Como funciona o filtro-prensa de placas

  1. Guia completo para a escolha de bombas

Neste artigo veremos como funciona um filtro-prensa de placas.

O filtro-prensa de placas é uma máquina industrial utilizada em vários sectores para desidratar fluidos densos e lodo, separando a parte sólida da parte líquida.

A origem desta máquina data de meados do século XIX, no Reino Unido, onde uma forma rudimentar de prensa era utilizada para obter óleo vegetal de sementes. A primeira prensa-filtro horizontal automática, no entanto, data dos anos 50.

O filtro-prensa é composto por uma série de placas porosas, revestidas com tecido de drenagem: o fluido denso ou lodo é bombeado entre as placas e submetido a pressão, para que a parte líquida passe através do tecido enquanto a parte sólida é retida pelas placas, que são então abertas para permitir a descarga do painel formado.

Na prática, o processo de prensagem por filtro leva a uma redução volumétrica das substâncias fluidas que contêm partículas sólidas em suspensão. Este processo permite obter lodo muito seco, mas pode ser descontínuo (isto é, com baixa produtividade) e requerer muita assistência, com impactos nos custos laborais.

Para otimizar o processo e melhorar a eficiência do filtro-prensa de placas, é essencial escolher as melhores bombas para aspiração e introdução de lodos e fluidos densos no filtro-prensa: a gama PEMO Pumps oferece uma ampla escolha de bombas nas versões vertical, horizontal, submersível ou multiestágio, adaptáveis às necessidades de cada sector.

Também é necessário realizar um tratamento preventivo do lodo, que é normalmente executado com cloreto férrico e cloridrato de alumínio, ou polieletrólitos.

O filtro-prensa de placas encontra a sua utilização em diferentes contextos industriais, incluindo:

  • estações de tratamento de águas residuais e industriais;
  • instalações químicas;
  • sector mineiro e metalúrgico;
  • sector de reciclagem de baterias;
  • sector farmacêutico;
  • sector alimentar.

Peças do filtro-prensa

Os modelos no mercado podem diferir no nível de automação necessário e outros detalhes, mas essencialmente partilham a mesma estrutura básica, que determina como funciona um filtro-prensa de placas.

Todos os filtros-prensa são, de fato, compostos por:

  • uma estrutura, constituída por uma cabeça móvel, uma cabeça fixa e uma cabeça de macaco;
  • diferentes placas filtrantes;
  • um cilindro hidráulico que move as placas filtrantes;
  • uma unidade hidráulica que, no que lhe concerne, aciona o cilindro hidráulico;
  • uma bomba para a introdução do lodo ou do fluido denso no filtro-prensa.

Elementos opcionais podem ser adicionados a esta estrutura básica, dependendo do tipo de processo em que o filtro-prensa de placas é incluído e do grau de automatização desejada.

Entre estes, dependendo de como funciona o nosso filtro-prensa de placas, encontramos:

  • um quadro elétrico para o controlo e a gestão dos ciclos do filtro-prensa;
  • um quadro para o alojamento das válvulas pneumáticas de processo;
  • proteções de segurança fixas;
  • proteções de segurança móveis ou barreiras fotoelétricas (para tornar segura qualquer intervenção na máquina pelos operadores);
  • um sistema de abertura das placas filtrantes (eliminação);
  • um sistema de agitação das placas filtrantes

e outros componentes que podem variar a depender do sector em que o filtro-prensa opera.

Recolha do lodo

O lodo é recolhido através de uma bomba de alimentação para filtro-prensa: para determinar o tipo de bomba a escolher, é necessário compreender como funciona o filtro-prensa de placas.

A bomba desempenha um papel essencial no processo de filtragem, ainda mais determinante do que o do próprio filtro-prensa de filtragem: de fato, se um tecido se partir, ou se alguma função automática estiver defeituosa, ainda é possível completar a filtragem, talvez com um maior consumo de tempo. No entanto, não há forma de proceder à filtragem, se a bomba não estiver a funcionar corretamente.

Nas estações de desidratação de lodo, no que diz respeito às bombas de alimentação do filtro-prensa, podemos ser confrontados com duas opções possíveis:

  • presença de duas bombas em sequência;
  • presença de uma única bomba de alimentação variável.

