Filtracja jest jedną z metod separacji, czyli techniki
oddzielania ciał stałych od cieczy. Jako ciała stałe przyjąć
należy

tu

cząstki

o

różnych

wymiarach,

sztywne

(nieelastyczne) lub koloidalne.

Filtracja powierzchniowa

W tym typie separacji, znajdują się wszystkie media filtracyjne,
działające na zasadzie zatrzymywania cząstek stałych przez
przegrodę umieszczoną na drodze przepływu płynu filtrowanego.
Wielkość zatrzymywanych cząstek jest tu określona przez wielkość
oczek w przegrodzie filtracyjnej, lecz mechanizm ten działa tylko
w dwóch wymiarach, są też cząsteczki większe przechodzce przez
takie medium filtracyjne:

Filtracja wgłębna

Tu znajdują się takie media filtracyjne, których zasadą
pracy jest zatrzymanie cząstek twardych i miękkich
zawartych w płynie, przez medium pracujące w trzech
wymiarach, zatrzymujące większe cząstki na swojej
powierzchni, a cząstki mniejsze wewnątrz, w głębi swojej
struktury.
Cząstki żelowate oraz nitkowate są zatrzymane w
"labiryncie" stworzonym przez kręte pory w medium
filtracyjnym.

Filtracja

oddzielenie fazy stałej od fazy ciekłej

podczas przepływu wody przez ośrodek porowaty

Filtracja jest to metoda
oddzielania substancji
stałych od cieczy i gazów,
poprzez mechaniczne
zatrzymanie jednej z
substancji (zwykle ciała
stałego) w przegrodach
porowatych (filtrach) przy
użyciu odpowiednich
aparatów.

Ciecz lub gaz otrzymywane po filtracji nazywa się

filtratem.

woda płucząca

warstwa

piasku

warstwa

węgla

warstwa

nośna

woda brudna

woda czysta

zanieczyszczenia wody

Filtracja

przegro
dy

złoża
porowate

złoża
namywane

kraty
-sita
-sita

-przegrody
-
membrany

--filtracja

-u-filtracja
-n-filtracja
-oo (RO)

liczba warstw
-jednowarstwowe
-wielowarstwowe
-szybkość
filtracji
-powolne
-szybkie
-ciągłość pracy
-ciągłe
-
okresowe(płukane
)
-specjalne
-odżelazianie
-wymiana jonowa
-adsorpcja

-
perforowan
e
-siatkowe

procesy powodujące zatrzymywanie
cząstek w złożu filtracyjnym

dyfuzja
ruchy Browna

sedymentacja
siły inercji

przechwytywanie

transport
hydrauliczny

cząstka
nie zatrzymana

d

z

d

c

procesy fizyczne

cedzenie zawiesin



porów

< 

c

sedymentacja zawiesin



c

> 10

-6

m

dyfuzja



c

< 10

-6

m

przyciąganie - siły elektrokinetyczne
proces odrywania cząstek

procesy chemiczne

złoże bierne chemicznie
złoże czynne chemicznie

procesy
biologiczne

mikroorganizmy
galaretowata masa na
ziarnach
błona biologiczna
poprawa własności
sorpcyjnych
sklejanie zatrzymanego
osadu
zużycie substancji
biogennych

charakterystyka materiałów filtracyjnych



z

 

[%]

100

1





















m

w

V

V



 = pow. ziarna/pow.

kulki

kształt ziaren

złoża filtracyjne

materiały filtracyjne

:

nietoksyczne, odporne
chemicznie i fizycznie

naturalne:

piasek kwarcowy, kruszony granit, gryz

marmurowy, zeolity

sztuczne:

tworzywa sztuczne

adsorpcj
a

wiązanie zanieczyszczeń czyli substancji
rozpuszczonych na powierzchni ciała
stałego

fizyczna

– siły van der Waalsa

chemiczna

(chemisorpcja) – siły

wiązań chemicznych

jonowymienna

– elektrostatyczne

przyciąganie przez adsorbent

adsorbent  adsorbat

zagęszczenie
adsorbowanych
cząstek argonu
na powierzchni
metalu

metal

argon

Adsorpcja – zjawisko gromadzenia się substancji
rozpuszczonych w cieczy lub rozproszonych w fazie
gazowej na granicy faz z ciałem stałym, gazem lub
cieczą.

Adsorbent – ciało o bardzo rozwiniętej powierzchni,
o dużej dyspersji zewnętrznej (nieporowate) lub
wewnętrznej (porowate), mające zdolność wiązania
cząsteczek płynu (adsorbatu). Adsorbenty
nieporowate (cząsteczki dymów i sadza) mają
powierzchnię ok. 100-500 m

2

/g, adsorbenty porowate

(węgiel aktywny, żel kwasu krzemowego – silikażel)
ok. 10-1000 m

2

/g.

