最新完整固液分离技术知识
《固液分离技术》课件
过滤器的操作管理应注意反冲 洗周期、反冲洗方式等，以保
持设备的良好运行状态。
浮选机
浮选机是一种利用气泡上浮原 理实现固液分离的设备，常用
于选矿和污水处理等领域。
浮选机通过向矿浆中充气，使 固体颗粒粘附在气泡上并随之
上浮，从而实现固液分离。
浮选机的设计应考虑充气方式 、矿浆性质、操作条件等因素 ，以提高选矿效率和降低能耗 。
总结词
食品工业中需要进行固液分离的案例较多，如奶制品 、果汁和酿酒等生产过程中会产生大量的固体与液体 混合物。
详细描述
在奶制品生产中，采用离心分离和膜过滤等方法将牛 奶中的奶油、蛋白质和乳糖等成分进行分离；在果汁 和酿酒生产中，采用压榨和离心等方法将果肉或麦芽 中的水分与固体物质进行有效分离。这些固液分离技 术的应用可以提高食品质量和产量，同时降低生产成 本。
浮选机的操作管理应注意矿浆 浓度、充气量等参数的控制， 以获得最佳的选矿效果。
CHAPTER 05
固液分离技术案例分析
城市污水处理厂固液分离案例
总结词
城市污水处理厂是固液分离技术应用的重要 领域，通过分离技术可以有效去除污水中的 悬浮物和杂质，提高水质。
详细描述
城市污水处理厂通常采用物理、化学和生物 等多种方法进行固液分离。例如，沉淀池、 过滤池和活性污泥法等工艺流程，可以去除 污水中的悬浮物、有机物和重金属等有害物
详细描述
过滤分离原理是利用多孔介质（如滤布、滤网等）将固体颗 粒截留在滤饼中，液体则通过多孔介质流出。过滤过程中需 要施加一定的压力以克服固体颗粒对滤饼的阻力，适用于颗 粒密度较小且粒径分布较窄的物料分离。
浮选分离原理
总结词
利用固体颗粒与液体密度的差异，通过气泡吸附实现固液分离
固液分离资料课件
环保领域
在废水处理中，需要进行固液分离以 去除悬浮物和杂质，达到净化水质的 目的。
02 固液分离技术
固液分离技 术
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固液分离技 术
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固液分离技 术
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废水处理。
浮选槽的设计和运行需要考虑气 泡大小、水力负荷、药剂投加量 等因素，以实现最佳的固液分离
效果。
电泳槽
电泳槽是一种利用电场作用使 带电粒子在水中定向移动并沉 积的设备。
电泳槽通常分为阳极电泳槽和 阴极电泳槽两类，阳极电泳槽 用于金属离子的沉积，阴极电 泳槽用于有机物的分离。
电泳槽的设计和运行需要考虑 电场强度、流速、温度等因素， 以确保最佳的分离效果和稳定性。
固液分离技 术
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固液分离资料课件
目录
• 固液分离简介 • 固液分离技术 • 固液分离设备 • 固液分离效果的影响因素 • 固液分离的未来发展
01 固液分离简介
固液分离的定 义
固液分离是指利用物理或化学方法将 固体和液体混合物进行分离，以获得 固体和液体纯净物或不同纯度物料的 工艺过程。
固液分离知识点总结
固液分离知识点总结1. 固液分离的基本原理固液分离的基本原理是利用物料的密度差异、大小差异、形状差异等物理性质进行分类和分离。
在分离时，通常利用液体的流动进行带毛物料的输送，然后通过不同的设备进行物料的分离和提纯。
例如，离心法是通过旋转离心机，利用物料的密度差异来进行分离；而过滤法是通过滤纸或滤网，利用物料的大小差异进行分离。
2. 固液分离的方法（1）过滤法过滤法是将混合物通过过滤器（如滤纸、滤膜、滤布等），利用固体颗粒和溶液的大小差异进行物质的分离。
过滤器通常有孔径一定的微孔，可以将较小的颗粒截留在过滤器中，而较小的溶液则可以通过过滤器，从而达到固液分离的目的。
（2）离心法离心法是利用旋转离心机等设备，通过离心力将混合物中的固液分离，使得固体颗粒沉积在容器底部，形成固体层，而液体则上浮在固体层之上。
离心法适用于颗粒较小、密度差异较大的固液分离。
（3）沉降法沉降法是利用物料的密度差异，让固体颗粒在重力的作用下沉降到液体底部，形成沉渣，从而实现固液分离。
沉降法适用于颗粒较大、密度差异较大的固液分离。
（4）膜分离法膜分离法是利用半透膜或微孔膜，通过压力差或浓度差来实现不同物质的分离。
通常是通过将混合物进行膜过滤、膜蒸馏、膜超滤等操作来实现固液分离。
3. 固液分离的应用（1）化工生产固液分离在化工生产中有着广泛的应用，可以用于生产化工原料、制备精细化工产品、处理废水和废料等工艺中。
例如，在生产中，通过固液分离可以将产品中的杂质、残留固体等去除，提高产品的纯度和质量。
（2）环保处理固液分离也在环保处理中发挥着重要作用，可以用于处理工业废水、废料以及污泥等。
通过固液分离，可以将废水中的悬浮物质去除，净化废水，达到环保排放标准。
（3）食品加工在食品加工过程中，固液分离也有一定的应用，可以用于果汁、米汤、酒酿等食品的浊液澄清，提高产品的清澈度和口感。
4. 固液分离的影响因素（1）颗粒大小颗粒大小是影响固液分离效果的重要因素，通常颗粒越小，固液分离难度就越大，需要选择适当的分离方法。
