第七章过滤
环境工程原理 重点 整理
第七章过滤分类：1、按过滤机理分：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、真空过滤、压力差过滤、离心过滤。
表面过滤（滤饼过滤）：常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速度较慢、滤饼层易形成的情况下深层过滤：常发生在滤料内部、固体颗粒物浓度稀的情况下。
它是利用过滤介质间的间隙进行过滤的过程。
过滤比阻是单位厚度过滤介质或滤饼层的阻力目数：泰勒标准筛系列的各个筛以筛网上每英寸长度的孔数为其筛号，也称目数。
过滤水头损失曲线偏离理想曲线的原因在滤料表面有悬浮物沉积，造成表面的堵塞可压缩滤饼：S=0.2~0.8 不可压缩滤饼：S=0第八章1.吸收：吸收是根据混合气体各组分在同一种液体溶剂中的物理溶解度（或化学反应活性）的不同，而将气体混合物分离的操作过程。
2.吸收的类型：按溶质和吸收剂之间发生的作用分：物理吸收和化学吸收；按混合气体中被吸收组分的数目分：单组分吸收和多组分吸收；按在吸收过程中温度是否变化分：等温吸收和非等温吸收。
在这些吸收过程中，单组分的等温物理吸收过程是最简单的吸收过程，也是其他吸收过程的基础。
3.溶质在气、液两相间的平衡关系就决定了溶质在相间传质过程的方向、极限以及传质推动力的大小，是研究吸收传质过程的基础。
4.气-液平衡：在一定的条件（温度、压力等）下，气相溶质与液相吸收剂接触，溶质不断地溶解在吸收剂中，同时溶解在吸收剂中的溶质也在向气相挥发。
随着气相中溶质分压的不断减小，吸收剂中溶质浓度的不断增加，气相溶质向吸收剂的溶解速率与溶质从吸收剂向气相的挥发速率趋于相等，即气相中溶质的分压和液相中溶质的浓度都不再变化，保持恒定。
此时的状态为气、液两相达到动态平衡状态。
5.亨利定律：在稀溶液条件下，温度一定，总压不大时，气体溶质的平衡分压和溶解度成正比，其相平衡曲线是一条通过原点的直线，这一关系称为亨利定律。
6.亨利定律三种形式和三者的关系：1）PA*=EXa，PA*——溶质A在气相中的平衡分压，Pa；XA——溶质A在液相中的摩尔分数；E——亨利系数，Pa。
第七章 气体中微粒的分离技术
3600
cm/s
一、空气过滤器的特性
（二）净化效率
净化效率可用效率、穿透率和净化系数来表征。
1. 效率
效率可表示为计重效率、计数效率、比色效率、浊度效率等，最常用的是 计数效率和计重效率。
一、空气过滤器的特性
2. 穿透率 与效率相反，穿透率越高，净化效率越低。指出口浓度占入口浓度的比例。
三、空气过滤器的选配与应用
过滤器的风量：一般小于额定风量，要平衡阻力和过滤器效率。 过滤器的位置：中效过滤器集中在系统的正压段，高效过滤器是空气洁净 程度的关键设备，一般设在净化空调的末端，尽量靠近洁净室。 高效过滤器一般需要设置一级或多级预过滤器予以保护，寿命5~15年为宜。 其过滤效率的匹配遵循两个基本原则：
三、空气过滤器的选配与应用
第三节 静电分离技术
室内空气的静电过滤与工业用的电除尘装置的区别： —净化对象不同：工业是含尘量高的气体，室内过滤器针对含尘量极低的空 气 —电极不同：空调净化用的静电除尘设备是采用正极性的放电电极，工业用 的是负电极放电电极。
一、空气中微粒的荷电
按照微粒荷电和捕集是否在同一电场中进行，一般分为单区式和双区式两 种。用于空调净化方面多采用双区式电场。
（二）惯性效应
