Filtrasyon, ayırma amacı ile kullanılan bir işlemdir. Filtreleme terimi, mekanik, biyolojik veya fiziksel işlemlere bakılmaksızın tüm işlemler için geçerlidir. Filtreden geçen sıvıya filtrat denir.
Filtreleme işleminde genel olarak ufak hatalar yapılır. Filtrenin besleme tarafında bir miktar sıvı kalır veya bazı küçük katı partiküller filtreden geçer. Bir kimya ve mühendislik tekniği olarak uygulanan filtreleme işleminde toplanan sıvıda olsa katı da olsaher zaman bir miktar kayıp ürün vardır.
Filtrasyon Yöntemleri
1. Genel Filtreleme: Filtreleme işlemlerinde genel olarak yer çekimi kullanılır. Karışım yukarıdan filtre ortamına aktarılır ve yer çekimi etkisi ile sıvı aşağı çekilir. Katı filtre üstünde kalırken sıvı aşağı akar.
2. Vakumlu Filtreleme: Hızlı ayırma yapmak ve katı kurutulmak istenirse bu yönteme başvurulabilir. Büncher şişesi ve hortumu ile filtredeki sıvıyı emmek için vakum oluşturularak yapılır. Bu yöntemde, filtrenin her iki tarafında bir basınç farkı oluşturmak için bir pompa kullanır.
ÖNEMLİ NOT:Filtrenin yan tarafında oluşan basıç farkı yer çekimi etkisi ile oluşmadığı için pompa filtrelerinin dikey olması gerekli değildir.
3. Soğuk Filtreleme: Bir çözelti hızlı şekilde soğutulmak isteniyorsa, küçük kristaller elde edilmek isteniyorsa veya katı filtreleme işleminin başında çözünüyorsa bu yönteme başvurulabilir. Yaygın olarak kullanılan bu yöntemde genel olarak çözelti ve kap birlikte buz banyosuna yerleştirilir.
4. Sıcak Filtreleme: Kristaller huniyi tıkadığında veya kristaller karışımdaki diğer maddenin kristal oluşturmasını engellediğinde bu yönteme başvurulur. Filtrasyon sırasında kristal oluşumunu en aza indirmek için çözelti, filtre ve huni ısıtılır. Sapsız huniler tercih edilir çünkü daha az yüzey alanı olduğu için büyük kristaller oluşur.
ÖNEMLİ NOT: Hangi yöntemin kullanılacağına büyük ölçüde katının sıvı içinde parçalanmış (süspansiyon halinde) veya çözünmüş olmasına bağlı olarak karar verilir.
Yaygın Kullanılan Filtreler
- Silika
- Silisli Toprak
- Selüloz
- Perlit
ÖNEMLİ NOT: Bu filtreler kağıt filtreler ile kullanılabildiği gibi tek başına da kullanılabilirler.
Filtrasyon Uygulamaları
- Süzgeçli demlikte çay demlenmesi
- Filtre kahve makinesinde kahve yapılması
- Elektrikli süpürgelerin tozu emmesi
- Böbreklerin kanı süzmesi
- Bitkilerden yağ elde edilmesi
- Bant filtreleri ile değerli madenlerin geri kazanılması
- Su filtreleme cihazlarında suyun temizlenmesi
Su Arıtma Basamakları
1.Adım: Suyu Havalandırmak: Ham su havalandırma tanklarında toplanır ve hava sudan delikli borular aracılığı ile geçer. Havalandırma işlemi sonucunda kötü kokular ve CO2 giderilmiş olur. Manganez ve demir gibi suda bulunması istenmeyen metaller hidroksit olarak çöktürülür.
2.Adım: Toz ve Atıkların Çöktürülme veya Depolanma İle Uzaklaştırılması: Havalandırılan su çöktürme tankında 10 ile 15 gün arasında bekletilir. Bekletilme işlemi sonucunda, katı maddeler ve ağır metaller tankın dibine çökerek daha temiz bir suyun oluşmasını sağlar. Depolama sonucunda suda bulunan patojenik bakteriler yavaş yavaş ölür, bazı organik maddeler oksitlenir.
3.Adım: Koagülasyon Tankı: Tankta bekletilme işleminden sonra koagülasyon tankına alınan suya kireç ve şap gibi çöktürücü maddeler eklenir. Bu maddeler su ile karıştırıldığında, Al(OH)3 çökelir. Çöktürücü maddelerin yüzeyinde emilen veya askıda kalan katı maddeler suda çökerek tankın dibine iner.
4.Adım: Filtreleme İşlemi: Yer çekimi filtresi kullanılarak su kumun içinden geçirilir. Bu işlem sonucunda su mikroorganizmalar ve diğer safsızlıklardan %98 oranında arındırılmış olur. Yer çekimi su filtresi tankı üç temel katmandan oluşmaktadır. Bu katmanlar şu şekildedir;
Üst Katman: 1 m kalınlığında ince bir tabakadır.
Orta Katman: 0.3 – 0.5 m kalınlığında iri kum granüllerinin bulunduğu tabakadır.
Alt Katman: 0.3 – 0.5 m kalınlığında beyaz çakılların bulunduğu tabakadır.
5.Adım: Toplama Tankı: Filtre yatağının altında bulunur ve filtrelenmiş suyu toplar.
6.Adım: Suyu Dezenfekte Etme İşlemi: Klor gibi dezenfektanlar suya eklenerek suda bulunan mikroorganizmalar ve patojenler yok edilir.
7.Adım: Sabit Depolama Tankı: Dezenfekte edilen su evsel dağıtımda kullanılmak üzere bu tanka pompalanır.
Hazırlayan: Rabiye Baştürk