固液分离
预处理和固液分离内容一影响发酵液固液分离的因素⏹1）发酵液中悬浮离子的大小2）发酵液的黏度v i s c o s i t y：固液分离速度通常与粘度成反比，粘度越大，固液分离越困难影响粘度的因素：●菌体的种类和浓度（重要因素），通常丝状菌、动物或植物细胞悬浮液粘度较大，浓度增大，粘度也提高。
●培养液中蛋白质、核酸大量存在：通常细胞破碎或细胞自溶后粘度增大。
因此细胞破碎的程度应控制，发酵放罐时间要适宜。
●培养基成分：如用黄豆粉、花生粉作氮源，淀粉作碳源，粘度都会升高。
●此外，某些染菌发酵液，如染细菌，则粘度会增大。
●发酵过程的不正常处理，如大量过剩的培养基和消沫油加入，都会使粘度增大。
二常见的固液分离方法⏹过滤f i l t r a t i o n⏹离心C e n t r i f u g a t i o n⏹膜分离m e m b r a n e s e p a r a t i o n⏹双水相萃取A T P S⏹扩张床吸附E B A（一）过滤f i l t r a t i o n过滤介质选择⏹过滤介质起过滤作用，还是滤饼的支撑物。
应具有足够的机械强度和尽可能小的流动阻力合理选择过滤介质⏹过滤介质所能截留的固体粒子大小：通常以过滤介质的孔径表示。
常用的过滤介质中，纤维滤布所能截留的最小粒子约10μm，硅藻土为l μm，超滤膜可小于0.5μm⏹过滤介质的透过性：是指在一定的压力差下，单位时间单位过滤面积上通过滤液的体积量，它取决于过滤介质上毛细孔径的大小及数目过滤介质-织物介质⏹又称滤布，应用最广泛，包括由棉、麻等天然纤维滤布和合成纤维滤布。
⏹其过滤性能受许多因素的影响，其中最重要的是纤维的特性、编织纹法和线型。
过滤介质-粒状介质有硅藻土、珍珠岩粉、细砂、活性炭、白土等最常用的是硅藻土，是优良的过滤介质：⏹①一般不与酸碱反应，化学性能稳定；⏹②形状不规则，空隙大且多孔，具有很大的吸附表面；⏹③无毒且不可压缩，形成的过滤层阻力不随操作压力变化。
固液分离的方式原理
固液分离的方式原理固液分离是指将含有固体颗粒的液体与固体颗粒分离开的一种物质分离技术。
固液分离可以应用于多种领域，如化工、制药、环保、食品工业等。
下面将从常见的固液分离方式的原理出发，详细介绍固液分离的方式。
1. 重力沉降法重力沉降法是将固液混合物放置在容器中，通过重力使固体颗粒向下沉降，从而实现固液分离。
原理是根据固体颗粒的密度不同，在重力作用下，固体颗粒的比重大于液体，所以会向下沉降。
利用这个原理，可以通过调节沉降时间和沉降距离来改变固液分离效果，从而实现对不同颗粒大小和密度的固体颗粒的分离。
2. 过滤法过滤法是利用过滤介质（如滤纸、滤布、滤板等）对固液混合物进行过滤，将固体颗粒留在过滤介质上，而将液体通过过滤介质分离出来。
原理是利用过滤介质的孔隙大小，可以选择性地将固体颗粒分离出来。
对于较小的固体颗粒，可以使用更细密的过滤介质，如滤纸；而对于较大的固体颗粒，可以使用较粗的过滤介质，如滤布。
通过调节过滤时间和过滤速度，可以改变固液分离的效果。
3. 离心沉降法离心沉降法是利用离心机产生的离心力将固液混合物分离的一种方法。
离心力的大小与重力相比较大，可以使固体颗粒更快速地分离出来。
原理是根据固体颗粒与液体的相对密度差异，利用离心力使固体颗粒向离心管壁方向沉降，从而与液体分离开来。
离心沉降法可以有效地分离出较小粒径的固体颗粒，对于较小的固体颗粒和难以过滤的悬浮液有较好的分离效果。
4. 沉降层析法沉降层析法是利用不同颗粒大小和密度的固体颗粒在液体中的沉降速度差异进行分离的一种方法。
通过将含有固体颗粒的液体静置一段时间，固体颗粒会逐渐沉降形成沉降层，然后利用间歇进料或连续进料的方式，从上部取出清液和从底部取出含有固体颗粒的混浊液，从而实现固液分离。
原理是根据固体颗粒的大小和密度差异，通过调节沉降时间和沉降速度，使不同大小和密度的固体颗粒在液体中分离并沉降到不同高度，实现固液分离。
5. 綜合分离方法综合分离方法是将上述不同的固液分离方式结合使用，以增加分离效果和产量。
第一章 固-液分离基本知识
第一章 固-液分离基本知识第一节 煤泥水的性质1-1（A ）煤泥水的性质主要有哪些？答：煤泥水的性质既与煤的性质有关，又与水的性质有关，并受它们之间相互作用的影响，因此，煤泥水的性质随煤种、产地、采煤方法、运输方式、选煤手段，原煤中细粒含量、次生煤泥性质和数量、可溶性盐类的种类和数量、以及所用水质的变化而变化，但煤泥水的性质一般主要有：浓度，粘度，化学性质及其中煤泥的粒度和矿物组成。
1-2(B)选煤厂对煤泥水浓度的表示方式有哪三种？答：煤泥水浓度的三种表示方式为：1、液固比—指一吨干煤所带水的立方数。
常用R 来表示，其表达式为：GV R = 式中： G —煤水混合物中煤的重量（t ）；V —煤水混合物中水的立方数（3m ）；2、固体含量—指一升煤泥水中所含煤泥的克数，可以通过浓度壶来测量。
常用q 来表示，其表达式为：()1000G 1q --δδ=式中： δ—煤泥的密度（kg/m 3）。
固体含量本身是个操作指标，很多作业对它都有一定的要求。
例如浮选，采用浓缩浮选时，固体含量常达120g/L ；如采用直接浮选，固体含量最好控制在50g/L 以上，根据固体含量的多少可以直接来指导生产，及时根据浓度来调节操作，所有固体含量应定时进行测定。