由于纤维错综排列，气流穿过时其流线要多次拐弯，对于质量或速度相对较大的颗粒会由 于惯性来不及改变方向，从而碰撞纤维而沉积下来。
（三）扩散效应
由于气体分子热运动造成微粒的布朗运动，从而形成微粒（<0.3 μm）的扩散作用，若接触 到纤维被截留下来成为扩散效应。微粒越小，过滤速度越小扩散效应越显著。
一、空气中微粒的荷电
微粒荷电的方式
一、空气中微粒的荷电
由静电理论可知，电场荷电主要对于1 μm以上的微粒起作用，此时微粒 获取的最大电量为：
环境工程原理思考题
环境工程原理思考题第一章绪论1.“环境工程学”的主要研究对象是什么?2. 去除水中的溶解性有机污染物有哪些可能的方法?它们的技术原理是什么?3. 简述土壤污染治理的技术体系。
4. 简述废物资源化的技术体系。
5. 阐述环境净化与污染控制技术原理体系。
6. 一般情况下,污染物处理工程的核心任务是:利用隔离、分离和(或)转化技术原理,通过工程手段(利用各类装置),实现污染物的高效、快速去除。
试根据环境净化与污染防治技术的基本原理,阐述实现污染物高效、快速去除的基本技术路线。
第二章质量衡算与能量衡算第一节常用物理量1.什么是换算因数?英尺和米的换算因素是多少?2.什么是量纲和无量纲准数?单位和量纲的区别是什么?3.质量分数和质量比的区别和关系如何?试举出质量比的应用实例。
4.大气污染控制工程中经常用体积分数表示污染物的浓度,试说明该单位的优点,并阐述与质量浓度的关系。
5.平均速度的涵义是什么?用管道输送水和空气时,较为经济的流速范围为多少?第二节质量衡算1.进行质量衡算的三个要素是什么?2.简述稳态系统和非稳态系统的特征。
3.质量衡算的基本关系是什么?4.以全部组分为对象进行质量衡算时,衡算方程具有什么特征?5.对存在一级反应过程的系统进行质量衡算时,物质的转化速率如何表示?第三节能量衡算1.物质的总能量由哪几部分组成?系统内部能量的变化与环境的关系如何?2.什么是封闭系统和开放系统?3.简述热量衡算方程的涵义。
4.对于不对外做功的封闭系统,其内部能量的变化如何表现?5.对于不对外做功的开放系统,系统能量能量变化率可如何表示?第三章流体流动第一节管流系统的衡算方程1.用圆管道输送水,流量增加1倍,若流速不变或管径不变,则管径或流速如何变化?2.当布水孔板的开孔率为30%时,流过布水孔的流速增加多少?3.拓展的伯努利方程表明管路中各种机械能变化和外界能量之间的关系,试简述这种关系,并说明该方程的适用条件。
第七章-过滤案例
3 滤料性能参数
1) 滤料的比表面积 单位体积滤层中滤料的表面积称为滤料的比表面积。对于粒径不相 等的非均匀滤料，可以看作是由许多粒径相同的均匀滤料所组成。 单位为cm2/g或cm2/ cm3。
a
ai P i
6 1 di
P di的组分再滤料中所占权 重。 i为粒径 P i＝P i P i 1
滤料
悬浮颗粒
流线
1—沉淀
2—扩散
3—惯性
4—阻截
5—水动力
悬浮颗粒的迁移过程
设表层细砂粒径为0.5mm，其孔隙尺寸约为80µm，而水中细小 杂质只有2～30µm，对于这样细小的颗粒能被滤料层截留下来 的现象，作用机理： 水中悬浮物能够粘附于滤料颗粒表面，涉及两个问题： 1 被水流挟带的颗粒如何与滤料颗粒接近或接触—这就是涉 及颗粒脱离水流流线而向滤料颗粒表面靠近的迁移机理。
2.7~7m 99% 7~12m99.9% 较大颗粒 99%~99.9%
