3-1过滤操作的基本概念

第三节 过滤

3-1过滤操作的基本概念

1过滤原理

1）定义：过滤操作是利用重力或人为造成的压差使悬浮液通过某种多孔性过

滤介质，悬浮液中的固体颗粒被截留，滤液则穿过介质流出。

2）过滤方式

滤液a.饼层过滤（表面过滤）：

(1) 定义: 若悬浮液中固体颗粒的体积百分数大于1%，则过滤过程中在过滤介质表面会形成固体颗

粒的滤饼层，这种过滤操作称为饼层过滤。

(2) 特点:颗粒会在孔道内很快发生“架桥”现象，并开始形成滤饼层，起到过滤介质作用，滤液由浑浊

变为清澈。

(3)小结: 在饼层过滤中，真正起截留颗粒作用的是滤

饼层而不是过滤介质，在饼层过滤过程中，滤饼

会不断增厚。过滤的阻力随之增加，在推动力不

变下，过滤速度会愈来愈小。 b.深层过滤

(1) 定义: 悬浮于液体中的固体颗粒截留在床层内部且过滤介质表面不生成滤

饼的过滤称为深层过滤。

(2) 适用范围: 深层过滤适用于浮液中固体颗粒的体积百分数小于0.1%，且固体

颗粒粒径较小的场合。

(3)特点: 深层过滤中，由于悬浮液的粒子直径小于床会孔道直径，所以粒子随着

液体一起流入床层内的曲折通道，在穿过此曲折通道时，因分子间力和静电作用力的作用，使悬浮粒子粘附在孔道壁面上而被截留。过滤介质表面不生成滤饼，且整个过滤过程中过滤阻力不变。

3)过滤推动力 常压、加压、真空、离心

2.过滤介质

1）织物介质：又称滤布，它由棉、毛、丝、麻等天然纤维及由各种合成纤维制成的织物，以及由玻璃丝、金属丝等织成的网。

2）粒状介质：包括细纱、木炭、石棉、硅藻土等细小坚硬的颗粒状物质，多用于深床过滤。

3）多孔道固体介质：它是具有很多微细孔道的固体材料，如多孔陶瓷，多孔塑料及多孔金属制成的板式管。

4）膜分离

3.滤饼：滤饼是由被截留下来的颗粒垒积而成的固定床层，随着过滤操作的进行，

滤饼的厚度与流动阻力都逐渐增加；

1）不可压缩性滤饼：颗粒结构不随操作压差的改变而变；如硅藻土，碳酸钙等。

2）可压缩性滤饼：滤饼空隙率随操作压差的增大而变小；如Al(OH)3等。

4.助滤剂：对于可压缩性滤饼，压差增加时，饼层颗粒间的孔道会变窄，有时会因颗粒过于细密而将通道堵塞，为了避免此种情况，可将某种质地坚硬且能形成疏松床层的另一种固体颗粒预先涂于过滤介质上，或者混入悬浮液中，以形成较为疏松的滤饼，使滤液得以畅流，这种物质称为助滤剂，如硅藻土等。

5.过滤过程的特点：a.过滤床层的非稳定性

b. 过滤床层的流动为滞流