Adsorpcja może zachodzić z fazy nieruchomej w
warunkach statycznych lub z fazy ruchomej w
warunkach dynamicznych. Wielkościami
charakteryzującymi adsorbent są: zdolność adsorpcyjna
- masa adsorbatu, która może być zaadsorbowana przez
jednostkę masy adsorbentu, zależna od wielu zmiennych
i wyznaczana doświadczalnie dla danego płynu i
warunków (ciśnienie, temperatura, rodzaj i czas
zetknięcia).

transport w pobliże

powierzchni czynnej

adsorbenta

dyfuzja w warstwie granicznej, transport w

pobliże

powierzchni adsorbenta

dyfuzja w

kapilarach

ziaren adsorbentu,

 kapilary >  ziaren adsorbatu

przesuwanie się (ślizganie ) po

wewnętrznej powierzchni

ziaren

adsorpcja właściwa lokalizacja

sorbowanych cząstek adsorbatu na

aktywnych miejscach powierzchni

adsorbenta

fazy przenoszenia – etapy

T = const – równanie
izotermy
p = const – równanie izobary
(IZS) = const – izostera

n

C

k

m

x

1





[x] = mg
[m] = g
[C] = g/m

3

C

n

k

m

x

log

1

log

log





log
x/m

log C

log k

tg =1/n



statyka procesu adsorpcji - izotermy adsorpcji

(Freundlicha i Langmuira) 1916

n - stała empiryczna
zawarta w granicach 0,1-0,9

Wartość k zmienia się w
szerokich granicach w
zależności od rodzaju
adsorbenta i substancji
adsorbowanej.

C

b

C

b

a

m

y











1

C

b

a

a

y

m









1

1

m/y



tg = 1/ba

1/C

1/a

liczba miejsc zaadsorbowanych = liczbie wolnych miejsc

sorpcja monomolekularna

Adsorpcja azotu
na mice wg
Freundlicha i
Langmuira

sorpcja wielomolekularna-
wielowarstwowa
równanie adsorpcji BET -
izoterma BET -kompleksy
sorpcyjne

1938 Brunaer, Emmett i Teller













































0

0

0

1

1

1

C

C

B

C

C

C

C

a

B

m

y

m

stosowane adsorbenty i ich
charakterystyka

grupy funkcyjne:

-OH; >OH; -COOH; -O-

O-

adsorbenty węglowe i mineralne

węgiel aktywny

1. ziarnisty (ZWA),
2. granulowany (GWA),
3. pylisty (PWA)

Tajemnica działania i niemal cudowne właściwości
węgiel aktywny zawdzięcza swej porowatej
budowie. W procesie produkcji w surowcu bazowym
wytwarzane są rozgałęzione kanały – pory. W
zależności od ich wielkości mówimy o makro- (>50
nm), mezo- (2-50 nm) lub mikroporach (<2 nm).
Taka konstrukcja zapewnia silne rozwinięcie
powierzchni właściwej materiału – 1 gram węgla
może skrywać nawet 2000 m

2

powierzchni.

W 1771 roku szwedzki badacz Scheele odkrył zjawisko
adsorpcji. Polega ono na „przytwierdzaniu” się
cząsteczek do powierzchni materiału – sorbentu. Dzięki
tak silnie rozwiniętej powierzchni węgiel aktywny jest
znakomitym sorbentem – potrafi pochłonąć substancje w
ilości blisko 20% własnej masy.

Ur. Straslund
(Germany), 19.12.
1742,
Zm. Köping, Sweden,
21.05. 1786

model struktury porowatej
węgla kamiennego

Do usuwania żelaza i
manganu z wody, gdy inne
metody zawodzą,
szczególnie w przypadku
występowania żelaza i
manganu w postaci
organicznej.                        
         
Brązowo czarny granulat,
widoczne pojedyncze szare
i białe ziarna. Naturalne
kruszywo braunsztynowe
wolne od zanieczyszczeń
pochodzące ze złóż
MOANDA - GABON

Złoże

katalityczne

MULTIMAN 3M

Złoże Katalityczne MULTIMAN

3M jest wysokosprawnym

materiałem filtracyjnym

pochodzenia naturalnego o

ziarnistej strukturze. Nadaje

się do procesu filtracji wody

pitnej  o dużej zawartości

manganu I żelaza zarówno w

pośpiesznych filtrach

ciśnieniowych jak i otwartych

czy zamkniętych filtrach

grawitacyjnych. Ziarna złoża

posiadają nieregularny kształt,

chropowatą powierzchnię i

ostre krawędzie.

MULTIMAN 3M działa jako
nierozpuszczalny katalizator
przyśpieszający reakcję
utleniania związków
manganu podnosząc jego
stopień utlenienia, co
ułatwia wydzielenie go z
wody w postaci
nierozpuszczalnego
dwutlenku manganu.