工作条件 1.出水浊度可接近于0NTU，而且能很好的去除细菌、臭味、色度，水质很 好，可直接饮用。 2.过滤速度慢：v=0.1～0.3m/h 3.在滤料表面几厘米砂层中形成发粘的滤膜，这滤膜是一些藻类和原生动 植物繁殖的结果，形成滤膜大约需要1～2week。 4.滤池工作1～6个月后，被淤泥堵塞，需人工将表面1～2cm砂刮出来清洗， 再重新铺装。
2）有效粒径与不均匀系数 粒径级配可以用滤料的有效粒径和不均匀系数表示，关系如下：
k 80
d 80 d10
(1)有效粒径d10和不均匀系数k80表示
d10－通过滤料重量10％的筛孔孔径，反映小颗粒所占比例。是产生 水头损失的主要部分。砂滤池d10 =0.5～0.6mm。 实验表明：若滤料d10相等，即使其级配曲线不一样，过滤时产生的 水头损失仍然相近，由此可知造成水头损失有效部分正是粒径小于 d10的哪些颗粒，所以把d10称为有效粒径。
给水处理厂设计
给水处理厂设计计算说明书学院：土木工程学院专业：给水排水工程班级：学号：姓名：指导老师：目录第一章总论 (1)第二章设计任务 (1)第三章设计原始资料 (1)第四章给水处理厂用水量计算 (1)第五章取水泵站 (1)第六章混凝以及沉淀 (1)第七章过滤 (1)第八章消毒 (1)第九章清水池 (1)第十章给水处理厂总平面图 (1)第一章 总 论本次课程设计主要是城市给水处理厂的常规处理工艺设计，主要涉及混凝沉淀、过滤、消毒等工艺的参数设计。
第二章 设 计 任 务根据任务书所给定的资料，综合运用所学的基础、专业基础和专业知识，设计一个中小型给水处理厂。
该水厂所在地区为 广东 地区。
城市自来水厂规模为 12.6 万m 3/d 。
第三章 设计原始资料编 号 名 称单 位分 析 结 果１ 水的嗅和味 级 Ⅱ类水体２ 浑浊度 <3度 ３ 色度 <15度 ４ 总硬度 450毫克／升５ PH 值 6.5~8.5 ６ 碱度 度 ７溶解性固体毫克／升 ８水的温度：最高温度43度 最低温度0度 ９ 细菌总数 100个／毫升 １０ 大肠菌群3个／升2.石英砂筛分曲线：筛孔直径（毫米）0.3 0.4 0.5 0.6 0.75 1.0 1.2 1.5 通过砂量所占的百分比34 41 58 64 75 81 91 97（%）3、厂区地形图（1：500）4、水厂所在地区为广东地区，厂区地下水位深度 3.7 米，主导风向南风。
5、厂区地形示意图：第四章给水处理厂水量计算城市自来水厂规模为12.6万m3/d，即5250.00 m3/h, 1.45833 m3/s。
当原水浊度不超过1000～2000mg/L时，设计流量为：×（1+α）=5250.00 m3/h×（1+0.06）=5565m3/h=1545.83L/s Q=Qd式中α为水厂自用水量系数，取值0.06。
第五章处理流程的设计水源→泵站→管式静态混合器→往复式隔板絮凝池 + 平流沉淀池→普通快滤池→清水池→吸水井→二泵站→用户混凝剂采用： FeCl3，管式静态混合器消毒剂采用：液氯消毒，滤后加氯，加氯机加氯第六章取水泵站城市给水处理系统，通过泵站取水，其中流量为1545.83L/s，流速为1.2~1.6m/s,为使水量得到保证，采用2根输水管同时向给水处理厂输水，即每根输水管的流量为772.92 L/s，查水力计算表可得：每根输水管的管径为DN900，管内流速为1.21m/s,坡度为1.811%。
药剂学：第七章 液体制剂的单元操作
阳离子交换树脂： 钠型（稳定）: RSO3- Na+ 氢型：RSO3- H+
阴离子交换树脂： 氢氧型：RN +(CH3)3OH氯型（稳定）： RN +(CH3)3Cl-
当原水含盐高达3000mg/L时,不宜采用离子交换法制备纯化水.
