Фильтрация, как процесс прохождения жидкостей или взвесей сквозь пористую среду имеет большое значение в различных отраслях промышленности, а конкретно при строительстве гидротехнических сооружений, при проведении водоснабжения, мелиоративных работ, при процессе добычи нефти и газа. Так же фильтрование играет огромную роль в работах по защите окружающей среды, в частности при очистке сточных вод.
Такой способ фильтрации, при котором для передвижения очищаемой жидкости сквозь фильтрующий элемент применяется разница между атмосферным давлением и уменьшенным давлением искусственно, называется вакуумной. За счет применения разницы давлений ускоряется процесс очищения вещества, по сравнению с другими способами фильтрования, осуществляемыми за счет равномерного давления извне и внутри приемника, при котором используется только сила тяжести, воздействующая на фильтрат. Чем выше показатель разницы между давлением атмосферы снаружи и давлением внутри вакуумного фильтра, тем более высокими темпами происходит фильтрация растворов, имеющих в своем составе кристаллические частицы.
Вакуумный фильтр являет собой устройство, предназначенное для разделения жидкостей, содержащих в себе твердые крупицы во взвешенном положении. Такие жидкости еще называют суспензией или взвесью. Деление этих жидких веществ происходит под влиянием разницы давления, которая создается вакуумным насосом над фильтровальной стенкой и под ней. Существуют вакуумные фильтры прерывного действия с и вакуумные фильтры с непрерывным циклом работы.
Вакуумный фильтр с циклом непрерывного действия являет собой барабан, вращающийся в горизонтальной плоскости. Внутренняя часть барабана поделена радиально на отдельные секции герметичными перегородками. Образовавшиеся ячейки, в свою очередь, соединены трубками с распределяющей головкой. В процессе вращения барабана в его внутренних секциях возникает давление в избытке, то есть вакуум. Вращаясь, барабан проходит зону очищения или фильтрации, в результате чего жидкость перемещается, засасываясь, в барабан, а крупицы твердых веществ остаются на ткани фильтра. После промывания оставшегося осадка водой барабан перемещается в зону высушивания, где происходит просасывание воздуха через осадок, а далее – в область удаления осадка. Здесь происходит подача сжатого воздуха из внутренней полости барабана, а осадок с его поверхности удаляется посредством ножа.
Для фильтрации больших объемов крупнодисперсных однородных осадков, которые образуются при очищении стоков от угольной промышленности и черной металлургии применяются дисковые вакуумные фильтры. Устройство таких фильтров представляют собой диски, с натянутой с двух сторон фильтровальной тканью. Диски закреплены на валу, который вращается горизонтально, а в нем находятся отводящие каналы. Чем больше количество дисков, тем больше поверхность фильтрации.
Наибольшую популярность вакуумные фильтры имеют в химической промышленности.