Złoża Filtracyjne

HYDROCLEANIT
Nowy mineralny uzdatniacz wody i ścieków pod nazwą handlową
HYDROCLEANIT skutecznie łączy zalety metody klasycznej (niskie
koszty eksploatacji i prosta obsługa) ze skutecznością odżelazienia i
odmanganiania wody uzyskiwaną w nowych metodach bez
konieczności dozowania do wody środków chemicznych
Dodatkową bardzo ważną zaletą HYDROCLEANITU jest to, że
skutecznie podnosi pH wód miękkich i kwaśnych.
HYDROCLEANIT produkowany jest z dolomitu (CaO - 30,4 %, MgO
-20,4%)
Pozostałe składniki mineralne jak SiO

2

, Al

2

O

3

, FeO, Na

2

O, K

2

O i inne) -

3 %. Dolomit ten nie zawiera minerałów azbestonośnych, a całkowita
zawartość w nim metal ciężkich nie przekracza 300 ppm.
Granulacja dolomitu stosowanego do produkcji HYDROCLEANITU
mieści się w granicach 2-8 mm i więcej w klasach ziarnowych 2÷4,
3÷8.
Proces produkcji HYDROCLEANITU polega na prażeniu określonej
klasy ziarnowej dolomitu, w programowo zmiennych warunkach
temperaturowych w piecu obrotowym opalanym gazem ziemnym, w
wyniku czego uzyskuje się selektywnie zdekarbonizowany dolomit
zwany HYDROCLEANITEM zgodnie z reakcją
CaCO

3

x MgCO

3

= MgO x CaCO

3

+ CO

2

sorbenty
mineralne

Nowy mineralny uzdatniacz wody i ścieków pod nazwą handlową
AQUACLEANIT skutecznie łączy zalety metody klasycznej (niskie
koszty eksploatacji i prosta obsługa) ze skutecznością
odżelazienia, a szczególnie odmanganiania wody uzyskiwaną w
nowych metodach bez konieczności dozowania do wody środków
chemicznych

Aquacleanit produkowany jest z magnezytu odmiany białej

Skład magnezytu: MgO-43,0 %, SiO

2

-5,0 %, Al

2

O

3

-0,9 %, Fe

2

O

3

-1,8 %,

CaO-1,0%.

Hydro-Antracyt N
Materiał filtracyjny stosowany w uzdatnianiu wody. Składa się z
połamanych i przesianych odłamków naturalnego węgla
antracytowego. Odporne na ścieranie ziarna maja
charakterystyczny dla odłamków kształt i ostre krawędzie.

Hydro-Antracyt H
Materiał filtracyjny przeznaczony do oczyszczania wody,
otrzymywany z kruszonego i przesiewanego węgla poddanego
pirolizie. Jego odporne na ścieranie ziarna charakteryzują się
porowatą strukturą oraz szorstka powierzchnią.

Złoża odkwaszające i neutralizujące

Złoże Magno-Dol jest alkalizującym materiałem filtracyjnym
pochodzenia dolomitowego, o nieregularnym kształcie ziaren. W
celu przeciwdziałania korozji materiał ten stosuje się do
odkwaszania wody poprzez filtrację, co powoduje wzrost
nasycenia kalcytem i w efekcie wzrost odczynu pH wody.

Złoża filtracyjne do usuwania amoniaku

Nitrolite
Nitrolite jest przetworzonym produktem pochodzenia
naturalnego. Jest to minerał z grupy zeolitów poddawany
aktywacji oraz klasyfikacji w celu otrzymania określonej
granulacji produktu oraz odpowiedniej pojemności
wymiennej.
Dzięki temu, ze minerał ten charakteryzuje się większym
powinowactwem do kationów jednowartościowych w
porównaniu do syntetycznych żywic jonowymiennych,
nadaje się szczególnie do usuwania amoniaku z wody.

Złoża filtracyjne do usuwania żelaza i manganu

Purolite MZ 10
Purolite MZ jest manganowym zeolitem, środkiem
utleniającym i filtrującym, otrzymanym w wyniku
przetwarzania glaukonitu, naturalnego produktu, lepiej
znanego jako zielony piasek.

Hydro-Chlorex – ODCHLOROWYWANIE

Złoże Hydro-Chlorex jest chemicznie aktywnym
materiałem do odchorowywania. Jest ono używane do
usuwania rozpuszczonego w wodzie chloru.

Żwirki filtracyjne

Piaski i żwirki filtracyjne suche i mokre
Żwirki filtracyjne najwyższej jakości, o dużej
jednorodności ziaren, oraz dużej zawartości
krzemionki. Bardzo duża odporność na ścieranie i
uszkodzenia mechaniczne.

żel krzemionkowy - hydrofilowy, usuwa metale