第一节、制药用水的制备
(三)纯化水的处理技术
第一节、制药用水的制备
垂熔玻璃漏斗(芽胞>0.5μm)
第三节 灭菌与无菌操作
微孔滤膜滤器
出液口 内装微孔滤膜 进液口
第三节 灭菌与无菌操作
垂熔玻璃滤器
第三节 灭菌与无菌操作
二、物理灭菌法
c)射线灭菌法 辐射灭菌 不耐热 微波灭菌 不耐热 紫外线灭菌 (紫外线和臭氧)表面/空气/蒸馏水
d)湿热灭菌法 流通蒸汽灭菌 消毒、不耐热制剂 煮沸灭菌 消毒 低温间歇式灭菌 对热敏感制剂 热压灭菌**
第三节 灭菌与无菌操作
二、物理灭菌法
热压灭菌法 耐高温高压
用大于常压的饱和水蒸气进行灭菌的方法。
影响热压灭菌的因素：
➢ 微生物的数量和种类 芽胞>繁殖体>衰老体
➢ 蒸气性质
饱和蒸气(湿、过) 除去空气
➢ 药品稳定性和灭菌时间
➢ 其他
pH环境、介质营养成分
二、物理灭菌法
热压灭菌法
首先开启进气阀对夹套进行加热，待夹套压力上升至 所需压力时，将待灭菌物品整齐排列于格车架上，推入 柜室，关紧柜门并旋紧。将加热蒸气通入柜内，当柜内 温度上升至规定温度，柜内压力应达到相应数值时（如 115.5C、67 kPa），开始记录灭菌时间。到达灭菌时 间后，先关闭蒸气进气阀，打开排气阀，待压力表指针 为零时，即可开启柜门，冷却后取出灭菌物品。
环境工程原理期末复习资料 河南工业大学
1、管路分为简单管路（①、通过各管路的质量流量不变；②、整个管路阻力损失等于各管路阻力损失之和。
）和复杂管路，复杂管路包括分支管路（①、总管流量等于各支管流量之和；②、主管段内各段流量不同，阻力损失需分段加以计算；③、机械能守恒。
）和并联管路（①、总流量等于各支管流量之和；②、各支管中阻力损失相等；③、各支管的流量依据阻力损失相同的原则进行分配。
）。
2、流量计包括测速管（毕托管）（测得的是点速度）、孔板流量计（固定安装，阻力损失较大）、文丘里流量计（比孔板流量计减少了机械能损失），转子流量计（必须垂直安装，流体自上而下流动）。
3、热量传递包括热传导、对流传热、辐射传热。
4、导热系数：①、气体导热系数很小，利于绝热保温，随温度和压强的升高而升高。
②、水的导热系数最大，常用做导热介质。
液体（除水和甘油外）导热系数随温度的升到而减小，压力影响不大。
③、固体：金属的λ选大于非金属的λ；金属有杂质，λ减小；纯金属λ随温度升高而减小，合金λ随温度升高增大；晶体λ随温度升高而减小，非晶体λ随温度升高而增大。
5、环境工程中常见的传质过程有：吸收、萃取、吸附、离子交换、膜分离。
6、重力沉降和离心沉降的比较：区别：①、重力沉降的动力是重力，沉降方向向下，沉降速度恒定，沉降的加速度为重力加速度；②、离心沉降的动力是离心力，沉降方向向外，沉降的速度与半径有关，是变化的，沉降的加速度为离心加速度。
联系：离心分离因数，是离心分离设备的重要指标，表示离心沉降速度较沉降速度可以提高的倍数。
7、过滤可以分为：表面过滤（滤饼过滤）和深层过滤。
8、表面过滤与深层过滤的比较：区别：①、表面过滤的条件是颗粒物浓度高，滤速慢，虑饼易形成，过滤的介质是织布或多孔固体，过滤介质的孔一般比颗粒物的粒径小，有效过滤介质主要是虑饼，实际应用于真空过滤机、板框式压滤机、慢滤池、袋滤器。
②、深层过滤的条件是颗粒物浓度底，滤速快，过滤介质是固体颗粒，过滤介质的空隙大于颗粒物粒径，有效的过滤介质是固体颗粒，实际应用于快滤池。
SPARCS操作基础
SPARCS操作基础第一章基本操作第二章工具栏第三章堆场视图第四章船舶视图第五章弹出信息第六章集装箱图标第七章过滤器(Filter)第八章列表和扼要表第九章查询集装箱第十章色彩第十一章选择与移动集装箱第十二章序列与工作队列第十三章创建与修改集装箱第十四章打印基本操作第十五章更新船期表第一章基本操作一、启动SPARCS启动SPARCS与启动苹果电脑的其他应用程序是一样的。
最简单的方法就是双击SPARCS图标。
1、把光标移到SPARCS图标上。
(图1)。
SPARCS图标一般在桌面上。
2、双击鼠标。
SPARCS启动画面显示出来(图2)，同时光标变成一个转动指针的小表。
稍等一会儿，SPARCS就启动起来了。
现在，就可以开始工作了。
在启动过程中，当你看到在光标的右下方出现了一个小点(。
)时，你可以按住Ctrl+。
来取消本次启动。
光标旁边的小点在启动过程中是间歇性闪动的，所以你一定要注意观察并动作迅速。
当你成功取消后，会出现提示画面(图3)，点击Quit完成退出。
二、用户界面一览用户通过各个基本界面元素与SPARCS进行交互操作，这些元素包括：菜单与工具栏，堆场和船舶视图，集装箱列表，集装箱图标和弹出信息等。
