第七章:过滤
(1)过滤过程在环境工程领域有哪些应用?
分离液体非均相混合物,实现液—固分离;分离气体非均相混合物,实现气—固分离。
(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?
1.固体颗粒:由一定形状的固体颗粒堆积而成,包括天然的和人工合成的。
1.1天然:石英砂、无烟煤、磁铁矿粒等。
1.2人工:聚苯乙烯发泡塑料球等。
固体颗粒过滤介质在水处理中的各类滤池中应用广泛,通常称为滤料。
2.织物介质:又称滤布,如棉、麻、丝、毛、合成纤维、金属丝等编制成的滤布。
3.多孔固体介质:如素烧陶瓷板或管、烧结金属板或管等。
4.多孔膜:由高分子有机材料或无机材料制成的薄膜,根据分离孔径的大小,可分为微滤、超滤等。
(3)过滤的主要类型有哪些?
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:在水位差的作用下被过滤的混合液通过过滤介质进行过滤,如水处理中的快滤池。
真空过滤:在真空下过滤,如水处理中的真空过滤机。
压力差过滤:在加压条件下过滤,如水处理中的压滤滤池。
离心过滤:使被分离的混合液旋转,在所产生的惯性离心力的作用下,使流体通过周边的滤饼和过滤介质,从而实现与颗粒物的分离。
(4)表面过滤和深层过滤的主要区别是什么?
表面过滤采用的过滤介质的孔一般要比待过滤流体中的固体颗粒的粒径小,表面过滤通常发生于过滤流体中颗粒物浓度较高或过滤速度较慢,滤饼层容易形成的情况下。
深层过滤中过滤介质层的空隙大于待过滤流体中的颗粒物粒径。
一般适合于待过滤流体中颗粒物含量少的场合。
(1)表面过滤的过滤阻力由哪些部分组成?
Rm:过滤介质过滤阻力,
Rc:滤饼层过滤阻力,
(2)表面过滤的过滤速度与推动力和阻力的关系如何表示?
(3)过滤常数与哪些因素有关?
滤饼的颗粒性质
悬浮液浓度
滤液黏度
滤饼的可压缩性
(4)哪些因素影响滤饼层比阻?
r :与过滤介质上形成的滤饼层的孔隙结构特性有关
(5)过滤介质的比当量滤液量的物理意义是什么?
qe=Ve/A (qe 称为过滤介质比当量滤液体积)单位过滤介质的虚拟滤液量。
(1) 混合颗粒和颗粒床层有哪些主要的几何特性?
1.混合颗粒的几何特性1.1粒度分布1.2混合颗粒的平均粒径
2颗粒床层的几何特性 2.1颗粒床层的空隙率2.2颗粒床层的比表面2.3颗粒床层的当量直径
(2)混合颗粒的平均粒径和颗粒床层的当量直径如何定义?
混合颗粒通常定义:比表面积等于混合颗粒的比表面积的颗粒粒径。
颗粒床层的当量直径定义为:
eb 444d ⨯⨯⨯⨯===⨯流道截面积流道截面积流道长度流道容积湿润周边湿润周边流道长度流道表面积
(3)流体通过颗粒床层的实际流速与哪些因素有关,与空床流速是什么关系?
1.ul ——流体在床层空隙中的实际流速,m/s ;
deb ——颗粒床层的当量直径,m;
p ——流体通过颗粒床层的压力差,Pa ;
u ——流体黏度,Pa s ;
l’——孔通道的平均长度,m 。
2.
l u
u ε
=
(4)深层过滤的过滤速度与推动力和阻力的关系如何表示? R
p rL p u μμ∆=∆= 促使流体流动的推动力p ;
二阻碍流体流动的因素rL :。