3、重量百分浓度—指煤泥水的混合物中干煤泥的重量占整个煤泥水混合物总重量的百分数。
可用下式求得：100WG G C ⨯+=％ 式中： C —重量百分浓度（％）；W —煤水混合物中水的重量（t ）；G —煤水混合物中煤的重量（t ）。
重量百分浓度和水分，刚好是煤泥水的总量，是组成一个湿产物的两个方面，所以，二者之和为1或100％。
1-3(B)在选煤厂中，表示煤泥水浓度的各指标如何进行换算？答：由于各指标都是从不同角度来表示湿产物中水与固体在量方面的关系，所以它们之间存在着一定的换算关系，具体的换算关系如下：1、重量百分浓度与固体含量之间的换算当已知产物的重量百分浓度C 和其中固体密度δ，可用下式计算煤泥水的固体含量q 。
固液分离的三种方法
固液分离的三种方法
固液分离是指将混合物中的固体颗粒和液体分离开来的过程，它在化工、环保、食品加工等领域都有着广泛的应用。
本文将介绍固液分离的三种常见方法，过滤分离、离心分离和沉淀分离。
首先，过滤分离是利用滤纸、滤网等过滤介质，通过物理方法将固体颗粒从液
体中分离出来的过程。
在工业生产中，常用的过滤设备有板框式压滤机、真空带式过滤机等。
过滤分离的优点是操作简单，设备成本低，适用于颗粒较大、浓度较低的悬浮液固液分离。
但是，过滤速度较慢，易堵塞，需要经常清洗更换滤布或滤网。
其次，离心分离是利用离心力将混合物中的固体颗粒和液体分离开来的过程。
离心分离常用于固液颗粒较细、浓度较高的悬浮液固液分离。
离心机是离心分离的主要设备，它通过高速旋转产生的离心力，使固体颗粒沉积到离心机的壁面上，从而实现固液分离。
离心分离的优点是分离效果好，操作简单，分离速度快，但设备成本较高。
最后，沉淀分离是利用物理或化学方法，使固体颗粒在液体中沉淀下来，从而
实现固液分离的过程。
常用的沉淀剂有氢氧化铁、氢氧化铝等。
沉淀分离适用于颗粒较细、浓度较高的悬浮液固液分离。
沉淀分离的优点是分离效果好，操作简单，但需要一定的沉淀时间，且沉淀后仍需进行过滤或离心等后续工序。
综上所述，固液分离的三种方法各有优缺点，选择合适的方法取决于混合物的
性质、固液颗粒的大小、浓度以及生产工艺的要求。
在实际应用中，可以根据具体情况进行选择，以达到最佳的固液分离效果。
希望本文的介绍能够对固液分离技术有所帮助。
固液分离技术chen
通常，在操作开始阶段所得到滤液是浑浊的， 须经过滤饼形成之后返回重滤。
过滤速度的大小决定于过滤推动力与过滤阻力之比。
过滤推动力是滤饼和介质两侧的压强差。 过滤阻力为过滤介质阻力与滤饼阻力之和
在滤饼过滤中，过滤阻力主要决定于滤饼的阻力。
在澄清过程中，过滤阻力开始时只决定于介质阻力
② 深层过滤
颗粒尺寸比介质孔道小的多，孔道弯曲细长，颗 粒进入孔道后容易被截留。同时由于流体流过时所引 起的挤压和冲撞作用。颗粒紧附在孔道的壁面上。介 质表面无滤饼形成，过滤是在介质内部进行的。
3.过滤介质
① 织物介质：即棉、毛、麻或各种合成材料制成的织 物，也称为滤布。 ② 粒状介质：细纱、木炭、碎石等。 ③ 多孔固体介质（一般要能够再生的才行）：多孔陶 瓷、多孔塑料、多孔玻璃等。
2.离心机的构造
一般构造 离心机的主要部件：电动机、转子、转头室、控制系 统、显示系统等。高速、超速离心机还常常带有冷冻 系统、真空系统。 普通离心机：这种离心机多用交流整流子电动机驱动， 电机的碳刷易磨损，转速是用电压调压器调节，起动 电大，速度升降不均匀，一般转头是置于一个硬质钢 轴上，因此精确地平衡离心管及内容物就极为重要， 否则会损坏离心机。转子有角式和外摆式，其转带不 能严格控制，通常不带冷冻系统，于室温下操作，用 于收集易沉降的大颗粒物质，如红血球、酵母细胞等， 容量为几十毫升至几升。
特点：回转真空过滤机的过滤面积不大，压差也不高， 但它操作自动连续，对与处理量较大而压差不需很 大的物料比较合适。
适用于：固体含量较大（>10%）的悬浮液的分离。
（二）离心技术
对于浓度较小，粒径较大，硬度较强的不溶 物，可以采用过滤分离。 但当固体颗粒细小而难以过滤时，发酵液 不易被过滤纯化，往往采用离心操作。 离心技术 是利用转鼓高速转动所产生的离心 力，根据物质颗粒的沉降系数、质量、密度 及浮力等因子的不同，来实现悬浮液、乳浊 液分离或浓缩的分离的过程。
固液分离技术
第二节 固液分离工艺
固液分离工艺：
1. 粗粒产品脱水(重选产品脱水) 2. 细粒产品脱水(浮选精煤、浮选尾煤、煤泥脱水) 3. 煤泥水处理(以细粒悬浮液的沉降分离为核心， 包括分级、浓缩、澄清、煤泥厂外沉淀、洗水循环、散 失煤泥水回收等作业)。
实际上没必要也不可能对上述三部分进行严格分割，但作为一个完 整选煤厂，这三部分都是不可缺少的。不同形式的三部分的组合，构成了 各式各样固液分离工艺。
第三节 粗粒物料的脱水设备
卧振特点： (1)产品水份8-10%，离心液固含量200-260g/L， 其中+40目的量极少 (2) 动平衡好，噪音小，可直接固定在地板上。 (3) 结构紧凑，体积小，重量轻，筛兰更换方便。 (4) 功率小，有自动控制系统。 (5) 筛网易磨损、安装、检查、维修技术要求较高。
第二节 固液分离工艺
