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液。

而此法用于转鼓真空过滤机连续过滤时，转鼓面上先形成大约100mm厚的预敷层，然后对悬浮液进行过滤。

转鼓在悬浮液种的浸没率约为50%；转鼓每旋转一周，便由刮刀将预敷层连同滤出的滤饼刮掉0.1mm深度，露出新鲜的预敷层面。

助滤剂掺入法和预敷层法的联合使用是指：现在介质（如无纺布）上形成预敷层，然后对掺有助滤剂的悬浮液进行过滤。

此法除用在工业上之外，还用在洗水车的回用上。

2、后处理后处理是指固——液分离已完成之后继续进行的过程，包括洗涤和脱液。

（1）洗涤滤饼过滤所得滤饼往往是被水所完全饱和的，或局部较干的饼。

洗涤旨在用清洁液体将存留在饼内液体中的可溶性固体洗掉，可溶性固体摆阔结晶体或沉淀物。

洗涤后的滤饼所含污物被降低到允许程度，从而得到了比较纯净的固体产品。

有一种洗涤方式称为再成浆洗涤（reslurry washing），即先用洗液将滤饼重新化成浆，然后再进行几个阶的过滤。

用这种洗涤方式虽然能较彻底的过滤掉滤饼中的可溶性固体，但是设备费和运转费较高。

显然在达到技术条件的前提下，如果在过滤机上进行洗涤，就经济的多。

技术条件包括洗涤速度，洗涤时间及溶解物的浓度。

对于含有尺寸小而孔不多的粒子的悬浮液来说，用各种过滤机都能实现快速洗涤。

在此种情况下，过滤机的选择取决于其他因素，而不是洗涤。

相比之下，对于含有尺寸小而多孔粒子的悬浮液来说，残留的滤液在粒子之间和粒子本身的孔丽。

此时需要出掉的溶质量，取决于款三控制的输送机理和洗涤需要的停留时间。

此时要根据洗涤需要来选择过滤机。

对于含有尺寸小而多孔粒子的悬浮液，洗涤分为以下几个阶段：取代开始阶段、取代洗涤阶段、洗液突破、扩散/分散开始阶段、扩散/分散洗涤阶段。

如果滤饼在原来位置不能实现满意的洗涤，就可以进行再成浆洗涤。

就是说，先将滤饼从过滤机取出，再与洗液混合，接着再进行再过滤。

另一种洗涤方法是停止——启动洗涤法（stop-start washing）。

对于需要长时间洗涤才能达到要求的溶质量的情况，采用停止—启动法有几个优点。

用这种方式洗涤时，滤饼被淹没并被洗涤到一两个洗涤比的程度，到了发生扩散的时间就停止洗涤。

随后就发生了置换洗涤。

根据需要，这样的过程要依次反复进行几次。

停止—启动洗涤能在滤饼有裂纹的情况下减少洗涤液量。

此外在固体粒子吸附足够多的溶质的情况下、在洗涤分布不均匀的情况下，采用停止—启动洗涤法都能减少洗水量。

（2）脱液（deliquoring）。

过滤和洗涤之后，留下了被水饱和的滤饼。

含水分多的滤饼，不利于以后的使用、储存以及热干燥。

因此当滤饼还在过滤机里时，就应尽量除掉所含水分。

可爱用的方法有空气吹风、惰性气体吹风以及用过滤机的弹性模压榨滤饼。

在许多加压或者真空过滤机上都可安装吹风脱液装置，吹风是跟在过滤阶段或洗涤阶段之后进行。

需要确定的参数有压差、气流速度以及饱和度（由液体占据的孔隙的比例）。

近年来退出的过滤、洗涤、脱液以及热干燥一体化的装置不仅减少了能耗，而且避免了传统过滤机与干燥机的工序转换造成的滤饼污染。