
过滤是一种通过多孔性介质截留悬浮液中的固体粒子,从而实现固液分离的方法。其基本原理包括三个方面:
1.机械筛滤作用:待滤水经过滤料层时,滤料层起到“筛子”的作用,将粒径较大的悬浮颗粒截留,去除一部分悬浮颗粒。
2.沉淀作用9:滤料层中的重養孔隙像无数小的沉淀池,待滤水中的细小颗粒可以在这些小沉淀池内得以沉淀。
3.接触絮凝作用9:待滤水经过滤料层时,由于分子引力的作用,悬浮颗粒被吸附在滤料的表面,使水变清。
过滤在许多领域都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:1.水处理9:水过滤是利用过滤介质将水中悬浮固体除去,从而获得清水的方法。这种方法
在家居、工业和环保领域都有广泛应用。2.空气净化9:空气过滤器用于去除空气中的尘埃、花粉等颗粒物,保持空气清新。3.化工和制药9:在这些领域中,过滤用于分离和纯化化学原料和药品,确保产品质量。4.实验室研究只:在科学研究中,过滤用于分离和收集实验样品,确保实验结果的准确性,5.医疗设备9:如血液透析器9、呼吸防护设备Q等,都依赖于过滤技术来确保安全和有效。
过滤是在推进力的作用下,位于一侧的悬浮液(或含尘气)中的流体经过多孔介质的孔道向另一侧活动。颗粒则被截留,从而完成流体与颗粒的分别操作过程。被过滤的悬浮液又称为滤浆,过滤时截留下的颗粒层称为滤饼,过滤的清液称为滤液。过滤介质即为使流体经过而颗粒被截留的多孔介质。无论采用何种过滤方式,过滤介质总是必需的,因而过程介质是过滤操作的要素之一。多过滤介质的共性央求是多孔、理化性质稳定、耐用和可重复应用等。可用作过滤介质的资料很多,主要能够分为:
织物是十分常用的过滤介质。工业上称为滤布(网),由自然纤维、玻璃纤维、合成纤维或者金属丝组织而成。可截留的最小颗粒视网孔大小而定,普通在几到几十微米的范围。
制成片、板或管的各种多孔性固体资料,如素瓷、烧结金属和玻璃、多孔性塑料以及过滤和压紧的毡与棉等。此类介质较厚,孔道细,能截留1~3μm的微小颗粒。
由沙、木炭之类的固体颗粒堆积而成的床层,称为滤床。用做过滤介质使含少量悬浮物的液体廓清。
由特殊工艺合成的聚合物薄膜,最常见的是醋酸纤维膜与聚酰胺膜。膜过滤属精细过滤(ultrafiltration),可分别5nm的微粒。
依据过滤过程的机理有滤饼过滤和深层过滤之分。滤饼过滤又称为外表过滤。运用织物、多孔资料或膜等作为过滤介质。过滤介质的孔径不一定要小于最小颗粒的粒径。过滤开端时,局部小颗粒能够进入致使穿过介质的小孔。但很快由颗粒的架桥作用使介质的孔径减少构成有效的阻挠。被截留在介质外表的颗粒构成称为滤饼的滤渣层,透过滤饼层的则是被净化了的滤液。随着滤饼的构成真正起过滤介质作用的是滤饼自身,因而称为滤饼过滤。滤饼过滤主要适用于含固量较大(1%)的场所。深层过滤普通应用介质层较厚的滤床类(如沙层、硅藻土等)作为过滤介质。颗粒小于介质空隙进入到介质内部,而长而迂回的孔道中被截留并附着于介质之上。深层过滤无滤饼构成,主要用于净化含固量很少(0.1%)的流体,如水的净化、烟气除尘等。
依据运用的过滤设备、过滤介质及所处置的物系的性质和产品搜集的央求,过滤操作分为间歇式和连续式两种主要方式。依据提供过滤推进力的方式,又有重力过滤、加压过滤、真空过滤和离心过滤之分,其目的都是抑止过滤阻力。过滤是使水经过滤料时去除水中悬浮物和微生物等的净水过程。滤池通常设在沉淀池或廓清池之后。目的是使滤后水的浊度抵达水质规范的央求。水经过滤后,残留的细菌、病毒失去了悬浮物的维护作用,从而为过滤后消毒发明了条件。所以,在以空中水为水源的饮用水净化中,有时可省去沉淀或廓清,但过滤是不可短少的。
⑴过滤的净水原理。①筛除作用:水经过滤料时,比滤层孔隙大的颗粒被截留;随后,滤层孔隙逐步变小,较小的颗粒也被截留。②接触凝聚作用:未被沉淀去除的细小絮凝体或脱稳颗粒,因与滤料接触而被吸附;滤料吸附絮凝体后,其吸附作用进一步加强。
⑵过滤的净水效率。取决于进水水质、滤料粒径、滤料层厚度、滤池结构、滤速和管理等要素滤速是指每小时经过单位滤池面积的水量。滤速越大,杂质在滤层中穿透越深。但滤速过大会影响滤后水质。
⑶对滤料的央求。具有足够的机械强度,不恶化水质,有一定的颗粒级配,经济易得。
⑷常用的滤池型式。①普通快滤池,平面为方形或圆形,过滤时,进水由分配渠流人排水糟,然后平均地散布于滤池外表,再经过滤料层和承托层;最后由滤管系统搜集后经清水管排出。洗砂时,清水经过滤管系统由下向上反冲洗,使砂层收缩浮起,砂数互相摩擦,洗下污泥;污水由配
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