应该强调指出，煤泥水流程从两方面去评价：1) 对可浮性改变及浮性效果；2)煤泥循环系数。随 着选煤技术发展，人们从观念上接受了“低浓底 浮选”和清水洗煤”。这是直接浮选得到广泛应 用的根本原因。
第二节 固液分离工艺
四、洗水闭路循环
1. 洗水闭路循环系统
2. 循环系数 3. 洗水闭路循环状况 4. 洗水闭路循环的实施
第二节 固液分离工艺
3. 半直接浮选
半直接浮选形式上即部分直接浮选，即部分煤泥水直接进入浮 选，部分用作循环水。但从循环角度，由于始终有部分煤泥水循环 ，该流程从实质上等同于浓缩浮选(只是量上的差别)。这是该工艺 应用受到限制的主要原因。 常见的有三种情况如：1)主洗捞坑溢流进入浮选，低浓度的再 洗捞坑溢流作为循环水；2)捞坑溢流部分用于循环水，部分进入浮 选；3)捞坑溢流部分进入浓缩设备，溢溢作循环水，底流和剩余部 分进入浮选。 显然，这种流程在实际当中有较大的灵活性和合理性。同时保 证了浮选入料应用浓度，降低了循环水浓度，兼有浓缩浮选和直接 浮选的优点。
第1章 固液分离技术
带有负电性的微粒，加入阳离子型絮凝剂，具 有降低离子排斥电位和产生吸附架桥作用的双重机 制；而非离子型和阳离子型絮凝剂，主要通过分子 间引力和氢键等作用产生吸附架桥。
高分子絮凝剂的吸附架桥作用
影响絮凝作用的主要因素：
①高分子絮凝剂的性质和结构；②絮凝剂操作温度
等电点沉淀法 加热 变性沉淀法 加入化学试剂
调节pH值 盐析法
沉淀法
有机溶剂沉淀法 非离子型聚合物
反应沉淀法 聚电解质
多价金属离子
3．多糖的去除
酶解法可将混合液中的不溶性多糖物质酶解，使其转
化为溶解度较大的单糖，从而改变流体的流动特性，提高 过滤速率。
4．有色物质的去除 离子交换树脂、离子交换纤维、活性炭等材料 的吸附法来脱色最为普遍。
2.沉降
沉降是依靠外力的作用，利用分散物质（固相 ）与分散介质（液相）的密度差异，使之发生相对 运动，而实现固液分离的过程。
分类：分为重力沉降和离心沉降。
适用：主要用于固体粒子含量较少、颗粒细小
的悬浮液的分离。
重力沉降
颗粒受到重力加速度的影响而沉降的过程叫重力沉降 。固液混合物料在进行重力沉降之前一般需进行混凝、絮 凝等预处理。
细胞膜磷脂分子、脂蛋白等具有亲水性，当提取液中存在有机溶 剂时，或发酵培养时所添加的油性消泡剂也可溶解于提取液中。 用萃取法去除
多为植物组织或细胞来源的色素类物质，发酵产物 粗制提取液中亦存在，一般用吸附、沉淀或色谱法 去 细除胞裂解过程释放，使黏度增大，可用离子交换色 谱、硫酸鱼精蛋白沉淀或加核酸酶消化等方法除去
发酵液预处理工艺及操作
发酵液预处理一般是在调节罐内进行。来自 发酵罐的发酵液通过空气压送或泵输送至调节 罐，加入一定体积后，在搅拌的情况下视工艺 需要，通过计量（流量计或称量器）加入一定 量水、酸（碱）、凝聚剂、絮凝剂、助滤剂或 化学反应剂等（为了方便，将上述物质统称为 调节剂），符合工艺要求后通过空气压送或泵 输送至过滤机进行过滤，除去料液中的沉淀物。
固液分离技术PPT课件
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第一节 发酵液的预处理技术
根据絮凝剂所带电性的不同，分阴离子型、阳离子型和非离 子型三类。对于带有负电性的微粒，加入阳离子型絮凝剂， 具有降低离子排斥电位和产生吸附架桥作用的双重机制；而 非离子型和阳离子型絮凝剂，主要通过分子间引力和氢键等 作用产生吸附架桥。影响絮凝作用的主要因素有：
①高分子絮凝剂的性质和结构 线性结构的有机高分子 絮凝剂，其絮凝作用大，而成环状或支链结构的有机高分子 絮凝剂的效果较差。絮凝剂的分子量越大、线性分子链越长， 絮凝效果越好；但分子量增大，絮凝剂在水中的溶解度降低， 因此要选择适宜分子量的絮凝剂。
加水稀释法可有效降低液体粘度，但会增加悬浮液的体 积，使后处理任务加大，并且只有当稀释后过滤速率提高的 百分比大于加水比时，从经济上才能认为有效。
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3
第一节 发酵液的预处理技术
升高温度可有效降低液体粘度，从而提高过滤速率，常 用于粘度随温度变化较大的流体。另外，应用加热法的同时， 可控制适当温度和受热时间，使蛋白质凝聚形成较大颗粒， 进一步改善发酵液的过滤特性。如链霉素发酵液，调酸至 pH3.0后，加热至70℃，维持半小时，液相粘度下降至1/6， 过滤速率可增大10～100倍。使用加热法时必须注意：①加热 的温度必须控制在不影响目的产物活性的范围内；②对于发 酵液，温度过高或时间过长，可能造成细胞溶解，胞内物质 外溢，而增加发酵液的复杂性，影响其后的产物分离与纯化。
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第一节 发酵液的预处理技术
常用的凝聚剂有AlCl3·6H2O、Al2(SO4)3·18H2O、 K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、FeSO4·7H2O、 FeCl3·6H2O、ZnSO4和MgCO3等。电解质凝聚能力可用 凝聚值来表示，使胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度
固液分离技术的方法及条件.
