A filtração é um processo de separação sólido-líquido que utiliza um meio filtrante poroso para reter as partículas sólidas presentes na suspensão e permitir a passagem do líquido. Em comparação com o método de sedimentação por gravidade, a operação de filtração não só apresenta uma velocidade rápida de separação sólido-líquido, mas também uma separação mais completa, o que permite obter um bolo de filtração e um líquido límpido com menor teor de líquido. Portanto, a filtração é um método universal e eficaz de separação sólido-líquido. Geralmente, a suspensão enviada para filtração é chamada de pasta de filtração, o meio poroso que retém as partículas sólidas é chamado de meio filtrante e a camada de sedimento retida no meio filtrante é chamada de bolo de filtração ou resíduo de filtração. A solução límpida é chamada de filtrado.
Diferente meio filtrante pode ser utilizado de acordo com a natureza da pasta de filtração e o tamanho das partículas sólidas. Quando a pasta de filtração passa pelo meio filtrante, as partículas sólidas são retidas, formando uma camada de sedimento. O filtrado costuma estar turvo no início da filtração e precisa ser devolvido ao filtro. Após a formação da camada de sedimentos, a filtração pode ser realizada de forma eficaz. Durante o processo de filtração, a espessura do bolo de filtração continua a aumentar, a resistência do bolo de filtração ao fluido também continua a aumentar e a taxa de filtração continua a diminuir. Portanto, a resistência do meio filtrante ao fluido costuma ser menor do que a resistência do bolo de filtração, e a taxa de filtração é determinada principalmente pela espessura do bolo de filtração e por suas características (principalmente a porosidade do bolo de filtração). A porosidade do bolo de filtração está relacionada à forma das partículas sólidas, à distribuição granulométrica, à rugosidade da superfície das partículas e aos métodos de preenchimento das partículas.
De acordo com as características do bolo de filtração, ele pode ser dividido em bolo de filtração compressível e bolo de filtração incompressível. O bolo de filtração incompressível é composto principalmente por partículas minerais e precipitados cristalinos, e a resistência ao fluido é menos afetada pela diferença de pressão nos dois lados do bolo de filtração e pela taxa de deposição de partículas. O bolo de filtração compressível é composto por sedimentos amorfos, e sua resistência ao fluxo aumenta com o aumento da diferença de pressão entre os dois lados do bolo de filtração e da taxa de deposição do material.
O meio filtrante costuma servir de suporte para o bolo de filtração, e é a camada do bolo de filtração que desempenha a função real de filtragem. O meio filtrante deve possuir resistência mecânica suficiente, resistência à corrosão, bom desempenho e baixa resistência ao fluido.
Existem três tipos de meios filtrantes comumente utilizados:
(1) Os meios granulares incluem cascalho, areia, escória de vidro, carvão vegetal e terra diatomácea, entre outros. Esses meios possuem partículas duras e podem ser dispostos em camadas para tratar suspensões com sólidos de tamanho reduzido.
(2) Meios filtrantes de tecido: O tecido filtrante pode ser tecido com fios metálicos e não metálicos. Os materiais metálicos comumente utilizados incluem aço inoxidável, latão, liga Montessori etc., e os materiais não metálicos incluem lã, algodão, linho, náilon, plástico, vidro etc. A seleção do material do tecido filtrante deve levar em consideração, principalmente, fatores como a corrosividade do líquido, a temperatura de operação das partículas sólidas e a resistência ao desgaste.
(3) Meios sólidos porosos: são comumente utilizados cerâmicas porosas, vidro poroso, metais porosos, plásticos porosos etc., frequentemente fabricados na forma de placas ou tubos. Esse tipo de meio apresenta poros de tamanho reduzido, alta resistência mecânica e resistência à corrosão por ácidos, álcalis, sais e solventes orgânicos. É adequado para a filtragem de materiais que contêm partículas finas. A desvantagem é que os microporos se obstruem facilmente e precisam ser regenerados regularmente (por retrolavagem ou quimicamente) para manter sua capacidade de filtragem.