第二篇(第七章)过滤辩析.ppt

* 第七章 过滤 §1 过滤操作的基本概念 §2 表面过滤的基本理论 四川农业大学 本科生课程 环工原理 */200 §1 过滤操作的基本概念 分离 悬浮液（固-液混合物） 含尘气体（固-气混合物） ------过滤 一、过滤过程 混合物中的流体在推动力（重力、压力、离心力等）作用下通过过滤介质时，流体中的固体颗粒被截留，而流体通过过滤介质，从而实现流体与颗粒物的分离。 四川农业大学 本科生课程 环工原理 */200 二、过滤介质 （1）固体颗粒：天然的（如石英砂、无烟煤、磁铁矿粒）和人工合成的（如各种滤料） （2）织物介质，如棉、麻、丝、毛、合成纤维、金属丝等编织成的滤布； （3）多孔性固体介质，如素瓷板或管、烧结金属板或管等。 （4）多孔膜：由高分子有机材料或无机材料制成的薄膜。 过滤介质 滤浆 滤饼 滤液 四川农业大学 本科生课程 环工原理 */200 三、过滤分类 （表面过滤）推动力：重力、压力、离心力 架桥现象 滤饼过滤 表面（滤饼）过滤示意图 以固体颗粒为过滤介质 四川农业大学 本科生课程 环工原理 */200 过滤流体 滤液 过滤介质 深层过滤示意图 应用比较： 滤饼过滤：颗粒物浓度较高或过滤速度较慢、滤饼层容易形成。如污泥脱水用的真空过滤机、板框式压滤机，给水处理中的慢滤池、袋式除尘器。 深层过滤：颗粒物含量少。如快滤池 在拦截、惯性碰撞、扩散沉淀等作用下，颗粒物最终附着在介质表面 §2 表面过滤的基本理论 一、过滤基本方程 悬浮液 滤液 过滤介质 L 滤饼 △p 过滤速度------ dt---微分过滤时间，s； dV---dt时间内通过过滤面的滤液量，m3； A---过滤面积 四川农业大学 本科生课程 环工原理 */200 悬浮液 滤液 过滤介质 L 滤饼 △p 过滤速度与推动力之间的关系可用Darcy定律表示： Rm，Rc----过滤介质和滤饼层的过滤阻力，m-1； rm，r----过滤介质和滤饼层的过滤比阻，m-2，是单位厚度过滤介质或滤饼层的阻力； Lm，L----过滤介质和滤饼层厚度，m。 Rm= rmLm；Rc=rL ---------Ruth过滤方程 四川农业大学 本科生课程 环工原理 */200 将过滤介质的阻力转化成厚度为Le的滤饼层的阻力 四川农业大学 本科生课程 环工原理 */200 -----表面过滤基本方程 过滤常数 K反映悬浊液的过滤特性，与悬浊液浓度、滤液黏度以及滤饼层的颗粒性质和可压缩性有关;Ve和qe跟过滤介质特性相关。 四川农业大学 本科生课程 环工原理 */200 （一）、恒压过滤 二、过滤过程的计算 特点： K为常数 积分得： 或 若过滤介质阻力可忽略不计，则 或 ------确定滤液量与过滤时间和过滤压差等之间的关系。 四川农业大学 本科生课程 环工原理 */200 3、恒速过滤 特点： K不为常数，而u为常数。 整理得： 若过滤介质阻力可忽略不计，则 或 或 四川农业大学 本科生课程 环工原理 */200 1500 t 1000 q 500 0 0 0 . 025 0.05 0.075 q 三、过滤常数的测定 恒压时： 求出压缩指数s 四川农业大学 本科生课程 环工原理 */200 例：在实验室中采用一个边长为0.24m×0.23m小型板框过滤对某固体粉末与水的悬浮液进行过滤实验。悬浮液固体含量为25kg/m3，温度为20℃。试验分别测定了在过滤压强差△p为0.1MPa、0.3MPa、0.4MPa下。在不同过滤时间下所得的滤液体积量见下表。 试求：（1）各△p下的过滤常数K及过滤介质的当量滤液体积qe； （2）滤饼压缩指数s。 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 过滤压强差△p/MPa 0.1 0.3 0.4 滤液体积V/m3 过滤时间/s 0.00 0 0 0 0.01 74.0 29.6 22.6 0.02 214.3 95.1 74.5 0.03 448.0 205.2 170.7 0.04 756.2 351.7 285.8 0.05 1120.2 530.8 423.2 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 过滤压强差△p/MPa 0.1 0.3 0.4 V/m3 q/m3m-2 t t/q t t/q t t/q 0.01 0.104 74.0 711.5 29.6 284.6 22.6 217.3 0.02 0.208 214.3 1030.3 95.1 457.2 74.5 358.2 0.03 0.31 448.0 1445.2 205.2 661.9 170.7 550.6 0.04 0.