固液分离技术
应用实例:
1) 匠奇分别对长焰煤和无烟煤的煤泥水的性质、煤泥 颗粒的粒度分布及干煤泥的矿物组成进行分析，对煤泥 水采用混凝沉淀法处理进行了对比试验，最终确定了煤 泥水处理用药剂及最佳试验条件。研究表明洗选不同原 煤所产生的煤泥水都是带负电的胶体分散体系，通过投 加混凝剂降低了煤泥胶体颗粒表面的ξ电位，形成了较 小的絮体；高分子絮凝剂聚丙烯酰胺加入后，通过架桥 作用絮体体积进一步增大出水效果明显，有效地降低了 煤泥水悬浮物浓度。
固液分离技术
离心沉降
离心沉降是基于固体颗粒和周围液体密度 存在差异，在离心场中使不同密度的固体颗粒 加速沉降的分离过程。
对于浓度较小，粒径较大，硬度较强的 不溶物，可以采用过滤分离。
固液分离技术
优点
缺点
1、分离效率高 2、分离速度快 3、分离速度快
1、能耗大 2、与过滤设备相比，
设备投资高； 3、离心只能得到一
固液分离技术
2 反渗透工艺的优点
①在室温条件下，依靠水的压力作为推动力，运行 费用较低；
②无大量废酸碱液排放，不污染环境； ③系统简单，操作方便，自动化程度高； ④对原水水质有较大的适应范围，出水水质稳定； ⑤设备占地面积小，检修维护工作量小。
固液分离技术
3
应用实例
广东某印染厂为了节约生产工艺用水，同时也 为了减少印染废水的排放量，决定用反渗透技术对 该厂污水站出水进行深度处理，并将反渗透的产水 回用到该厂的印染工艺中。
固液分离技术
总结
从发展趋势来看，固液分离技术研究的目的是要 缩短整个下游工程的流程和提高单项操作的效率， 以前的那种传统的做法，既费时、费力，效果又不 明显，跟不上发展的步伐。现在对整个分离过程的 研究要有一个质的转变，并认为可以从两个方面着 手，其一，继续研究和完善一些适用于工程的新型 固液分离技术；其二，进行各种固液分离技术的高 效集成化。固液分离的潜在的发展前景是十分美好 的。
固液分离技术-(3)
设备简单，操作容易，可 分离速度慢，分离效果 大规模工业应用，适用于 受物料性质变化的影响， 大颗粒固体过滤 劳动强度大
主要用于分离细胞。操作 简单，效果好，可无菌操 作，适用性好，易放大 易污染，分离效果与操 作技巧和物料性质关系 密切，精心保养、清洗
膜分 离
细胞破碎液
3.3.2 离心方法 （1）差速离心 生化分离中最为常 用的离心分离方法。 菌体细胞一般在 500g-5000g的离心力 下就可完全沉降。
600g离心10min
细 ［沉降层］ 胞 细胞核(4-6μm) 破 碎 液 的 差 速 离 10000g离心10min 心 分 ［沉降层］ 级 细胞碎片 分 线粒体 离
加压过滤的压力差一般在500kPa以下。 （2）过滤阻力
与悬浮液的性质有关，黏度越大越不利于过滤， 可稀释。 与过滤介质和滤饼的性质有关，滤饼阻力是由 菌种和发酵条件决定。
A.菌种
菌种对过滤速度影响很大。 真菌：菌丝粗大，容易过滤，不需特殊处理。滤渣呈紧密 饼状物，易从滤布上刮下，可采用鼓式真空过滤机过滤。 放线菌：菌丝细而分枝，交织成网络状，还含有很多多糖 类物质，粘性强，比阻α值高，过滤困难，一般需经预处理， 以凝固蛋白质等胶体。 细菌：菌体更细小，过滤十分困难，如不用絮凝等方法预 处理发酵液，往往难以采用常规过滤的设备来完成过滤操作。
溶酶体 ［沉降层］ 核糖体
［上清液］ 细胞膜碎片 线粒体(1μm) 溶酶体(0.25-0.5μm) 核糖体(18nm) 水溶性物质
［上清液］ 核糖体 水溶性物质 10000g离心3h ［上清液］ 水溶性物质
离 心 力 与 转 速
（2）区带离心 可分为差速区带离心和平衡区带离心。
第三章 固液分离技术
离心操作的注意事项
• 4．若要在低于室温的温度下离心时，转头在使用前应放 置在冰箱或置于离心机的转头室内预冷。 • 5．离心过程中不得随意离开，应随时观察离心机上的仪 表是否正常工作，如有异常的声音应立即停机检查，及时 排除故障。 • 6． 每个转头各有其最高允许转速和使用累计期限，使用 转头时要查阅说明书，不得过速使用。每个转头都要有一 份使用档案，记录累计使用时间，若超过了该转头的最高 使用限时，则须按规定降速使用。
• 主要应用：1）除去细胞和细胞碎片；2）破碎细胞前浓缩 细胞悬液；3）回收细胞；4）消毒过滤如细胞培养基的除 菌等
布氏漏斗
砂芯漏斗
砂芯过滤装置
微孔滤膜
微滤
• 微滤的操作模式：无流动操作、错流过滤两种
无流动操作： 固含量＜0.1%的料液，间 歇性，需பைடு நூலகம்期性清除滤饼
错流过滤： 固含量 ＞ 0.5%的料液，处理 量大，连续操作，易于无菌， 但固液分离不完全
密度梯度区带离心（区带离心）的分类
• 差速区带离心：密度梯度中的最大密度小于待分离的目标产物 的密度，该离心法的离心时间要严格控制，既有足够的时间使 各种粒子在介质梯度中形成区带，又要控制在任一粒子达到沉 淀前。如果离心时间过长，所有的样品可全部到达离心管底部； 离心时间不足，样品没有分离。 • 平衡区带离心/等密度区带离心：介质的密度梯度包含了被分离 样品中所有粒子的密度，粒子进入到一个它本身的密度位置不 再移动，粒子形成纯组份的区带，延长离心时间也不能改变这 些粒子成带位置。
• 注：一定统一至国际单位！
2、离心方法
