایعات
• کمک به توسعه صنایع معدنی از طریق جایگزینی فیلتر پرس در خطوط تولید
• لجن گیری از پسابهای صنعتی و تصفیه انواع مواد سمی و مضر صنعتی که همراه با آب یا دیگر سیالات وارد طبیعت می‌شوند.
• جلوگیری از اتلاف منابع آبی و صرفه جویی قابل توجه در مصرف آب با استفاده مفید از بازیافت آب.
• کاهش آلاینده‌های زیست محیطی.
• استقرار دستگاه فیلترپرس، موجب عدم نیاز به فرآیندهای گل‌کشی بوسیله استخرها میشود.
• کم‌شدن هزینه های پرسنلی با بکارگیری فیلتر پرس اتوماتیک.
• به‌سبب حذف بسیاری از عناصر مضر و جمع‌آوری لجنها و توده‌های فاضلابی، دستگاه های موجود در خطوط تصفیه فاضلاب در خطر آسیب پذیری کمتری قرار میگیرند.
• دارای استانداردهای ایمنی هستند.
• از هدررفت تجهیزاتی نظیر ابزارهای پولیش‌کاری، SEGMENT و دیسکهای قله‌بر جلوگیری می‌نماید.
• کیک هایی با حجم رطوبت بسیار کم ارائه میدهند که براحتی میتوان آنها را از محل استقرار فیلتر پرس به هر نقطه‌ای دیگری انتقال داد.
• هزینه فیلتر پرس به راحتی می تواند یک ششم هزینه ای باشد که برای یک “بلت پرس” یا فیلتر سانتریفیوژ در نظر گرفته شده است.

معایب فیلتر پرس

• در صورت استفاده برای آبگیری از دوغاب‌های خیلی اسیدی و لزج، صفحات و پارچه‌ها بصورت مرتب آسیب می بیند و عملیات آبگیری به درستی انجام نمیشود. یا اینکه هزینه تعویض پارچه خیلی زیاد است و برای تعیین بهترین پارچه با متناسب‌ترین قطر منفذ (1 تا 5 میکرون) می بایست بارها پارچه‌های مختلف را امتحان نمائید. در این موارد شاید به شما دستگاه اسکرو پرس (فیلتر مارپیچی) پیشنهاد شود.
• دومین عیب، جداسازی پر دردسر کیک از پارچه‌ها می باشد. سخت‌ترین کار در فیلترپرس، موضوع تمیزکاری پارچه‌ها و صفحات و راه اندازی مجدد سیستم است. چنانچه بلافاصله بعد از اتمام عملیات آبگیری نسبت به جدا کردن کیک‌ها اقدام نکنید چه بسا کیک به پارچه بچسبد و هزینه‌های هنگفت تعویض پارچه به شما تحمیل شود.
• صدای خیلی زیاد پمپ هیدرولیک نیز توسط بسیاری از کاربران بعنوان عیب این دستگاه گزارش شده است.

اجزای اصلی فیلتر پرس

دستگاه فیلتر پرس از چند بخش کلیدی تشکیل شده که هر کدام نقش مهمی در عملکرد و بازدهی آن دارند:

قاب و شاسی فلزی
قاب وظیفه نگهداری صفحات و تحمل فشار فرآیند را دارد. شاسی ها معمولاً از فولاد مستحکم ساخته شده و برای جلوگیری از خوردگی، پوشش ضد زنگ یا رنگ صنعتی دارند.

صفحات فیلتر پرس
صفحات معمولاً از پلی پروپیلن یا چدن ساخته می شوند. پلی پروپیلن به دلیل وزن سبک، مقاومت شیمیایی بالا و طول عمر بیشتر، انتخاب برتر است. ابعاد صفحات فیلتر پرس از 10×10 تا 250×250 سانتیمتر متغیر بوده و تعداد آنها بسته به ظرفیت دستگاه تعیین می شود.

