Đầu tiên chúng ta phải nói tới lịch sử của máy ép bùn dạng lọc, đã được xuất hiện trong bằng sáng chế năm 1853 ở Vương quốc Anh về máy ép lọc tách lấy dầu từ việc sử dụng các tấm ép áp lực. Ưu điểm chính của máy ép lọc, là tốc độ lọc nhanh và độ ẩm trong bánh lọc thấp, do sử dụng áp suất ép lọc cao. Tuy nhiên, nhược điểm của máy ép lọc dạng này không hoạt động liên tục mà theo mẻ và cần nhân công vận hành máy.

Do đó, bộ lọc ép có thể được coi là kém so với bộ lọc chân không về mặt liên tục. Vào giữa thế kỷ 20, những yêu cầu của những khu công nghiệp sản xuất hàng loạt bắt đầu phát triển mạnh. Mang đến dự chú ý tăng mạnh trong việc phát triển tự động hóá, trong quá trình vận hành máy ép lọc và loại máy ép ngang với nhiều tấm khung bản đã được phát triển mạnh mẽ ở Nhật Bản.

Máy ép bùn khung bản tự động hoàn toàn.

Để đáp ứng sự phát triển mạnh của các khu công nghiệp, vào năm 1953 K. Kurita và S. Suwa bắt đầu nghiên cứu làm việc phát triển dòng máy ép bùn khung bản tự động hoàn toàn tại Kurita Mechinery Mfg. Co ở Osaka, Nhật Bản. Đầu tiên họ đã phát triển hệ thống tự động xả bánh bùn bằng phương pháp từ một bộ lọc tấm kiểu dạng lõm. Sau nhiều lần thất bại, họ phát triển máy ép kiểu ngang hoàn toàn tự động vào năm 1959 được đưa vào ngành công nghiệp những năm sau đó.

Cơ chế của hệ thống xả bánh bùn tự động

Là việc tách từng khung bản một và để một khoảng hở bằng 60% kích hước của tấm lọc để bùn có thể rơi xuống. Bằng việc sử dụng thiết bị cố định phù hợp, các tấm vải lọc ở giữa 2 khung bản tạo thành hình chữ V như hình bên dưới, bánh bùn được lọc ép sẽ rơi xuống nhờ trọng lực của bánh bùn. Đối với những bánh bị dính, nhờ cơ chế rung ở trên đỉnh của hình chữ V ngược, nhờ việc kéo và rung tấm vải bùn sẽ được rơi xuống.

Tuy nhiên, sự phát triển thực sự trong lĩnh vực này được dẫn dắt bằng việc phát triển cải tiến về phương pháp lọc tổng hợp, cung cấp khả năng năng loại bỏ bánh bùn tuyệt vời, không có điểm mù và giảm độ ẩm trong bánh bùn cũng như phát triển tốt các tính năng điều khiển tự động.

Để giảm thời gian lọc nước trong bùn ở trong quá trình lọc tự động, máy ép bùn khung bản kèm vải lọc tự động hoàn toàn được phát triển vào năm 1972. Phương pháo này chủ yếu bao gồm di chuyển tất cả các tấm khung bản cùng một lúc để tạo khoảng cách giữa các khung là 50-70mm sau đó cơ cấu sẽ kéo các tấm vải bằng các con lăn kéo cùng nhau đẻ cho bánh bùn rơi xuống theo như hình bên dưới. Mặc dù giảm được thười gian di chuyển của vải lọc, hiệu quả ngay với cả bánh bùn mỏng và dính, nhược điểm dẫn tới cơ cấu phức tạp, khung máy trở nên dài và quá trình tháo vào gỡ vải lọc tương đối phức tạp.

Máy ép bùn khung bản kiểu ngang với các tấm khung bản vải lọc và máy bơm màng (bơm bùn).

Bánh bùn sau lọc yêu cầu cơ bản là bánh phải khô và đạt khối lượng tối đa. Đối với xử lý bùn thải, điều quan trọng là tiết kiệm năng lượng cho việc đốt, vận chuyển, làm phân bón hoặc sử dụng làm đất. Năm 1968, công ty Kurita bắt đầu nghiên cứu để giảm độ ẩm bên trong bánh bùn bằng việc sử dụng màn chắn linh hoạt, được kích hoạt bằng thủy lực hoặc khí nén như trong hình bên dưới.