• 1）差速离心(differential centrifugation)采取逐渐提高离心速度 的方法分离不同大小的细胞器。 • 样品离心时，在同一离心条件下，沉降速度不同，通过不断增 加相对离心力，使一个非均匀混合液内的大小、形状不同的粒 子分部沉淀。 • 操作过程中一般是首先采取较低的离心速度，让较大的颗粒沉 降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀，改用较 高的离心速度离心悬浮液，将较小的颗粒沉降，以此类推，逐 级分离出所需要的物质。 • 方法较简单，但分辨率不高，沉淀系数在同一个数量级内的各 种粒子不容易分开，常用于其他分离手段之前的粗制品提取。
固液分离技术1概述PPT课件
过滤法
总结词
通过多孔介质将固体颗粒与液体分离的 方法。
VS
详细描述
过滤法是利用具有孔隙的多孔介质（如滤 布、滤网等）将固体颗粒截留在介质表面 ，从而实现固液分离。该方法适用于颗粒 较细、密度与液体相近的固体颗粒。过滤 法操作简便，处理效率高，但需要定期更 换过滤介质，且容易堵塞。
离心法
总结词
利用离心力将固体颗粒与液体分离的方法。
详细描述
离心法是利用高速旋转产生的离心力将固体 颗粒从液体中分离出来。该方法适用于处理 含有大量悬浮物的液体，如泥浆、废水等。 离心法处理效率高，但设备成本和维护成本 较高，且需要消耗大量能源。
浮选法
总结词
利用固体颗粒与液体密度的差异，通过气泡 将固体颗粒带到液体表面进行分离的方法。
详细描述
浮选法常用于处理含有微小颗粒的液体，如 选矿、污水处理等。该方法通过向液体中通 入气泡，使固体颗粒粘附在气泡上，随气泡 浮升至液面形成浮渣，从而实现固液分离。 浮选法处理效率较高，但需要添加化学药剂
过滤分离原理是利用多孔介质（如滤布、滤网等）阻挡颗粒，使液体通过而颗粒 被截留在介质表面或内部，从而实现固液分离。过滤效率与多孔介质的孔径、颗 粒的大小以及液体的粘度等因素有关。
浮选原理
总结词
利用气泡吸附颗粒并带到液面，实现固液分离。
详细描述
浮选原理是利用气泡吸附颗粒并带到液面，从而实现固液分离。在浮选过程中，向液体中通入大量气泡，气泡会 吸附颗粒并一起浮到液面，形成泡沫层，从而实现固液分离。浮选的效率与气泡的大小、数量以及颗粒的物理化 学性质等因素有关。
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采矿废水处理案例
总结词
固液分离技术
2.固液分离的方法---过滤
实验室用真空抽滤装置(减压过滤)
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2.固液分离的方法---过滤
（10）过滤设备
工业常用的过滤设备----板框压滤机（加压过滤）
linda82626@
2.固液分离的方法---过滤
（10）过滤设备
工业常用的过滤设备--真空转鼓过滤机（减压过滤）
（8）影响过滤性能的因素 ①混合物中悬浮微粒的性质和大小 ②混合液的粘度 ③操作条件：固液分离操作中温度、pH、操 作压力、滤饼厚度等的控制也会影响固液分 离速率
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2.固液分离的方法---过滤
（9）过滤设备
实验室用滤纸过滤(常压过滤)
linda82626@
linda82626@
2.固液分离的方法---过滤
（4）饼层过滤
过滤介质：滤布，包括天然或合成纤维织布、金 属织布、石棉板、玻璃纤维纸等。 适用范围：多用于处理颗粒含量较高的悬浮液， 且是化工生产中一种主要的过滤方式，在实验室 中也经常使用，如滤纸过滤，真空抽滤等。 常用于分离固体含量大于1g/L的悬浮液。 滤饼层起主要作用
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固液分离技术
主要内容
1 固液分离的原理 2 固液分离的方法 3 固液分离的应用
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非均相物系由分散相和连续相组成。 分散相：分散物质。处于分散状态的物质，较难分离。 连续相：分散介质。包围着分散物质而处于连续状态 的流体。
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2.固液分离的方法---过滤
（5）滤饼的可压缩性能
随着过滤操作的进行，滤饼的厚度逐渐增加，因此滤 液的流动阻力也逐渐增加。构成滤饼的颗粒特性决定 流动阻力的大小。 颗粒床层的特性可以空隙率等来表示。
固液分离技术1概述PPT课件
环保型技术：开发环保型的固液分离技术，减少对环境的 负面影响。
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随着科技的不断发展，相信固液分离技术将会取得更多的 突破和创新，为工业生产和环境保护做出更大的贡献。
06
固液分离技术应用前景展望
环保领域应用前景
污水处理
固液分离技术是污水处理中的重要环节，能够高效去除 污水中的悬浮物、杂质和有害物质，为后续的生物处理 和深度处理提供良好的基础。随着环保要求的提高，污 水处理市场对固液分离技术的需求将持续增长。
