过滤.ppt

1、一、过滤的原理一、过滤的原理利用有孔介质从流体利用有孔介质从流体(液体或气体液体或气体)中除去中除去污染物污染物1 1、过滤器的功能、过滤器的功能过滤器经常被认为是一种简单的网或筛子，过滤器经常被认为是一种简单的网或筛子，过滤过滤/分离是在一个平面上进行的。分离是在一个平面上进行的。u_principles.ppt 7/31/98 u_principles.ppt 7/31/98浇铸膜浇铸膜或或 纤维缠绕纤维缠绕u_principles.ppt 7/31/982 2、过滤介质、过滤介质工业上常用的过滤介质有：工业上常用的过滤介质有：编织材料，由天然或合成纤维、金属丝等编编织材料，由天然或合成纤

2、维、金属丝等编织而成的滤布和滤网，是工业生产中最常用的过织而成的滤布和滤网，是工业生产中最常用的过滤介质。此类材料价格便宜，清洗和更换方便滤介质。此类材料价格便宜，清洗和更换方便,可可截留的最小粒径为截留的最小粒径为5 565m65m。用聚酰胺、聚酯或。用聚酰胺、聚酯或聚丙烯等纤维制成的单缕滤网，质地均匀、耐腐聚丙烯等纤维制成的单缕滤网，质地均匀、耐腐蚀、耐疲劳，正在逐步取代其他织物滤布。蚀、耐疲劳，正在逐步取代其他织物滤布。多孔性固体，包括素瓷、烧结金属或玻璃，多孔性固体，包括素瓷、烧结金属或玻璃，或由塑料细粉粘结而成的多孔性塑料管等。此类或由塑料细粉粘结而成的多孔性塑料管等。此类材料可截留

3、的最小粒径为材料可截留的最小粒径为1 13m3m，常用于处理含，常用于处理含有少量微小颗粒的悬浮液。有少量微小颗粒的悬浮液。堆积介质，如砂、砾石、木炭和硅藻土等堆积介质，如砂、砾石、木炭和硅藻土等颗粒状物料，或玻璃棉等非编织纤维的堆积层。颗粒状物料，或玻璃棉等非编织纤维的堆积层。一般用于处理固体含量很少的悬浮液，如城市给一般用于处理固体含量很少的悬浮液，如城市给水和待净化的糖液等。水和待净化的糖液等。此外，工业滤纸也可与上述过滤介质合用，以此外，工业滤纸也可与上述过滤介质合用，以拦截悬浮液中少量微细颗粒。拦截悬浮液中少量微细颗粒。近年来，高分子多孔膜的制造与应用有很大发近年来，高分子多孔膜的制

4、造与应用有很大发展，应用于更微小的颗粒的过滤，以获得高度澄展，应用于更微小的颗粒的过滤，以获得高度澄清的液体。适用于滤去清的液体。适用于滤去0.10.11m1m颗粒的膜称为微颗粒的膜称为微孔滤膜；适用于滤去孔滤膜；适用于滤去 0.010.010.1m0.1m颗粒的膜称为颗粒的膜称为超滤膜超滤膜(见膜分离见膜分离)。微孔滤膜和超滤膜广泛应用。微孔滤膜和超滤膜广泛应用于医药、食品和生物化学等工业。于医药、食品和生物化学等工业。3、三种过滤机制、三种过滤机制4直接拦截直接拦截4惯性撞击惯性撞击4扩散拦截扩散拦截u_principles.ppt 7/31/98（1 1）直接拦截）直接拦截4液体中的基本

5、过滤机制液体中的基本过滤机制4本质是一种筛分效应，机械拦截颗粒本质是一种筛分效应，机械拦截颗粒4例如：一种简单的筛网可以拦截尺寸例如：一种简单的筛网可以拦截尺寸 大于其孔径的颗粒大于其孔径的颗粒u_principles.ppt 7/31/98直接拦截直接拦截颗粒大于孔径颗粒大于孔径u_principles.ppt 7/31/98直接拦截直接拦截绝对截留绝对截留-颗粒被捕获在滤材纤维之间形成的孔中颗粒被捕获在滤材纤维之间形成的孔中 u_principles.ppt 7/31/98直接拦截直接拦截4当颗粒大于流道当颗粒大于流道孔径时即被该结孔径时即被该结构去除构去除4容污能力可以用容污能力可以用弯