花一些时间来熟悉这些界面元素，对我们更深入地学习SPARCS 有很大的帮助。
1、菜单与工具栏(menu & tool)“菜单栏”和”工具栏”显示在屏幕的顶端(图4)，菜单栏里包括了当前你可用的各种子菜单和命令，点击菜单项就可以打开各个菜单和子菜单。
一般菜单栏是白色的而工具栏是灰色的。
工具栏在菜单栏下面，它们的宽度和整个屏幕的宽度是一样的。
工具栏里包括当前你可用的各种工具按钮，每个工具按钮提供不同的功能。
2、视图(view)你的大部分工作将在视图里完成，(图5)显示了标准视图和堆场与船舶视图之间的相对关系。
3、集装箱图标SPARCS在扫描视图(scanview)和区位视图(sectionview)中显示集装箱图标，在图标里通过颜色，文字和小图标来表示集装箱的各种特性。
第七章车用柴油机后处理净化教材
2019/6/13
第七章 车用柴油机后处理净化
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过滤机理
通过对多种柴油机排气微 粒捕集途径的研究比较， 宜采用多孔介质或纤维过 滤材料对排气进行过滤， 目前应用最多的是壁流式 蜂窝陶瓷。一个好的过滤 体应该是过滤效率高且压 力损失低。
微粒捕集示意图
2019/6/13
第七章 车用柴油机后处理净化
2019/6/13
第七章 车用柴油机后处理净化
26/57
微波加热再生系统
利用微波独具的选择加热特性来再生微粒捕集器。 微粒可以以60%～70%的能量效率吸收频率为2～ 10GHz的微波，由于陶瓷的损耗系数很低，所以 微波并不会加热陶瓷过滤体。
再生过程中过滤体内部温度梯度小，再生过程易 于控制。微波再生效率高，没有二次污染。
2-拦截机理微粒； 3-惯性沉积机理微粒
2019/6/13
第七章 车用柴油机后处理净化
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扩散机理
微粒的尺寸越小，排气 温度越高，则布朗运动 越剧烈，扩散沉积作用 越明显。
不同直径微粒的扩散捕集效率
当微粒直径小于1μm时，需要考虑微粒的扩散作用，当 微粒的直径小于0.1μm时，扩散作用已经十分显著。
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过滤机理的分类
2019/6/13
第七章 车用柴油机后处理净化
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扩散机理
• 在排气气流中，微粒由于受到气 体分子热运动的碰撞而作布朗运
动，使微粒的运动轨迹与流体的 流线不一致。
• 初始排气中的微粒浓度分布是均 匀的，但是，当流场中出现捕集 物后，捕集物对微粒的运动起到 了汇聚的作用，从而造成排气中 微粒分布的浓度梯度，引起微粒 的扩散输运，使微粒脱离原来的 微粒沉积的三种机理 运动轨迹向捕集物运动而被捕集。 1-扩散机理微粒；
环境工程原理第07章过滤讲解
u
?
?p
r? ?L ?
Le ?
过滤过程中饼厚 L 难以直接测定，而滤液体积 V 易于测量，故用 V 计算过滤速度更为方便。
假设每过滤 1m3 滤液，产生滤饼量 f m3 ，
fV ? LA
L ? fV V：滤液体积， m3 A
同理，生成厚度 Le的滤饼获得过滤介质的当量滤液体
下易变形，导致滤饼中通道变小， 阻力增大。
为降低可压缩滤饼的过滤阻力，可加入助滤剂改 变滤饼的结构。 助滤剂是某种质地坚硬而能形成疏松 饼层的固体颗粒或纤维状物质 ，有两种加法：一是直 接将其混入悬浮液；二是预涂于过滤介质上。
一般只有在以获得清净滤液为目的时才使用助滤 剂。常用的 助滤剂有粒状 （硅藻土，珍珠岩粉，碳粉 或石棉粉等）和 纤维状（纤维素、石棉等）两大类。
悬浮液 (滤浆)
滤饼 过滤介质
滤液
过滤操作的外力：重力、压力差或惯性离心力。
过滤方式很多，适用广泛，固 -液、固 -气、大、小颗 粒等。无论采用何种过滤方式，均需过滤介质，过滤 介质是影响过滤操作重要因素。
二、过滤介质
起支撑滤饼作用，并让滤液通过，基本要求是具有足 够的机械强度、尽可能小的流动阻力，耐腐蚀和耐热
第一节 过滤操作的基本概念
本节思考题
(1)过滤过程在环境工程领域有哪些应用？ (2)环境工程领域中的过滤过程，使用的过滤介
质主要有哪些？ (3)过滤的主要类型有哪些？ (4)表面过滤和深层过滤的主要区别是什么？
第二节 表面过滤的基本理论
主要内容 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 五、过滤机生产能力的计算
过滤p 压差?
