第07章过滤浅析.ppt

第七章 过 滤 ;第七章 过滤 ;一、过滤过程 二、过滤介质 三、过滤分类 ; 混合物的分离：液体和气体混合物 什么现象属于过滤？ 混合物中的流体在推动力（重力、压力、离心力）的作用下通过过滤介质，固体粒子被截留，而流体通过过滤介质，从而实现流体与颗粒物的分离。 液-固分离，气-固分离 如砂滤池、袋式除尘器、口罩…… 过滤分离的对象？ 粗大颗粒、细微粒子、细菌、病毒和高分子物质等 ; ;; 织物介质：又称滤布，如棉、麻、丝、毛、合成纤维、金属丝等编制成的滤布。 多孔固体介质：如素烧陶瓷板或管、烧结金属板或管等。 多孔膜：由高分子有机材料或无机材料制成的薄膜，根据分离孔径的大小，可分为微滤、超滤等。;1.按过滤机理分：表面过滤和深层过滤; 深层过滤： 固体颗粒的沉积发生在较厚的粒状过滤介质床层内部，悬浮液中的颗粒直径小于床层直径，当颗粒随流体在床层的曲折孔边穿过时，便粘附在过滤介质上。 适用于悬浮液中颗粒甚小且含量甚微（固相体积分率在0.1%以下）的场合 ;2.按促使流体流动的推动力分： 重力过滤：在水位差的作用下被过滤的混合液通过过滤介质进行过滤，如水处理中的快滤池。 真空过滤：在真空下过滤，如水处理中的真空过滤机。 压力差过滤：在加压条件下过滤，如水处理中的压滤滤池。 离心过滤：使被分离的混合液旋转，在所产生的惯性离心力的作用下，使流体通过周边的滤饼和过滤介质，从而实现与颗粒物的分离。 ;一、过滤基本方程 二、过滤过程的计算 三、过滤常数的测定 四、滤饼洗涤 五、过滤机生产能力的计算 ;表面过滤过程;转筒真空过滤机;带式脱水机;主要特征：随着过滤过程的进行，流体中的固体颗粒被截留在过滤介质表面并逐渐积累成滤饼层。 滤饼层厚度：随过滤时间的增长而增厚，其增加速率与过滤所得的滤液的量成正比。 过滤速度：由于滤饼层厚度的增加，因此在过滤过程中是变化的。 ;处理量：处理的流体流量或 分离得到的纯流体量V，单位为 m3 过滤推动力：由流体位差、压差或离心力场 造成的过滤压差?p 过滤面积：表示过滤设备的大小A，单位为m2 过滤速度：单位时间通过单位面积的滤液量u;某一过滤时间t时的过滤状态 ;过滤速度与推动力之间的关系可用下式Darcy 定律表示： ;假设每过滤1m3滤液得滤饼f，单位为m3 ;滤饼层的比阻r有两种情况： 不可压缩滤饼：滤饼层的颗粒结构稳定，在压力的作用下不变形，r与?p无关 可压缩滤饼：在压力的作用下容易发生变形 ;将比阻计算式代入式（7.2.8），得：;K：过滤常数，如何测定?与下列因素有关： 滤饼的颗粒性质 悬浮液浓度 滤液黏度 滤饼的可压缩性 qe：过滤介质特性参数 ;二、过滤过程的计算 确定滤液量与过滤时间和过滤压差等之间的关系。 ;若过滤介质阻力可忽略不计，则简化为： ;如何应用恒压过滤方程？;第二节 表面过滤的基本理论 ;第二节 表面过滤的基本理论 ;（二）恒速过滤 恒速过滤是指在过滤过程中过滤速度保持不变，即滤液量与过滤时间呈正比。 ;在恒速过滤方程中，过滤压差随时间是变化的，因此过滤常数K随时间t变化 。;实际上过滤模式常常采用： 先恒速过滤后恒压过滤 在开始过滤时，以较低的恒速操作，避免颗粒穿透过滤介质。 当压差上升到给定数值后，再采用恒压过滤，直到过滤终止。 计算： 恒压过滤中的起始滤液量为恒速过滤末段的滤液量;第二节 表面过滤的基本理论 ;第二节 表面过滤的基本理论 ;第二节 表面过滤的基本理论 ;三、过滤常数的测定 （一）过滤常数K，qe的计算 对于恒压过滤，过滤积分方程改写为： ;（二）压缩指数s的计算;四、滤饼洗涤 ;洗涤速度是单位时间通过单位洗涤面积的洗涤液量： ;如果洗涤液走的路径和过滤终了时的路径完全相同，洗涤液黏度和滤液黏度亦相同，则： ;五、过滤机生产能力的计算 ;（二）连续式过滤机 ;转筒真空过滤机的转数为n（r/s）,即旋转一周的时间为1/n (s)。 起过滤作用的是浸没在液体中的转筒表面，所对应的圆心角?与2?之比称为浸没度?。 浸没度等价于过滤时间在旋转周期中所占的比例，因此每个周期中有效的过滤时间为： ;第三节 深层过滤的基本理论 ; 深层过滤过程;深层过滤在水处理中的应用 水处理中的快滤池、加压砂滤器 深层过滤一般适用于流体中颗粒含量少的场合。;一、流体通过颗粒床层的流动 颗粒床层是由一定大小和形状的颗粒组成。 （一）混合颗粒的几何特性 1.粒度分布 筛分实验: 采用一套标准筛进行测量 ;2.混合颗粒的平均粒径 混合颗粒的平均粒径有多种表示方法。 通常定义：比表面积等于混合颗粒的比表面积的颗粒