6、曲结构提高弯曲结构提高 筛网无此作用筛网无此作用u_principles.ppt 7/31/98直接拦截直接拦截4通过搭桥作用，尺寸小于滤孔的颗粒也可被通过搭桥作用，尺寸小于滤孔的颗粒也可被拦截拦截0不规则形状的颗粒不规则形状的颗粒 /方向性方向性0多个颗粒同时撞击到同一个滤孔多个颗粒同时撞击到同一个滤孔u_principles.ppt 7/31/98直接拦截直接拦截不规则形状的搭桥不规则形状的搭桥u_principles.ppt 7/31/98直接拦截直接拦截多个小颗粒的搭桥多个小颗粒的搭桥u_principles.ppt 7/31/98（2 2）惯性撞击）惯性撞击4尺寸小于滤材孔径的颗粒的

7、辅助拦截方式尺寸小于滤材孔径的颗粒的辅助拦截方式4流体携带的颗粒由于质量和线速度而具有直线流体携带的颗粒由于质量和线速度而具有直线 运动的惯性运动的惯性4颗粒离开流体主流而撞击到滤材上颗粒离开流体主流而撞击到滤材上u_principles.ppt 7/31/98惯性撞击惯性撞击u_principles.ppt 7/31/98惯性撞击惯性撞击当流体改变运动方向时，惯性使颗粒撞击到滤材当流体改变运动方向时，惯性使颗粒撞击到滤材表面表面,因吸附力的存在颗粒便停留在撞击表面因吸附力的存在颗粒便停留在撞击表面u_principles.ppt 7/31/98惯性撞击惯性撞击当流经过滤介质时流体必须沿弯曲通

8、道行进。当流经过滤介质时流体必须沿弯曲通道行进。这这将增加该过滤机理的有效性。将增加该过滤机理的有效性。u_principles.ppt 7/31/98惯性撞击惯性撞击u_principles.ppt 7/31/98惯性撞击惯性撞击4颗粒被机械拦截或被吸附拦截颗粒被机械拦截或被吸附拦截4在气体中比在液体中更有效在气体中比在液体中更有效.4对大于对大于 0.5-1.0 0.5-1.0 微米的颗粒很有效微米的颗粒很有效.u_principles.ppt 7/31/98（3 3）扩散拦截）扩散拦截4气体分子气体分子 (作随机运动作随机运动)碰撞小颗粒或雾滴碰撞小颗粒或雾滴4布朗运动布朗运动(Brow

9、nian motion)(Brownian motion)碰撞的结果，碰撞的结果，增加了颗粒碰撞过滤介质的机会增加了颗粒碰撞过滤介质的机会4仅在气体中有效仅在气体中有效过滤机理总结过滤机理总结直接拦截直接拦截惯性撞击惯性撞击扩散拦截扩散拦截u_principles.ppt 7/31/984表面过滤介质4深度过滤介质4、滤材类型、滤材类型通常，过滤器滤材可分为两类：u_principles.ppt 7/31/98（1）表面过滤（滤饼过滤）表面过滤（滤饼过滤）所有滤孔在同一个平面上所有滤孔在同一个平面上依靠直接拦截捕获颗粒依靠直接拦截捕获颗粒颗粒尺寸比介质孔道大颗粒尺寸比介质孔道大u_princi

10、ples.ppt 7/31/984主要依靠直接拦截。小于孔径的颗粒将穿过。主要依靠直接拦截。小于孔径的颗粒将穿过。4惯性撞击无效惯性撞击无效.4扩散拦截有微效扩散拦截有微效.u_principles.ppt 7/31/98（2 2）深度过滤介质（深层过滤）深度过滤介质（深层过滤）4污染物捕获于介质内部结构的一种过滤介污染物捕获于介质内部结构的一种过滤介质，其滤孔遍布整个介质厚度。质，其滤孔遍布整个介质厚度。4变化的流体通道可以获得更高容污能力变化的流体通道可以获得更高容污能力u_principles.ppt 7/31/98深度过滤介质深度过滤介质4颗粒可以在表面被捕集，4也可以在介质层内被捕集

11、，4因此，提高了容污能力。u_principles.ppt 7/31/98滤孔设计滤孔设计4滤孔尺寸是均一的还是不均一的4滤孔是固定还是非固定的比考虑表面还是深度更重要的是.u_principles.ppt 7/31/98过滤介质设计和特点过滤介质设计和特点4滤孔设计0均一或不均一0固定或非固定4过滤面积4压差0孔隙率u_principles.ppt 7/31/98均一孔径均一孔径4所有滤孔均为同一尺寸4由于搭桥现象，可以拦截小于孔径 的颗粒u_principles.ppt 7/31/98不均一不均一 (设计设计)孔径孔径4污染物不全是同一尺寸和形状4在制造过程中控制孔径以保证大于某一给定尺寸