环境工程原理思考题总结
物质的转化速率如何表示？
第三节 能量衡算
本节思考题
（1）物质的总能量由哪几部分组成？系统内部能量 的变化与环境的关系如何？
（2）什么是封闭系统和开放系统？ （3）简述热量衡算方程的涵义。 （4）对于不对外做功的封闭系统，其内部能量的变
化如何表现？ （5）对于不对外做功的开放系统，系统能量变化率
第二节 物理吸收
本节思考题
(1)亨利定律有哪些表达形式，意义如何，常数之 间的关系如何？
(2)如何通过相平衡曲线判断传质方向，其物理意 义何在？
(3)举例说明如何改变平衡条件来实现传质极限的 改变。
(4)吸收过程有哪几个基本步骤？
第二节 物理吸收
本节思考题
(5)双膜理论的基本论点是什么？ (6)吸收速率与传质推动力和传质阻力的关系，有
同点。 (3)使用转子流量计时读数为什么需要换算？ (4)测定气体的流量计能否用来测量液体？ (5)简述转子流量计的安装要求。
第四章 热量传递
第一节 热量传递的方式
本节思考题
(1)什么是热传导？ (2)什么是对流传热？分别举出一个强制对流传热和自
然对流传热的实例。 (3)简述辐射传热的过程及其特点。 (4)试分析在居室内人体所发生的传热过程，设室内空
么影响。
第二节 重力沉降
本节思考题
(1)简要分析颗粒在重力沉降过程中的受力情况。 (2)层流区颗粒的重力沉降速度主要受哪些因素影响？ (3)影响层流区和湍流区颗粒沉降速度的因素有何不同，
原因何在？ (4)流体温度对颗粒沉降的主要影响是什么？ (5)列出你所知道的环境工程领域的重力沉降过程。 (6)分析说明决定降尘室除尘能力的主要因素是什么。 (7)通过重力沉降过程可以测定颗粒和流体的哪些物性
环境工程原理第07章过滤
解得： q3 2.073102 m3/m2
2 2 3 所以 q3 q2 0.1 2.073 10 1.6 10 0.1 0.473 10 m3
因此可再得到的滤液为 0.473L。
（二）恒速过滤
dV 过滤推动力 V 常数 特点： K不为常数， u At Adt 过滤阻力
1 s
dV KA Adt 2(V Ve )
令 q=V/A， qe=Ve/A
K 过滤常数，与滤饼的颗粒性质、 悬浮液浓度、滤液黏度、滤饼的 可压缩性有关，由实验测定。 qe：过滤介质特性参数
滤饼过滤基本方程
dq K dt 2(q qe )
二、过滤过程的计算
过滤计算的基本问题：确定过滤速度与推动力、 阻力等因素的具体关系。 1、恒压过滤： dV 过滤推动力 对指定悬浮液，K为常数。 u Adt 过滤阻力 dV KA V t 2 2(V Ve )dV KA dt Adt 2(V Ve ) 0 0 q t dq K 2(q qe )dq Kdt dt 2(q qe ) 0 0
掌握过滤过程的基本计算、过滤常数及其测定，
掌握过滤机生产能力的计算。
一、过滤基本方程 主要特征：过滤是一种不稳定流动过程，随过滤的进 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。 滤饼厚度：随过滤时间的延长而增厚，其增厚速率与 过滤所得滤液量成正比。 过滤速度：由于滤饼厚度增加，过滤速度逐渐减小。
同理，生成厚度Le的滤饼获得过滤介质的当量滤液体 积用Ve表示
fVe Le A
dV Ap 则： u Adt r f (V Ve )
滤饼比阻 r 有两种情况：
不可压缩滤饼：滤饼层的颗粒结构稳定，在压力作用
环境工程原理-过滤2
Ht H0 Ktu0t
Kt：实验系数 ρ0：过滤原液的固体浓度
(7.3.15)
随着过滤时间的延长，水头损失逐渐增加。当水头损失
增加到一点值后，就需要对滤料床层进行反冲洗，以清
第三节 深层过滤的基本理论
【例题 7.3.2】某颗粒床由直径为 0.5mm 球形颗粒堆积而成，空隙率
为 0.4，床层的厚度为 1m。