پارچه فیلتر پرس
پارچه ها از جنس پلی آمید، پلی پروپیلن، پلی استر، پنبه یا کتان ساخته می شوند. انتخاب جنس پارچه فیلتر پرس به نوع دوغاب، اندازه ذرات و فشار کاری بستگی دارد.

سیستم فشرده سازی
برای فشرده سازی و آب بندی صفحات، از جک هیدرولیک یا مکانیزم دستی استفاده می شود. سیستم های هیدرولیک معمولاً مجهز به پمپ هیدرولیک، مخزن و یونیت قدرت هستند.

پمپ تغذیه دوغاب
این پمپ ها مواد اولیه (دوغاب) را با فشار وارد محفظه ها می کنند. انواع رایج شامل:

• پمپ دیافراگمی
• پمپ سانتریفیوژ
• پمپ دنده ای
• مونوپمپ

لوازم جانبی و کنترلی
شامل تابلو برق، کنتاکتور، کلید حرارتی، کنترل فاز، تایمر، رله، پرشرسوییچ، میکروسوییچ، مانومتر و فشارشکن. همچنین لندر برای طراحی مدار باز و فیتینگ ورودی پلی پروپیلن استفاده می شود.

انواع فیلتر پرس

انواع فیلتر پرس بر اساس نحوه عملکرد

• فیلتر پرس دستی
• فیلتر پرس هیدرولیک
• فیلتر پرس اتوماتیک

انواع فیلتر پرس بر اساس نوع صفحات

• فیلتر پرس چمبر
• فیلتر پرس ممبران

فیلتر پرس دستی

در این مدل، باز و بسته کردن مجموعه صفحات و تخلیه کیک به صورت دستی انجام می‌شود و معمولاً برای ظرفیت‌های پایین، کاربردهای آزمایشگاهی و فرآیندهایی با حجم محدود مورد استفاده قرار می‌گیرد. ساختار ساده، قیمت پایین‌تر و هزینه نگهداری کم از مهم‌ترین مزایای فیلتر پرس دستی است.

فیلتر پرس هیدرولیک

در فیلتر پرس هیدرولیک، از سیستم هیدرولیکی برای اعمال نیروی لازم جهت بستن و آب‌بندی مجموعه صفحات استفاده می‌شود. این ساختار امکان استفاده از تعداد بیشتری صفحه و اعمال نیروی یکنواخت و قابل‌کنترل برای آب‌بندی پک صفحات را فراهم می‌کند. 

فیلتر پرس اتوماتیک

در فیلتر پرس اتوماتیک، بخش قابل توجهی از عملیات دستگاه شامل بستن صفحات، جابه‌جایی صفحات، تخلیه کیک و شست‌وشوی پارچه می‌تواند به صورت خودکار انجام شود. استفاده از سیستم کنترل و تجهیزات اتوماتیک، نیاز به نیروی انسانی را کاهش داده و امکان کنترل دقیق‌تر سیکل فیلتراسیون را فراهم می‌کند.

فیلتر پرس ممبران

فیلتر پرس ممبران پس از تشکیل اولیه کیک، با استفاده از صفحات دارای ممبران انعطاف‌پذیر، مرحله فشرده‌سازی ثانویه را انجام می‌دهد. در این مرحله، آب یا هوای تحت فشار وارد فضای پشت ممبران شده و با فشردن کیک، بخشی از آب باقی‌مانده را خارج می‌کند. این فرآیند می‌تواند رطوبت نهایی کیک را نسبت به فیلترپرس چمبر کاهش داده و زمان فیلتراسیون یا حجم موردنیاز تجهیزات را در برخی کاربردها کاهش دهد. 

فیلتر پرس چمبر

فیلتر پرس چمبر از صفحات دارای محفظه‌های ثابت تشکیل شده است که با ورود دوغاب و تجمع ذرات جامد، کیک در داخل این محفظه‌ها شکل می‌گیرد. ساختار ساده، تجهیزات جانبی کمتر و هزینه سرمایه‌گذاری و نگهداری مناسب از مهم‌ترین مزایای این نوع فیلترپرس است.