固液分离技术1概述
• 固液分离技术简介 • 固液分离技术原理 • 固液分离技术设备 • 固液分离技术案例分析 • 固液分离技术面临的挑战与解决方
案 • 固液分离技术应用前景展望
01
固液分离技术简介
定义与分类
定义
固液分离技术是指通过物理或化学手 段将固体和液体进行分离的技术。
分类
根据分离原理和应用场景的不同，固 液分离技术可分为沉降、过滤、离心 、萃取等不同类型。
用于处理屠宰废水、豆 制品加工废水等。通过分离技术将废水中的悬浮物、蛋白 质、油脂等物质与水进行有效分离，降低后续生物处理负 荷，提高废水处理效率。同时，分离出的物质还可以进行 资源化利用，如油脂的回收和蛋白质的制取等。
05
固液分离技术面临的挑战与解决 方案
详细描述
在工业废水处理中，固液分离技术主要应用于预处理和深度处理阶段。预处理阶段，通 过沉淀、过滤等手段去除废水中的大颗粒悬浮物和部分溶解物质；深度处理阶段，采用 膜分离、活性炭吸附等技术进一步去除废水中的微量污染物，使出水达到排放标准或回
用标准。
采矿行业案例
总结词
采矿行业会产生大量的废水和废渣，固液分 离技术可以有效回收有价值的资源，降低环 境污染。
03第三章 固液分离技术-(第一节 过滤技术)-全
四、过滤设备
固液分离过滤设备
按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机 按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤 典型过滤设备：
实验室用抽滤装置 板框压滤机（间歇操作） 转筒真空过滤机（连续操作） 过滤式离心机
1）实验室用抽滤装置
2）板框压滤机
plate and frame filter 板框压滤机的过滤推动力来自泵产生的 液压或进料贮槽中的气压。
第五节 过滤与膜分离
◆过滤是借助于过滤介质将不同大小、
不同形状的物质分离的技术过程。 ◆过滤介质常用的有滤纸、滤布、纤维、 多孔陶瓷、烧结金属和各种高分子膜等。 ※
二、过滤的分类
◆根据推动力的产生条件不同，过滤有
（1）常压过滤， （2）加压过滤， （3）减压过滤 ※
等3种。
优点：
转筒真空过滤机
转筒真空过滤机可吸滤、洗涤、卸饼、再生连 续化操作，生产能力大，劳动强度小， 辅助设备多，投资大， 且由于真空过滤，推动力小（不超过8×104 Pa），滤饼湿度大（20％～30％）。 主要适用霉菌发酵液，对菌体细小、黏度大铺 助滤剂。对于滤饼阻力较大的物料适应能力较 差。
缺点：
过滤介质-多孔固体介质
如多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料等，可 加工成板状或管状，孔隙很小且耐腐蚀，常 用于过滤含有少量微粒的悬浮液。
一、非膜过滤 ◆采用高分子膜以外的材料,如滤纸、滤布、 纤维、多孔陶瓷、烧结金属等作为过滤介质 的分离技术称为非膜过滤。包括粗滤和部分 微滤。
1、粗滤 2、微滤
加压过滤 用压力泵或 压缩空气 作过滤动力。★
(3)减压过滤: 又称为真空过滤或抽滤，是通过在过滤介质 的下方抽真空的方法，以增加过滤介质上下 方之间的压力差，推动液体通过过滤介质， 而把大颗粒截留的过滤方法 ◆实验室常用的抽滤瓶和生产中使用的各种 真空抽滤机均属于此类。 ◆减压过滤需要配备有抽真空系统。由于压 力差最高不超过0.1 MPa，多用于粘性不大 的物料的过滤。 ※
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职业教育应用化工技术专业教学资源库《离子膜烧碱生
产操作》课程教学方案
淄博职业学院《离子膜烧碱生产操作》课程教学方案
教师：序号：
讨论提问法、任务教学法——理论+实训
P
自来水
压缩空气
固 体 泥去配水罐
来自凯膜过滤器
来自浮上澄清桶
V0111
洗泥池
P0112
泥浆泵
M0101
板框压滤机
V0122
压滤盐水罐
P0114
压滤盐水泵
图1-65盐泥压滤操作工艺流程示意图
沉降空气中的尘粒会受重力作用逐渐降落到地面，而从空气中分离出来，这种现象称为沉降。
重力沉降首先以简单的刚性球形颗粒的自由沉降为例，讨论沉降速度的计算、分析影响沉降的因素，简要介绍沉降设备的结构或操作原理。
⑴自由沉降与沉降速度(重点)
①沉降速度
图1-66 颗粒在静止介质中降落时所受的作用力
一个球形颗粒在介质中作重力沉降运动所受到的力为：
重力g
d
mg
F
s
g
ρ
π
3
6
=
=（1-65）
浮力g
d
g
V
F
s
b
ρ
π
ρ3
6
=
=（1-66）
阻力
2
2
u
A
F
d
ρ
ζ
=（1-67）根据牛顿第二定律有：
原盐 ma F F F b d g =-- （1-68）
可得 ()ζρ
ρρ34-=
s t gd u （m/s ） （1-69）
② 影响沉降速度的因素 a 颗粒的体积浓度
当颗粒的体积浓度小于0.2%时，理论计算值的偏差在1%以内。
当颗粒浓度较高时，发生干扰沉降。
b 器壁效应
当器壁尺寸远远大于颗粒尺寸时（例如在100倍以上），器壁效应可忽略，否则应加以考虑颗粒形状的影响
c 同一种固体物质，非球形的颗粒的形状及其投影面积A 均影响沉降速度。