（1）如果清水通过床层的压力差为 1×104Pa，求清水在床层中的实
际流速；
（2）如果固定床的横截面积为 1.2m2，清水通过流量为 10m3/h，求
清水通过固定床的水头损失。
对于每个筛，尺寸小于筛孔的颗粒通过筛下落，称
为筛过物。
大
尺寸大于筛孔的颗粒留在筛上，称筛留物。
振动一定时间后称量筛留物，计算在混合颗粒中的
小
质量分数，得到筛分结果。
第三节 深层过滤的基本理论
混合颗粒粒度分布最直观的表示方法是对不同颗粒粒径作相 应的质量分数曲线。
粒度分布还可以用累计分布曲线来表示。
g
Kl (1 )2 3
1
deV
2
Lu
——运动黏滞系数，m2/s， v ；
所以
h0
36
1103 9.811000
51 0.42
0.43
1
1 0.5 103
2
1 2.31103
0.95 m
得清水通过颗粒床层的水头损失为 0.95m。
第三节 深层过滤的基本理论
（二）运行过程中滤料床层
• 随着过滤时间的延长，滤层中截留的悬浮物量逐渐增多，滤 层空隙率逐渐减少。
过滤器管理制度
过滤器管理制度第一章总则第一条为加强对过滤器使用和管理的规范，保障设备的正常运行，提高设备的使用寿命和维护效果，制定本制度。
第二条本制度适用于公司所有的设备过滤器的管理和使用。
第三条过滤器管理应遵循科学、规范的原则，实行分类管理，科学调配。
第四条公司应当加强对过滤器管理人员的培训，提高其对过滤器管理工作的理解能力和责任意识。
第五条公司应当建立健全过滤器管理制度，明确责任分工和管理权限。
第六条过滤器管理应当贯穿于设备的全过程，包括采购、使用、维护、更换和废弃等环节。
第七条公司应当建立过滤器管理档案，对各种类型的过滤器进行详细的记录和管理。
第八条公司应当建立过滤器使用维护计划，对过滤器进行定期检查和维护。
第九条过滤器管理人员应当加强对过滤器操作和维护的监督和检查。
第二章过滤器的采购管理第十条公司应当建立过滤器采购管理制度，按照设备需要选择适当的过滤器。
第十一条过滤器采购应当遵循公开、公平、公正的原则，选择具有资质和信誉的供应商。
第十二条过滤器采购前，应当进行设备的需求评估和过滤器参数的确定。
第十三条过滤器采购应当有严格的审批程序，明确采购人员和审批人员的责任。
第十四条过滤器采购应当与设备维护计划相结合，避免采购到不合适的过滤器。
第十五条过滤器采购后应当建立档案，记录过滤器的使用和维护情况。
第三章过滤器的使用管理第十六条过滤器的使用应当按照其使用说明进行，严禁超负荷使用和使用不当。
第十七条过滤器使用人员应当接受过滤器的操作培训，掌握过滤器的使用技能。
第十八条过滤器使用人员应当有定期的操作考核，确保其掌握过滤器的使用技能。
第十九条过滤器使用人员应当遵守过滤器使用规程，严禁私自更改过滤器参数。
第二十条过滤器使用人员在使用过程中应当及时发现过滤器的异常情况并及时报告。
第二十一条过滤器使用人员应当做好过滤器的日常保养工作，确保过滤器的正常运行。
第四章过滤器的维护管理第二十二条过滤器维护管理应当根据过滤器的不同类型和使用情况进行分类管理。
第七章 过滤计算题
7.1 用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤方程为t A V V 252106-⨯=+式中：t 的单位为s 。
(1) 如果30min 内获得5m 3滤液，需要面积为0.4m 2的滤框多少个？(2) 过滤常数K 、q e 。
解：已知t = 30min ， V = 5m 3(1) 将已知数据代入上述方程，得：603010655252⨯⨯⨯=+-A解得：A = 16.67m 2 框个数：2124.067.16=⨯=n(2) 根据过滤方程：t KA VV V e 222=+两方程对照可知：V e = 0.5m 3，s m K /10625-⨯=8. 板框压滤机有20个板框，框的尺寸为450mm×450mm×20mm ，过滤过程中，滤饼体积与滤液体积之比为0.043m 3/m 3，滤饼不可压缩。
