环境工程原理第07章_过滤幻灯片.ppt

3.颗粒床层的当量直径 颗粒床层中空隙所形成的流体通道结构非常复杂。 通常采用简化的流动模型来代替床层内的真实流动过程。 将实际床层简化成由许多相互平行的小孔道组成的管束。 与床层厚度成正比 l’=?L 第三节 深层过滤的基本理论 颗粒床层的当量直径定义为： 取面积1m2，厚度为1m的颗粒床层为基准，根据简化模型 第三节 深层过滤的基本理论 …与床层空隙率和颗粒尺寸有关 则颗粒床层的当量直径为： 第三节 深层过滤的基本理论 (7.3.5) （三）流体在颗粒床层中的流动 1. 流动速度 根据上述的简化模型，流体在颗粒床层中的流动可以看成是在小孔道管束中的流动。 流体在孔道内的流动可以看成是层流。 流动速度可以用Hagen-Poiseuille定律来描述。 ul——流体在床层空隙中的实际流速，m/s； deb——颗粒床层的当量直径，m; ?p——流体通过颗粒床层的压力差，Pa； ?——流体粘度，Pa s； l’——孔通道的平均长度，m。 第三节 深层过滤的基本理论 (7.3.7) 又，颗粒床层的空床流速u： dV——dt时间内通过床层的滤液量，m3； A——垂直于流向的颗粒床层截面积，m2。 床层空隙中的实际流速ul与空床流速u之间有如下关系： 实际流速与空床流速的物理意义？ 第三节 深层过滤的基本理论 (7.3.9) (7.3.8) 按照简化模型，孔通道的长度l’与颗粒床层厚度L成正比，则 Kozeny-Carmam方程 Kl 为Kozeny系数，与下列因素有关： 床层颗粒粒径、形状 床层空隙率等 在床层空隙率?＝0.3～0.5时，Kl＝5。 第三节 深层过滤的基本理论 (7.3.11) 2.颗粒床层的阻力 颗粒床层比阻 则： 流体在颗粒床层中流动速度的影响因素？ 一是促使流体流动的推动力?p； 二是阻碍流体流动的因素?rL： (1)流体黏度?； (2)床层阻力：床层性质（比阻r）及厚度L。 与颗粒床（过滤介质）的颗粒大小和孔隙率有关 通过试验求得。 第三节 深层过滤的基本理论 (7.3.12) 第七章 过 滤 第七章 过滤 第一节 过滤操作的基本概念 第二节 表面过滤的基本理论 第三节 深层过滤的基本理论 本章主要内容 一、过滤过程 二、过滤介质 三、过滤分类 本节的主要内容 第一节 过滤操作的基本概念 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、细微离子、细菌、病毒和高分子物质等 一、过滤过程 第一节 过滤操作的基本概念 固体颗粒：由一定形状的固体颗粒堆积而成，包括天 然的和人工合成的。 天然：石英砂、无烟煤、磁铁矿粒等。 人工：聚苯乙烯发泡塑料球等。 固体颗粒过滤介质在水处理中的各类滤池中应用广泛，通常称为滤料。 二、过滤介质 第一节 过滤操作的基本概念 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。 第一节 过滤操作的基本概念 1.按过滤机理分：有表面过滤和深层过滤 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。 三、过滤分类 第一节 过滤操作的基本概念 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（略） 五、过滤机生产能力的计算（略） 本节的主要内容 第二节 表面过滤的基本理论 表面过滤过程 被过滤的颗粒粒径较小的情况 表面过滤通常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速度较慢的情况。 滤饼过滤 多孔性介质 第二节 表面过滤的基本理论 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。 过滤速度是描述过滤过程的关键！ 推动力 其它因素 一、过滤基本方程 第二节 表面过滤的基本理论 处理量：处理的流体流量或