قیمت فیلتر پرس

قیمت فیلتر پرس در ناب زیست بر اساس سایز، ظرفیت و نوع عملکرد دستگاه تعیین می‌شود. به طور کلی:

• فیلتر پرس آزمایشگاهی کوچک (20×20): حدود 100.000.000 تا 130.000.000 تومان
• مدل‌های نیمه صنعتی (40×40 و 60×60): از 300.000.000 تا 800.000.000 تومان
• فیلتر پرس های صنعتی بزرگ (80×80 و 100×100): بین 2.000.000.000 تا 3.000.000.000 تومان
• فیلتر پرس‌های فوق سنگین (120×120 و 150×150): تنها با قیمت توافقی عرضه می‌شوند.

قیمت فیلتر پرس به مجموعه ای از پارامترها بستگی دارد؛ از جمله:

• جنس صفحات فیلتر (پلی پروپیلن، چدن یا استیل)
• کیفیت شاسی و بدنه (سنگین کار یا سبک کار)
• نوع پمپ و الکتروموتور (ایرانی یا وارداتی)
• مدل عملکرد (دستی، هیدرولیک یا اتوماتیک)
• ظرفیت آبگیری و تعداد صفحات
• ابعاد دستگاه و فضای نصب تجهیزات جانبی مثل تابلو برق، سیستم شستشو یا فیلتر پارچه‌ای
• هزینه حمل و نصب در محل پروژه
• نرخ ارز و نوسان قیمت مواد اولیه

ترکیب این عوامل تعیین کننده قیمت نهایی فیلتر پرس است و باعث می شود هر پروژه بر اساس نیاز خود قیمت متفاوتی داشته باشد.

مراحل ساخت فیلتر پرس

مراحل زیر شرح مختصری از طراحی و ساخت یک دستگاه فیلتر پرس میباشد:

• طراحی، تهیه و آماده سازی قطعات فولادی و ریخته‌گری شده.
• برشکاری قطعات فولادی شامل بازوهای فیلتر پرس
• ماشین کاری قطعات فولادی و بازوها.
• مونتاژ بازوها و قسمتهای ابتدایی و انتهایی
• سنگ کاری قطعات ریخته گری‌شده
• کنترل کیفیت قطعات از نظر مرغوبیت قطعه ریخته گری شده.
• ساخت مجموعه یونیت هیدرولیک.
• نصب یونیت هیدرولیک بر روی شاسی.
• کف‌تراشی صفحات و قاب ها.
• سوراخکاری و نصب دسته بر روی صفحات و قابها.
• مونتاژ صفحات فیلتر پرس بر روی شاسی.
• روشن نمودن سیستم هیدرولیک و تست قسمتهای مختلف.
• دمونتاژ صفحات و یونیت هیدرولیک؛ و در آخر مونتاژ مجدد و تست نهایی.

محاسبات فیلترپرس

بسته به نوع صنعت، جنس، چگالی، غلظت، دما، دبی و محلول ورودی، نیاز به انجام طراحی برای انتخاب اجزای مناسب فیلتر پرس و ظرفیت آن می‌‌باشد. بنابراین نیاز است در هنگام خرید فیلتر پرس، اطلاعات دقیق پارامترها را در اختیار طراح قرار دهید. این کار باعث میشود مراحل زیر با بهترین طراحی و بالاترین بازده صورت گیرد:

• بررسی و محاسبات
• ظرفیت دستگاه (تعداد و ابعاد صفحات)،
• انتخاب نوع پمپ (بسته به دما، ویسکوزیته، PH سیال و…)،
• دبی پمپ (وابسته به دبی ورودی، دبی جریان برگشتی و سطح فیلتراسیون)،
• نوع صفحات و جنس پارچه (باتوجه به نوع سیال و میزان رطوبت کیکهای خروجی)

جدول زیر میانگین وزن خشک دو لجن را نشان میدهد.