实验测得，在50.5kPa 的恒压下，过滤方程为t q q 521016.504.0-⨯=+(q 和t 的单位分别是m 3/m 2和s)。
求：在50.5kPa 恒压过滤时，框完全充满所需要的时间；解：n = 20，f = 0.043m 3/m 3，Δp = 50.5kPa框全充满时，滤饼总体积：3081.002.045.045.020m V s =⨯⨯⨯= 滤液体积：3884.1043.0081.0m f V V s=== 过滤面积：240.720243.043.0m A =⨯⨯⨯= 由此得：23/255.040.7884.1m m A Vq ===代入过滤方程，得：t 521016.5255.004.0255.0-⨯=⨯+解得：t = 1457.8s ，即需要24.3min课外习题1. 采用过滤面积为0.2m 2的过滤机，对某悬浮液进行过滤常数的测定。
操作压强差为0.15MPa ，温度为20℃，过滤进行到5min 时共得滤液0.034m 3；进行到10min 时，共得滤液0.050m 3。
试估算(1)过滤常数K 和q e ；(2)按这种操作条件，过滤进行到1h 时的滤液总量。
第七章《过滤》答案
第七章《过滤》答案7.1 ⽤板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤⽅程为252610V V A t -+=?式中：t 的单位为s 。
(1)如果30 min 内获得5 3m 滤液，需要⾯积为0．4 2m 的滤框多少个?(2)求过滤常数K ，e q ，e t 。
解：（1）板框压滤机总的过滤⽅程为 252610V V A t -+=?在t=30×60s=1800s 内，V=5m 3, 则根据过滤⽅程有52+5 = 6×10-5A 2×1800求得需要的过滤总⾯积为A = 16.67 m2所以需要的板块数 n = 16.67 m 2/0.4 m 2= 41.675 ≈42（2）恒压过滤的基本⽅程为 222e V VV KA t ==与板框压滤机总的过滤⽅程⽐较可得 K= 6×10-5m 2/sVe = 0.5 m 3 , qe = Ve/A =0.5 m 3/16.67 m 2 =0.03 m 3/ m2te = qe 2/K = 0.03 /6×10-5=15 ste 为过滤常数，与qe 相对应，可以称为过滤介质的⽐当量过滤时间，te = qe 2/K 。
7.2 如例题7．3．3中的悬浮液，颗粒直径为0．1 mm ，颗粒的体积分数为0．1，在9．81×310Pa 的恒定压差下过滤，过滤时形成不可压缩的滤饼，空隙率为0．6，过滤介质的阻⼒可以忽略，试求：(1)每平⽅⽶过滤⾯积上获得1．5 3m 滤液所需的过滤时间； (2)若将此过滤时间延长⼀倍，可再得多少滤液?7.3 ⽤过滤机处理某悬浮液，先等速过滤20 min ，得到滤液2 3m ，随即保持当时的压差等压过滤40 min ，则共得到多少滤液(忽略介质阻⼒)?解：恒速过滤的⽅程式为 22112KA t V =所以过滤常数为 21212V K A t =此过滤常数为恒速过滤常数，也是恒压过滤开始时的过滤常数，在恒压过滤过程中保持不边，所以恒压过滤⽅程式为2222222222112112121122V V t V V KA t V V A t V V A t t -=→-=→-=2222261211222(2)2020V t V V m t ?=+=?40+=总的滤液量为V=4.47m 37.4 有两种悬浮液，过滤形成的滤饼⽐阻都是13210 6.7510m Pa r --=?，其中⼀种滤饼不可压缩，另⼀种滤饼的压缩系数为0．5。