12、的颗粒能定量去除4随机孔径分布有更高效率u_principles.ppt 7/31/98二、滤池的分类二、滤池的分类 1 1、按滤料组成成分：、按滤料组成成分：单层滤料、双层滤料、多层滤料、混合滤料滤池单层滤料、双层滤料、多层滤料、混合滤料滤池 2 2、按水流方向分：、按水流方向分：下向流、上向流、双向流、辐流式下向流、上向流、双向流、辐流式 3 3、按滤速大小分：、按滤速大小分：慢滤池、快滤池、高速滤池慢滤池、快滤池、高速滤池 4 4、按滤池的布置构造分为：、按滤池的布置构造分为：普通快滤池、双阀滤池、无阀滤池、虹吸滤池、普通快滤池、双阀滤池、无阀滤池、虹吸滤池、移动冲洗罩滤池和移动冲洗罩滤

13、池和V V形滤池形滤池双层或多层滤池双层或多层滤池密度较小、密度较小、粒径较大粒径较大(无烟煤无烟煤)密度较大、密度较大、粒径较小粒径较小(石英砂石英砂)双层双层三层三层石榴石石榴石三、慢滤池三、慢滤池 滤速慢滤速慢v v0.1-0.3 m/h0.1-0.3 m/h表面生长一层滤膜（表面生长一层滤膜（1 12 2个星期后）个星期后）效果：效果：浊度可降到浊度可降到0 0，可不消毒。，可不消毒。滤膜滤膜什么过滤现象什么过滤现象？机理：机理：微生物吞食细菌微生物吞食细菌 微生物分泌出起凝聚作用的酶微生物分泌出起凝聚作用的酶 藻类产生氧气，起氧化作用。藻类产生氧气，起氧化作用。但生产效率低，但生产效

14、率低，1 13 3月后堵塞，需刮掉滤膜，月后堵塞，需刮掉滤膜，重新补砂。重新补砂。四、普通快滤池的构造四、普通快滤池的构造 快滤池一般用钢筋混凝土建造，它内有排水槽、滤料快滤池一般用钢筋混凝土建造，它内有排水槽、滤料层、垫料层和配水系统；它外有集中管廊，配有进水管、层、垫料层和配水系统；它外有集中管廊，配有进水管、出水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及附件。出水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及附件。条件：条件：滤速大于滤速大于10 m/10 m/必须先投加混凝剂必须先投加混凝剂 作用：作用：去除浊度，浊度去除浊度，浊度55度，同时可去除一部分细菌、病度，同时可去除一部分细菌、病毒毒 机理：机

15、理：表层细砂层粒径为表层细砂层粒径为0.5mm0.5mm，孔隙尺寸为，孔隙尺寸为80um80um，但进，但进入滤池的颗粒大部分小于入滤池的颗粒大部分小于30um30um，但仍能被去除。，但仍能被去除。不光是不光是机械筛滤机械筛滤，还有，还有接触粘附接触粘附的作用。的作用。深层过滤深层过滤 过滤过滤反反冲洗冲洗 过滤时，加入凝聚剂的浑水自进水管经集水渠、过滤时，加入凝聚剂的浑水自进水管经集水渠、排水槽进入滤池，排水槽进入滤池，自上而下穿过滤料层、垫料层自上而下穿过滤料层、垫料层，由配水系统收集，并经出水管排出此时由配水系统收集，并经出水管排出此时开开F1F1、F2F2，关，关F3F3、F4F4。

16、经过一段时间过滤经过一段时间过滤，滤料层截留的悬，滤料层截留的悬浮物数量增加；滤层孔隙率减小，使孔隙水流速增浮物数量增加；滤层孔隙率减小，使孔隙水流速增大，其结果一方面造成过滤阻力增大，另一方面水大，其结果一方面造成过滤阻力增大，另一方面水流对孔隙中截留的杂质冲刷力增大，使出水水质变流对孔隙中截留的杂质冲刷力增大，使出水水质变差。差。当水头损失超过允许值，或者出水的悬浮物浓当水头损失超过允许值，或者出水的悬浮物浓度超过规定值，过滤即应终止，进行滤他反冲洗度超过规定值，过滤即应终止，进行滤他反冲洗。反冲洗时，反冲洗时，开开F3F3、F4F4，关，关F1F1、F2F2。反冲洗水由冲洗。反冲洗水由冲洗水管经配水系统过入滤池，水管经配水系统过入滤池，由下而上穿过垫料层，由下而上穿过垫料层，滤料层滤料层，最后由排水槽经集水渠排出。反冲洗完毕，最后由排水槽经集水渠排出。反冲洗完毕，又进入下一过滤周期又进入下一过滤周期（一）滤料一）滤料 滤料是滤池的核心部分，它提供悬浮物接触凝聚的表面和纳滤料是滤池的核心部分，它提供悬浮物接触凝聚的表面和纳污的空间工业滤料应满足下列要求：污的空间工业滤料应满足下列要