Đến năm 1971, máy ép bùn khung bản hoàn toàn tự động với màng nén được giới thiệu tới thị trường. Bằng cách vận hành màng lọc, điều kiện vận hành tối ưu có thể dễ dàng được được yêu cầu về bánh bùn, Thiết bị này rất tốt để tối tưu các quá trình lọc tự động, nén bánh,(rửa bánh và thổi khí nếu cần thiết) xả bánh và rửa vải lọc. Điều này làm tăng ứng dụng trong xử lý nước thải bao gồm cả xử lý bùn thải.

Bộ lọc khung bản tự động (bộ lọc loại ít tấm).

Việc bổ sung màng nén cho máy ép bùn khung bản dẫm tới phát triển loại máy lọc mới, máy ép loại không có tấm chỉ bao gồm các khung của bộ lọc (xem hình dưới). Vài trò của tấm lọc lõm là phân vùng buồng lọc chịu áp lực xấp xỉ như nhau nhưng ngược lại áp lực trên hai bên bề mặt của tấm lõm đều được cung cấp vài lọc và đường lọc như nhau. Như hình bên dưới, máy ép bùn khung bản loại không có tấm tự động bao gồm một loạt các khung lọc được trang bị màng chắn nén và vải lọc cũng như lưới thoát nước. Đối với các cửa xả bùn tới các buồng lọc có các khối khoảng cách.

Ưu điểm của phương pháp này là máy sẽ ngắn và gọn, nhưng nhược điểm là cả máy ép lọc và áp suất nén tương đối thấp khoảng 0.4MPa với quá trình lọc và 0.7MPa với quá trình nén.

Nguyên vật liệu làm nên máy ép bùn khung bản tự động.

Khung bảnvải lọc cho máy ép bùn thông thường hầu hết đều dung các loại vật liệu như kim loại khác nhau, nhựa và gỗ, Đến 89% hầu hết các tấm lọc và khung bản cho máy ép lọc tự động được sản xuất tại Nhật Bản làm bằng Polypropylene, thường được giả cố bằng sợi Talc hoặc sợi thủy tinh. Polypropylene có thể được sử dụng thành công ở nhiệt độ 5–80°C. Nó thường có sức bền tốt với acid và kiềm, trọng lượng riêng thấp (0.9), giá rẻ và dễ gia công.

Máy ép bùn khung bản ngày nay được chế tạo với kích thước khung bản tối đa 2x2m, với số khung tối đa khoảng 170-200 khung cho diện tích tối đa lên tới 1,190m2 -1350m2. Áp suất lọc hoạt động thường là 0.4-1.4MPa khi sử dụng bơm ly tâm hoặc tối đa 4-6MPa khi sử dụng bơm màng hoặc bơm pít tông.

Các vật liệu được sử dụng trong máy bơm màng nén là cao su tự nhiện hoặc tổng hợp(ví dụ, EPDM, EPT, NBR hoặc CR) và các chất đàn hồi nhựa tổng hợp khác nhau. Mặc dù cao su tự nhiên sử dụng rộng rãi nhất, nhưng nó không thể được sử dụng cho các loại bùn có chứa dầu. Nó có thể hoạt động tốt trên 60°C. Đối với ngành chế biến thực và đồ uống, sẽ phải sử dụng vật liệu màng không mùi. Độ bền cơ có thể được tăng cường bằng cách chèn thêm dây vải cao su. Áp suất nén thường là 0.6-2.6MPa.

Có mốt số tính nang của phương pháp lọc cho máy ép bùn khung bản tự động rất quan trọng, chúng có chất lượng đệm, giải pháp bánh bùn cực tốt và chống điểm hụt trong bánh bùn, kích thước ổn định, giảm độ hấp thụ độ ẩm, chống mài mòn và chịu được với nhiều loại hóa chất. Vải Polypropylene và polyester hiện đang được sử dụng rộng rãi nhất thường được dệt

Máy ép lọc kiểu ngnag tự động: loại tấm và khung

Tự động xả bánh bùn từ máy ép lọc kiểu tấm và khung (loại xả phẳng) khó khăn hơn so với khung lõm. Công ty Lto Mfg, có trụ sở tại nhật bản đả phát triển máy ép lọc kiểu tấm và khung tự động như hình bên dưới, trong đó các tấm lọc được cấu tạo đơn giản bằng các tấm thép được phủ bằng vài lọc và khung lọc được làm bằng lõi hình vuôn, lõi thép được bao phủ bởi các khối cao su dày.

