過濾操作的基本概念-wenkub
2023-05-21 15:19:44 本頁(yè)面
【正文】 tKAVVVVV e 21212 )(2)( ???? () 如何應(yīng)用恒壓過濾方程？ 設(shè)計(jì)型： 已知要處理的懸浮液量和推動(dòng)力，求所需的過濾面積 操作型： 已知過濾面積和推動(dòng)力，求懸浮液的處理量； 已知過濾面積和懸浮液的處理量，求推動(dòng)力。 第二節(jié) 表面過濾的基本理論 假設(shè)每過濾 1m3濾液得濾餅 f（ m3） fV LA? fVLA?V：濾液體積 (m3) 第二節(jié) 表面過濾的基本理論 () ……() 另外，可把過濾介質(zhì)的阻力轉(zhuǎn)化成厚度為 Le的濾餅層阻力 emm rLLr ?() eefVLA?() 2() ed V A pd t r f V V????() ed V A puA d t r f V V?????則： 或： () 濾餅層的比阻 r有兩種情況： ?不可壓縮濾餅： 濾餅層的顆粒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在壓力的作用下不變形， r與 ?p無關(guān) ?可壓縮濾餅： 在壓力的作用下容易發(fā)生變形 r0：?jiǎn)挝粔翰钕聻V餅的比阻， m2 Pa1； s：濾餅的壓縮指數(shù) ， 對(duì)于可壓縮濾餅， s=～ ， 對(duì)于不可壓縮濾餅， s=0 第二節(jié) 表面過濾的基本理論 sprr ??0經(jīng)驗(yàn)式： () 將比阻計(jì)算式代入式（ ），得： 10 ()sed V A pA d t r f V V???? ?假設(shè) 102 spKrf????則： 2 ( )ed V K AA d t V V? ?令 q=V/A， qe=Ve/A（ qe稱為過濾介質(zhì) 比當(dāng)量濾液體積 ），則 )(2 eqqKdtdq??()（濾餅過濾基本方程） 第二節(jié) 表面過濾的基本理論 () () K： 過濾常數(shù)，如何測(cè)定 ?與下列因素有關(guān)： ?濾餅的顆粒性質(zhì) ?懸浮液濃度 ?濾液黏度 ?濾餅的可壓縮性 qe：過濾介質(zhì)特性參數(shù) 第二節(jié) 表面過濾的基本理論 二、過濾過程的計(jì)算 確定濾液量與過濾時(shí)間和過濾壓差等之間的關(guān)系。 給水處理： 慢濾池 污泥脫水： 使用的各類脫水機(jī)（如真空過濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)等） 濾餅過濾 多孔性介質(zhì) 第二節(jié) 表面過濾的基本理論 轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī) 回轉(zhuǎn)真空過濾機(jī)工作過程示意 第二節(jié) 表面過濾的基本理論 帶式脫水機(jī) 第二節(jié) 表面過濾的基本理論 主要特征： 隨著過濾過程的進(jìn)行，流體中的固體顆粒被截留在過濾介質(zhì)表面并逐漸積累成濾餅層。 (2)環(huán)境工程領(lǐng)域中的過濾過程，使用的過濾介質(zhì)主要有哪些。 ?真空過濾： 在真空下過濾，如水處理中的真空過濾機(jī)。 二、過濾介質(zhì) 第一節(jié) 過濾操作的基本概念 ? 織物介質(zhì)： 又稱濾布，如棉、麻、絲、毛、合成纖維、金屬絲等編制成的濾布。 液－固分離，氣－固分離 如砂濾池、袋式除塵器、口罩 …… ? 過濾分離的對(duì)象？ 粗大顆粒、細(xì)微離子、細(xì)菌、病毒和高分子物質(zhì)等 一、過濾過程 第一節(jié) 過濾操作的基本概念 ?固體顆粒： 由一定形狀的固體顆粒堆積而成，包括天 然的和人工合成的。 天然： 石英砂、無煙煤、磁鐵礦粒等。 ? 多孔固體介質(zhì)： 如素?zé)沾砂寤蚬堋Y(jié)金屬板或管等。 ?壓力差過濾： 在加壓條件下過濾，如水處理中的壓濾濾池。 (3)過濾的主要類型有哪些。 濾餅層厚度： 隨過濾時(shí)間的增長(zhǎng)而增厚，其增加速率與過濾所得的濾液的量成正比。 （一）恒壓過濾 在過濾過程中，過濾壓差自始自終保持恒定。 第二節(jié) 表面過濾的基本理論 第二節(jié) 表面過濾的基本理論 例 在實(shí)驗(yàn)室中用過濾面積為 2的濾布對(duì)某種水懸浮液進(jìn)行過濾試驗(yàn)，在恒定壓差下，過濾 5m i n 得到濾液 1L ，又過濾 5m i n得到濾液 。 當(dāng)壓差上升到給定數(shù)值后，再采用恒壓過濾，直到過濾終止。采用先恒速后恒壓的操作方式，恒速過濾 10 min 后，進(jìn)行恒壓操作 30min ，得到的總濾液的量為 8m3。 第二節(jié) 表面過濾的基本理論 () 四、濾餅洗滌 ? 在某些過濾操作中，為了去除或回收濾餅中殘留的濾液或可溶性雜質(zhì)，需要在過濾結(jié)束時(shí)，對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌。 若洗滌壓力與過濾終了時(shí)的操作壓力相同，則洗滌速度與過濾終了時(shí)速度之間有如下近似關(guān)系： wwFwLLA d tdVA d tdV??＝終,?????????????、 ?w—— 濾液、洗滌液的粘度， Pa 第二節(jié) 表面過濾的基本理論 ? 轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為 n（ r/s） ,即旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為 1/n (s)。 (3)過濾常數(shù)與哪些因素有關(guān)。 (7)如何通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定過濾常數(shù)、過濾介質(zhì)的比當(dāng)量濾液量和壓縮指數(shù)。 ? 通常發(fā)生在以固體顆粒為濾料的過濾操作中 。 快濾池 第三節(jié) 深層過濾的基本理論 一、流體通過顆粒床層的流動(dòng) 顆粒床層是由一定大小和形狀的顆粒組成。 ? 對(duì)于均勻的球形顆粒，最松排列的空隙率為 ，最緊密排列時(shí)的空隙率為 。 通常采用簡(jiǎn)化的流動(dòng)模型來代替床層內(nèi)的真實(shí)流動(dòng)過程。 流動(dòng)速度可以用 HagenPoiseuille定律來描述。322lpdu ebl ???() 又，顆粒床層的空床流速 u： dVu Adt?dV—— dt時(shí)間內(nèi)通過床層的濾液量 ， m3； A—— 垂直于流向的顆粒床層截面積 ， m2。 第三節(jié) 深層過濾的基本理論 () (1)遷移行為： 顆粒偏離流線運(yùn)動(dòng)到濾料內(nèi)部空隙表面 推動(dòng)力主要包括： （布朗運(yùn)動(dòng)），主要對(duì)非常小的顆粒（ 1?m）起作用； ，當(dāng)顆粒較大時(shí)，重力沉降起主要作用； （慣性力） ，如慣性離心力，使顆粒偏離流線而運(yùn)動(dòng)到濾料表面。 流速計(jì)算： 322( 1 )lpuK a L???????第三節(jié) 深層過濾的基本理論 () 加壓砂濾器 如果 Kl=5，則 220 3( 1 ) 1180evh L ugd?????
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