颗粒形状与球形的差异程度，可用它的球形度来表征。
⑵ 重力沉降设备 ① 降尘室
通过重力沉降从气流中分离出尘粒的设备称为沉降室如图1-67所示。
其工作原理为：含尘气体进入降尘室后，因流道截面积扩大而速度减慢，只要颗粒能够在气体通过的时间内降至室底，便可从气流中分离出来，如图1-68所示。
设颗粒沉降至室底所需时间为t θ，则
t
t u H
=
θ （1-73） 设气体通过降尘室的时间为θ，则
u
L
=
θ （1-74） 尘粒被分离出来的条件为
t θθ≥或t
u H u
L ≥
（1-75） 图1-67 降尘室
图1-68颗粒在降尘室内沉降情况
图1-70标准旋风分离器
气体在降尘室的水平通过速度为bH
V u S
=
（1-76） 可见，理论上降尘室的生产能力只与沉降面积bL 及颗粒的沉降速度t u 有关，而与降尘室高度无关。
故降尘室应设计成扁平形，或在室内均匀设置多层水平隔板，构成多层降尘室，以提高降尘室的生产能力。
② 沉降槽
借助重力从悬浮液中分离出固体颗粒的设备称为沉降槽，可分为间歇式和连续式两种。
如图1-69为连续式沉降槽。
连续沉降槽适合处理量大，固相含量不高，颗粒较粗的悬浮液。
⑶ 离心沉降过程(重点与难点)
离心分离设备可分为两类，一类是设备静止不动，悬浮物作旋转运动的离心沉降设备如旋液分离器和旋风分离器；另一类是设备本身旋转的离心分离设备，称为离心机。
① 离心分离速度 惯性离心力
R
u d F s c 2
3
6ρπ
=
（1-77）
浮力
3
2
6s u F d R
π
ρ=
（1-78）
阻力
2
4
2
2
r R u d
F ρπ
ζ
=
（1-79）
当此三力达平衡时，颗粒在径向上相对于流体的速度 ，即
图1-69连续式沉降槽
图1-71旋液分离器
02
4662
22323
=--r s
u d R u d R u d ρπζρπρπ
（1-80） 得离心沉降速度为
()R
u d u s r ζρρρ342
-=
（1-81）
离心力与重力或离心加速度与重力加速度之比称为分离因数，用c K 表示，即
gR
u u u K t r c 2
=
= (1-82) ② 离心分离设备 a 旋风分离器
可分离m ～μ755的非纤维、非粘性干燥粉尘，可用多种材料气-固非均相物系的分离一般在旋风分离器中进行。
标准旋风分离器的结构型式如图1-70所示，主体的上部为圆筒形，下部为 圆锥形，中央有一升气管含尘气体由圆筒上部进气管切向进入，受器壁的约束而向下作螺旋运动，在惯性离心力的作用下颗粒被抛向器壁，与气流分离，再沿壁面落至锥底的排尘口。
净化后的气体在中轴附近的下向上作螺旋运动，最后由顶部排气管排出。
b 旋液分离器
旋液分离器是一种利用离心力的作用分离悬浮液的设备，其结构如图1-71所示，设备主体是由圆筒和圆锥两部分构成。
悬浮液从切向自入口管进入圆筒中部，并向下作螺旋运动，密度大的固体颗粒受惯性离心力较大，被迅速抛向器壁，并随螺旋液流降至锥底，由底部排出的含固体颗粒较多的浓稠液流称为底流；含固体颗粒较少的液体形成螺旋上升的内旋流，由上部中心溢流管排出，称为溢流。
c 碟片式高速离心机
⑷ 过滤过程(重点内容)
通过过滤操作可获得清净的液体或固相产品。
与沉降分离相比，过滤操作可使悬浮液的分离更迅速更彻底。
在某些场合下，过滤是沉降的后继操作。
过滤是以某种多孔物质为介质，在外力作用下，使悬浮液中的液
体
通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固、液分离的操作。
过滤操作采用的多孔物质称为过滤介质；所处理的悬浮液称为滤液；被截留的固体物质称为滤饼或滤渣；实现过滤操作的推动力可以是重力、压强差或惯性离心力。
但在化工中应用最多的还是以压强差为推动力的过滤。
①过滤方式
工业上的过滤操作分为两大类，即滤饼过滤和深层过滤。
过滤进行如图1-76所示。
②过滤介质
过滤介质是滤饼的支承物，它应具有足够的机械强度和尽可能小的流动阻力，同时，还应具有相应的耐腐蚀性和耐热性，如化学实验室中常用的滤纸就是一种过滤介质。
工业上常用的过滤介质主要有：
a 织物介质（又称滤布）
b 堆积介质
c 多孔固体介质能截拦1～3μm 的微细颗粒。
对过滤介质的基本要求是：
(Ⅰ) 具有多孔性，阻力小，使液体容易通过，而孔道的大小应该能使悬浮粒子被截留；
(Ⅱ) 具有化学稳定性、耐腐蚀和耐热性等；
(Ⅲ) 具有足够的机械强度
③滤饼的压缩性和助滤剂
a 滤饼的压缩性
不可压缩滤饼。
可压缩滤饼。
b 助滤剂
对助滤剂的基本要求：
(Ⅰ) 应是能形成多孔滤饼的刚性颗粒，使滤饼有良好渗透性及较低的流体阻力。
(Ⅱ) 应具有化学稳定性，不与悬浮液发生化学反应，也不溶于液相中。
(Ⅲ) 在过滤操作的压强差范围内，应具有不可压缩性，以保持滤饼有较高的空隙率。
特别之处：一般以获得清净滤液为目的时，采用助滤剂才是适宜的。
④过滤机的生产能力
过滤过程包括过滤、洗涤、干燥及卸饼四个阶段。
洗涤后得到的溶液称为洗涤液。
滤饼的干燥：在过滤完毕后，有时还要将滤渣用压缩空气吹干或用真空吸干滤渣中的水分，以使滤渣中的水分尽可能地减少。
图1-75 过滤操作示意图
图1-76架桥现象
（注：单元格可合并、拆分）。