نوع ماده	درصد مواد جامد وزن خشک کیک	پوند متوسط وزن خشک / در هر فوت مکعب
لجن بیولوژیکی	115-25	15
لجن هیدروکسید فلزی	25-40	25

برای محاسبه اندازه فیلتر پرس از معادله زیر استفاده کنید. ابتدا مقدار لجن مورد پردازش در هر چرخه را تعیین نمایید. (درصورت استفاده از صفحات ممبرانی، حداقل 8 ساعت در هر چرخه توصیه میشود. چرخه فشار 75 تا 80% کاهش می‌یابد). سپس مقدار مواد جامد را درج کنید. معادله را برای محاسبه ظرفیت فیلتر پرس تکمیل کنید. زمان چرخه به هر دو ویژگی میزان آب درون لجن و محتوای جامد بستگی دارد.

روشهای تخلیه پساب فیلتر پرس

دو روش برای تخلیه مایع از فیلترهای آبگیری لجن وجود دارد؛ یکی مدار باز و دیگری مدار بسته.

فیلتر پرس مدار باز

صفحات این مدل با توجه به سایز صفحه و حجم محلول دارای یک یا دو سوراخ در پهنای صفحه جهت اتصال به شیرهای خروجی بوده و مایع تصفیه شده مستقیماً از طریق این شیرهای کنار هر صفحه تخلیه می شود. سوراخ های گوشه صفحات مسدود شده لیکن نیازی به باز کردن سوراخ های پارچه‌ها نیست.

در این روش مایع خروجی از هر صفحه قابل رویت است لذا عیب یابی مربوط به هر صفحه و پارچه راحت تر خواهد بود. فیلتر پرس مدار باز برای اکثر کاربردها مانند متالورژی، سنگ معدن، تصفیه فاضلاب شهری و غیره مناسب است.

فیلتر پرس مدار بسته

صفحات دستگاه مدار بسته با توجه به سایز صفحه و حجم محلول دارای دو یا چهار سوراخ جهت جمع آوری مایع و هدایت به یک نازل خروجی که در یک سمت دستگاه قرار دارد، می باشد و فاز مایع از تمامی صفحات جمع آوری و در نهایت از لوله متصل به انتهای دستگاه تخلیه می شود.

سوراخ های گوشه صفحات فیلترپرس مدار بسته برای تسهیل تخلیه باز است، بنابراین سوراخ های پارچه‌ها نیز باید باز شود. این دستگاه‌ها برای جمع آوری مواد سمی، بدبو، فرار و قابل اشتعال استفاده شده و خروجی مایع از هر صفحه قابل مشاهده نیست لذا تشخیص ایرادات ناشی از هر پارچه و صفحه کمی دشوار است.

طراحی فیلتر پرس

اصولاً طراحی فیلتر پرس بر اساس میزان دوغاب و مواد جامد، میزان آبگیری و نوع لجن است. برای گرفتن بهترین عملکرد، پارچه باید به طور خاص برای کاربرد شما و انواع جامداتی که فیلتر می کنید، انتخاب شود.

موارد دیگری نیز می تواند متناسب با نیازهای شما تنظیم شود:

• نحوه کار دستگاه  که دستی باشد یا اتوماتیک
• ظرفیت فیلتراسیون در هر مرحله آبگیری
• اندازه صفحه و تعداد قاب ها

علاوه بر این، می توانید از سیستمهای اضافی مانند سیستمهای شستشوی پارچه، سینی های قطره گیر و محافظ های کیک برای افزایش بیشتر عملکرد استفاده کنید. فیلتر پرس را می توان در طیف وسیعی از اندازه‌ها، از سایز کوچک در مقیاس آزمایشگاهی گرفته تا ظرفیت بسیار بیشتر، مانند صفحات 1500× 1500 میلی متر طراحی و تولید نمود.

