Development of a Filter Aid Proportioning, Mixing, and Feeding System for a Polishing Filter

The purpose of this work was to study the characteristics of the most commonly used filter aid materials and their influences on the design of proportioning, mixing, and feeding system for polishing filter family. Based on the literature survey and hands-on experience a system was designed with defined equipment and capital and operating costs. The system was designed to serve precoating and bodyfeeding applications and is easily extended to be used in multiple filter processes. Also a test procedure was carried out where influences of flux and filter cloths to accumulated cake were studied. Filter aid is needed in challenging conditions to improve filtration efficiency and cleaning, and thus extend the operating life of the filter media. Filter aid preparation and feeding system was designed for the use of two different filter aids; precoat and bodyfeed. Precoating is used before the filtration step initiates. If the solids in the filterable solution have a tendency to clog the filter bag easily, precoat is used on the filter bag to obtain better filtration efficiency and quality. Diatomite or perlite is usually used as a precoating substance. The intention is to create a uniform cake to the overall surface of the filter cloth, with predetermined thickness, 2 – 5 mm. This ensures that the clogging of the filter cloth is reduced and the filtration efficiency is increased. Bodyfeed is used if the solids in the filterable solution have a tendency to form a sticky impermeable filter cake. The cake properties are enhanced by maintaining the permeability of the accumulating cake by using the filter aid substance as bodyfeed during the filtration process.

Työn tarkoituksena oli tutkia yleisimpien suodatusapuaineiden ominaisuuksia sekä niiden vaikutuksia kehitettäessä annostelu, sekoitus- ja syöttölaitteistoa kirkastussuodinten tuoteperheelle. Näiden kirjallisuustietojen, sekä käytännönkokemusten perusteella suunniteltiin laitteisto, johon määriteltiin laitetyypit sekä laskettiin investointi- ja käyttökustannukset. Laitteisto suunniteltiin soveltumaan niin esipäällystykseen kuin suodatusprosessin aikana lietesyötön sekaan pumpattavan apuaineen käyttöön. Laitteisto on helposti laajennettavissa käytettäväksi myös usean suotimen prosesseissa. Työssä suoritettiin myös esipäällysteen syötön koesarja, jossa tutkittiin syöttönopeuden sekä eri kankaiden vaikutusta syntyvään suodatuskakkuun. Suodatusapuaineita käytetään haastavissa olosuhteissa tehostamaan suodatustehokkuutta ja suodatinkankaiden puhdistamista ja näin ollen pidentämään kankaiden käyttöikää. Esipäällystystä käytetään prosesseissa joissa suodatettavalla aineella on taipumus tukkia suodatinkankaan huokoset. Tavoitteena on muodostaa kankaan pintaan homogeeninen kerros, jolla on ennalta määritelty paksuus, noin 2 – 5 mm. Tämä kerros pitää suodatettavan aineen erillään suodatinkankaasta, jolloin sen puhdistaminen on helpompaa. Kerros myös parantaa suodatustehokkuutta toimiessaan suodattavana kakkuna sekä estäen suodatinkankaan tukkeutumisen. Suodatettavan aineen sekaan syötettävän apuaineen tarkoituksena on estää tahmean ja läpäisemättömän kakun syntyminen, joka lyhentää suodatussykliä. Sekaan syötettävä huokoinen suodatusapuaine pitää kasaantuvan kakun permeabiliteetin korkeana, jolloin suodatussykliä voidaan jatkaa pidempään.