No primeiro caso, o lodo é recolhido e transportado utilizando uma bomba centrífuga durante o enchimento, e uma bomba volumétrica para a fase de filtragem final.

As bombas centrífugas são particularmente adequadas na fase inicial, que requer altos caudais, mas baixos valores de pressão.

A principal vantagem da segunda opção é a gestão de uma única bomba, com uma possível redução dos custos operacionais.

Procedimento de filtragem

Como funciona o procedimento de filtragem num filtro-prensa de placas?

Inicia-se com o fecho do filtro-prensa através de um sistema hidráulico, composto por um ou mais cilindros de impulso que alinham as placas (que são o elemento de suporte das telas filtrantes) e as mantêm próximas umas das outras exercendo uma pressão muito forte: isto também garante a vedação e a contrapressão em comparação com a exercida pela bomba de alimentação.

O lodo é bombeado para as câmaras formadas entre as placas, e o líquido em que está suspenso é impelido através de uma série de telas, que revestem as paredes das placas e exercem a ação da filtragem.

As placas são configuradas de modo a permitir a entrada do lodo e a saída do líquido filtrado através de uma série de furos normalmente localizados na cabeça fixa.

Quando o sistema, após controlar o fluxo de água limpa e a pressão de filtragem, indica que a desidratação desejada foi alcançada, a bomba de alimentação de lodo é parada, a pressão do lodo é libertada e as placas do filtro-prensa separadas entre si, permitindo a saída do lodo desidratado sob a forma de bolo de filtragem (também chamado de cake ou painel).

Limpeza das placas do filtro-prensa

Quando a duração dos ciclos de filtragem se torna demasiado longa, ou a pressão na fase inicial de filtragem é demasiado elevada, é o momento de proceder à limpeza das placas do filtro-prensa.

Conforme as características das placas do filtro-prensa e a frequência com que é necessário proceder à sua limpeza, esta pode normalmente ser realizada de duas maneiras:

  • utilizando um pulverizador de pressão;
  • realizando uma lavagem ácida.

A utilização de um pulverizador de pressão portátil, alimentado com água fria, tem a vantagem de não exigir a remoção das placas do filtro-prensa: no entanto, é necessário ter muito cuidado ao utilizar este procedimento, para evitar danificar as telas filtrantes. Para minimizar o risco de cortá-los acidentalmente, é aconselhável utilizar um jato em leque, afastando alguns metros da superfície a ser limpa; também é aconselhável não exceder a pressão de pulverização.

A lavagem ácida das placas é efetuada quando não há lodo no interior do volume do filtro-prensa, geralmente utilizando ácido clorídrico diluído de 3 a 5%. É um método particularmente prático quando é necessária uma limpeza frequente das placas do filtro-prensa.

Funciona por inundação: as placas são fechadas juntas, sob pressão, através do cilindro hidráulico montado na cabeça fixa, depois é inserido o ácido clorídrico. Todas as válvulas automáticas são fechadas para permitir que o ácido atue nas telas filtrantes, libertando-as de incrustações.

Uma vez concluído o processo de lavagem, o ácido é descarregado através de válvulas de descarga específicas e devolvido ao tanque de onde foi retirado, ou colocado noutro tanque para ser refinado e reutilizado.

Porquê utilizar as bombas Pemo para o filtro-prensa

Como vimos, a escolha de uma bomba eficiente é fundamental, no sentido de garantir o funcionamento ideal do filtro-prensa e a mesma possibilidade de realizar um ciclo completo de filtragem: o funcionamento do filtro-prensa, por si só, não pode ser prejudicado por qualquer defeito na máquina ou automatização, enquanto todo o processo de filtragem não pode sequer começar se a bomba de alimentação sofrer um mau funcionamento.

Todos os modelos básicos da gama PEMO Pumps podem ser adaptados para este fim: existem mais de três mil configurações diferentes possíveis, o que lhe permite realmente enfrentar qualquer atividade e qualquer necessidade de tratamento de lodo.

Os modelos de bombas de alta pressão para filtros-prensa que a nossa empresa desenvolveu para este objetivo são mais de quarenta (nas versões com um, dois ou três estágios, com caudais até 1.100 m³/hora e pressões até 21 bar), sendo sempre possível personalizá-las conforme a necessidade do cliente e o sector em que opera.