过滤的预处理和后处理0814

过滤的预处理和后处理

1、预处理

预处理旨在通过改变难过滤悬浮液的性质，使过滤变得容

易。这里介绍几种主要的预处理方法：

（1）改变液体的特性。温度对降低液体黏度很有效。用低温度热给液体升温后，能明显提高过滤速度;除

升温法外，用黏度较低的液体稀释需要过滤的高黏

度液体，也能取得同样的效果。例如石油脱蜡，就

是用此法提高了过滤速度。

降低液体的密度也能提高过滤速度。液体密度小的

悬浮液，其固体粒子容易沉淀。升温法对降低液体

密度效果不明显，而向液体密度高的悬浮液种添加

低密度液，却取得了好效果。例如向水中添加密度

较低的酒精，就是该法的具体应用。

降低液体的表面张力，同样能促进过滤。液体的表

面张力虽然受高温的影响，即提高液体的温度后，

其表面张力得到降低，但表面张力更易受添加的表

面活性剂的影响。例如，再煤泥的脱水过程中，通

常要添加表面活性剂，借以显著降低滤饼的含水率（2）淘析和分级。细粒子容易堵塞孔隙，可用淘析分级法将细粒子与粗粒子分开，移去的细粒子再用絮凝

法等增大粒子团的尺寸。

（3）结晶法旨在使悬浮液中的晶体具有中等粒径，以防小晶粒堵塞介质孔隙和大晶粒堵塞配管。

（4）冻结和融化处理。由上、下水处理生产的污泥及某些放射性污泥很难处理，这是由于其固体粒子具有

特殊的构成。为了改善这类污泥的过滤特性和沉淀

特性，可采用先将其缓慢冻结，然后融化的处理方

法。

冻结产生的冰晶体增大了未冻结液体的固相浓度，

并挤压冰晶周围的固体粒子，使之容易彼此聚集。

冰晶融化后，那些已聚集在一起的粒子，容易实现

重力沉降分离。此外，冻结将污泥中微生物的细胞

壁胀破，使胞内的水分容易放出，降低泥饼含水率。（5）超声波辐射对改善过滤的效果，取决于悬浮液的特性、声波强度、声波频率及辐射时间等参数。参数

配伍不同，效果也不同，甚至产生相反的效果。例

如一些参数配伍旨在给粒子能量，使粒子之间能战

胜絮凝张安，彼此容易聚集在一起形成絮团。反之，

另一些参数配伍旨在将粒子聚集体破碎成小微粒。

微粒化的粒子有利于提高产品的纯度、吸附性。分

散性及反应性。

利用超声波实现微粒化的原理是：当超声波以某一

频率和振幅辐射时，悬浮液便受到具有极大振动加

速度的压力波的作用。压力波的峰值在真空至数千

个大气压之间变化。在如此大的压力变化过程中，

愿挨溶解在悬浮液种的空气泡经历了压缩、膨胀、

破裂三个阶段。气泡破裂时，放出很大的爆炸能，

这种现象称为空穴作用（或称气蚀）。爆炸使粒子

或粒子聚集体破碎，从而实现了微粒化。

（6）滤浆的预浓缩和稀释。悬浮液所含固体粒子浓度，直接影响着过滤机的能力、滤饼的阻力、粒子向滤

布内部的贯入(贯入影响滤液的澄清和介质的阻力)。

对不同浓度的悬浮液进行真空过滤时，所得滤饼的

结构差别较大。易过滤的悬浮液，其滤饼的组织不

致密，常发生裂纹，造成了真空泄露，动力消耗大。

对于这种悬浮液，过滤前要对其进行稀释，以便得

到致密的滤饼并利于洗涤。

与此相反，对于很稀得悬浮液，过滤前要增稠，以

便调高过滤速度，减小过滤机尺寸，减少设备造价。

较浓稠悬浮液过滤得到的滤饼的过滤阻力小，因此

对稀悬浮液进行预浓缩，有利于提高过滤机的生产

能力。

（7）使用凝结剂、絮凝剂、助滤剂。凝结（coagulation）和絮凝（flocculation）法，是以水中的悬浮粒子、

胶体及部分水溶性物质为对象，通过添加凝结剂、

絮凝剂来促进过滤。

线性尺寸在1-10³nm的粒子称为胶体（或胶质）。胶体具有特殊性，例如比表面积特别大等。现在无论在日常生活、自然现象及工业生产中，都会涉及胶体科学问题。微生物和动植物细胞的尺寸与胶体相近，一般归类为生物胶体。

胶体能长时间稳定悬浮在液体中，不能用普通物理处理法将其分离出来，这是由于胶体的尺寸非常小，布朗运动克服了重力势能；亲水性胶体(如蛋白质)与水有亲和力，其表面因水和作用形成了极稳定的亲水层，从而稳定的悬浮在水中，特别是微生物与水的亲和力更强，致使火星污泥很难脱水；为例子大都带电荷，彼此相斥。

粒子之间除了存在电斥力，还有范德华力。通过向悬浮液中添加带有相反电荷的凝结剂，使粒子显示电中性，这些粒子便在范德华力作用下聚集成团而容易过滤。

通过添加相反电荷达成凝结的模型和絮团模型

凝结及是多价金属盐，有低分子和高分子之分。低分子凝结剂有氯化铁（FC）、硫酸铁（FS）、硫酸铝（AS）等。高分子凝结剂有聚硫酸铁（PFS）、聚氯化铝(PAC)等。

现在应用较多的是高分子絮凝剂，它们是相对分子质量数万至数千万的线型水溶性聚合物。其分子上有许多亲水性极性基，起着对粒子吸附和粒子之间架桥的作用，最终导致絮团的形成。

助滤剂是指有助于过滤的材料，如硅藻土等。助滤剂有两个作用：一是提高过滤速度；二是得到清澈的滤液。早起，助滤剂的用途仅限于糖的精制。第二次世界大战后，已广泛用于化学品、食品、药品等几乎所欲哦的工业领域，借以提高产品的品质和生产效率。助滤剂的用法包括助滤剂掺入法、预敷层法、掺入法和预敷层法的联合使用。

助滤剂掺入法是指将少量助滤剂混入悬浮液中一起过滤，共同形成滤饼。助滤剂的加入量，大致与悬浮液中国的固体粒子同量。由于硅藻土助滤剂有卓越的多孔性，所以有它参与其中的滤饼的阻力较小，是原本难过滤无聊的过滤变得容易。

预敷层法是指在正式过滤悬浮液之前，先将助滤剂粉末分散到清洁的液体中制备成助滤剂浆，然后对这样的浆进行过滤，使之在滤布上形助滤剂饼层——预敷层，接着由预敷层过滤悬浮液。

预敷层法用于间歇式过滤机时，事先要形成大约2mm厚的预敷层，这样厚的层足以得到清澈的滤