Các bền mặt bên trong của khối cao su có hình lõm. Tự động nhã bánh bùn từ mỗi khung lọc bằng cách nghiêng khung. Máy ép rất đơn giản trong xây dựng và được xử dụng rộng rãi thành công trong để lọc nước thải có chứa chất rắn có khả năng nén kém sau quá trình dằn và nghiền sỏi và các nhà máy khai thác đất sét.

Xu hướng máy ép bùn khung bản tự động trong tương lai

Có một số phát triển trong các ngành công nghiệp khác nhau liên quan tới máy ép bùn khung bản kiểu ngang tự động. Trong quá trình lọc với máy lọc kiểu ngang thông thường, các buồng khung bản của máy ép bùn không phải lúc nào cũng giống nhau về mức độ hình thành bánh bùn do sự không giống nhau về chất bên trong bùn. Sự mất cân bằng bên giữa các bánh bùn ở trong buồng lọc có thể gây nên làm biến dạng tấm lọc và đôi khi phá hủy tấm lọc. Các tấm lọc được sử dụng trong máy ép bùn thông thường được sử dụng như hình bên dưới, chỉ dùng để hỗ trợ thêm việc ép nhưng thực sự nó không hiệu quả cho lắm.

Máy lép bùn với thiết bị nén xử lý một nửa lượng bùn trong chưa đầy một phần tư thời gian, nghĩa là, công suất lớn hơn gấp đôi so với máy ép lọc thông thường. Nước được tách ra sẽ được tái sử dụng cho nhà máy và bùn thải ra được sử dụng trên đất nông nghiệp hoặc đưa đến các bãi rác.

Để khử nước ở mức độ cực cao, chủ yếu là cho bùn nước, máy ép bùn khung ban tự động với máy bơm màng và cũng như với thiết bị khử nước thẩm thấu điện của các điện cực carbon cũng được phát triển ở Nhật Bản. Tuy nhiên, lĩnh vực ứng dụng có thể bị giới hạn trong bùn chỉ có độ dẫn điện thấp.

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về mức độ phân loại các vật liệu khó lọc, các nỗ lực đang được thực hiện để phát triển các bộ lọc siêu cao áp. Gần đây, Kurita đã phát triển một máy ép bùng loại ngang tự độngM áp suất cao để tách axit béo oleic từ dầu cọ. Áp suất lọc là 0.3MPa à áp suất nén cao tới 5MPa, Các tấm lọc lõm 1500x1500m, với 176 buồng. Để xả bánh bùn, 22 tấm được mở cùng lúc để có cùng khoảng hở là 50mm giữa các tấm. Các tấm lọc và màng được sản xuất tại Đức.

Do thực tế, là áp suất trong quá trình lọc và nén rất khác nhau. Áp suất của thủy lực đươc sử dụng để ép các tấm khung bản lại với nhau, và được điều chỉnh tuyến tính phù hợp với quá trình lọc và nén, để giảm tải quá mức cho bộ lọc. Các bộ lọc hiện tại đang rất thành công. Xu hướng tăng áp lực của máy ép khung bản tự động, có thể tiếp tục tăng trong tương lai và, sự hợp tác quốc để giải quyết các vấn đề nhức nhối trên toàn thế giới ngày càng quan trọng.

Trong công nghiệp lọc hiện đại, nhu cầu thị trường ngành càng trở nên phức tạp và đòi hỏi sự phân tách tốc độ lọc cao. Đặc biệt thêm cho vấn đề tái chế nguyên liệu để giảm chi phí cho năng lượng và bảo vệ môi trường là nhu cần cần thiết. Những phải triển gần đây trong lĩnh vực máy ép bùn khung bản nói riêng và các thiết bị lọc nói chung sẽ tiếp tục cung cấp các công cụ giải pháp công nghệ hiện đại đáp ứng giải quyết các vấn đề nhức nhối.

Bài viết được dịch bởi Hasy Environment nguồn lấy tại filtsep.com