جدول مشخصات فنی فیلتر پرس‌های شرکت ناب زیست

مدل دستگاه	تعداد صفحات (عدد)	سطح فیلتراسیون (m²)	حجم کیک (L)	قدرت موتور (hp)	ابعاد دستگاه (cm) AxBxC	مساحت هر صفحه (m²)	حجم هر صفحه (L)	دبی پمپ تزریق (m³/h)
20-10	10	1	10	دستی	124×72×70	0.11	1.3	25
20-15	15	1.6	16	دستی	150×72×70	0.11	1.3	25
40-10	10	2	25	دستی یا 4	124×82×74	0.2	2.5	25
40-15	15	3.2	40	دستی یا 4	150×82×74	0.2	2.5	25
40-20	20	4.4	55	دستی یا 4	176×82×74	0.2	2.5	25
50-10	10	3.5	49	دستی یا 4	124×92×74	0.35	4.9	25
50-15	15	5.4	75	دستی یا 4	150×92×74	0.35	4.9	25
50-20	20	7.3	102	دستی یا 4	176×92×74	0.35	4.9	25
60-10	10	5	75	5.5	205×93×118	0.54	8	25
60-15	15	7.8	117	5.5	233×93×118	0.54	8	25
60-20	20	10.6	159	5.5	261×93×118	0.54	8	25
60-25	25	13.5	202	5.5	290×93×118	0.54	8	25
60-30	30	16.3	245	5.5	319×93×118	0.54	8	25
60-35	35	19	285	5.5	348×93×118	0.54	8	25
80-20	20	19.7	295	7.5	285×125×150	1	15	80
80-30	30	30	450	7.5	345×125×150	1	15	80
80-40	40	40.4	600	7.5	405×125×150	1	15	80
80-50	50	50.8	762	7.5	465×125×150	1	15	80
80-60	60	61	915	7.5	525×125×150	1	15	80
80-65	65	66.3	995	7.5	555×125×150	1	15	80
100-30	30	50	800	10	362×145×158	1.6	24	80
100-40	40	63	1008	10	424×145×158	1.6	24	80
100-50	50	79.3	1268	10	486×145×158	1.6	24	80
100-60	60	95.6	1530	10	548×145×158	1.6	24	80
100-70	70	111.7	1787	10	610×145×158	1.6	24	80
100-75	75	120	1920	10	641×145×158	1.6	24	80
120-50	50	118.5	1895	15	538×163×165	2.4	38.5	100
120-60	60	142	2272	15	607×163×165	2.4	38.5	100
120-70	70	167	2672	15	676×163×165	2.4	38.5	100
120-80	80	191	3056	15	745×163×165	2.4	38.5	100
150-70	70	266	4522	20	747×206×185	3.8	60	100
150-80	80	305	5185	20	817×206×185	3.8	60	100
150-90	90	344	5848	20	887×206×185	3.8	60	100

راهنمای استفاده از جدول مشخصات فنی فیلتر پرس‌های ناب زیست:

• تعداد صفحات: نشان‌دهنده ظرفیت و حجم فیلتراسیون دستگاه.
• سطح فیلتراسیون (m²): مجموع سطح مفید پارچه‌های فیلتر.
• حجم کیک (L): حجم مواد جامد تشکیل‌شده بین صفحات در هر سیکل.
• قدرت موتور (hp): توان الکتروموتور یا پمپ هیدرولیک دستگاه.
• ابعاد دستگاه (cm): طول، عرض و ارتفاع کلی فیلترپرس.
• مساحت هر صفحه (m²): سطح مؤثر یک صفحه در عملیات فیلتراسیون.
• حجم هر صفحه (L): فضای بین دو صفحه برای تشکیل کیک.
• دبی پمپ تزریق (m³/h): حداکثر نرخ تزریق دوغاب به فیلترپرس.