流體過濾理論

① 過濾的過程和方法

過濾的過程和方法

過濾是通過特殊裝置將流體提純凈化的過程，過濾的方式很多，使用的物系也很廣泛，固-液、固-氣、大顆粒、小顆粒都很常見。下面是我為大家帶來的關於過濾的過程和方法的知識，歡迎閱讀。

1過濾原理

主要包括遷移、附著和脫附三個過程。

2過濾周期及反沖洗

⑴過濾周期

工程應用中，設計和運行是以水頭損失來控制過濾周期，當濾料的水頭損失達到最大允許值時，就停止過濾，沖洗濾池。

⑵反沖洗的方法

①單獨用水反沖洗：用高速水流沖洗

優點：只需一套反沖洗系統。

缺點：沖洗耗水量大，當沖洗強度控制不當時，可能產生礫石承托層松動，沖洗後濾料因水力分級呈上細下粗的分層結構狀態。

②氣水聯合反沖洗：採用空氣和水流同時沖洗。

優點：沖洗效果好，耗用水量少小，沖洗過程中不需濾層流化。

缺點：需增加空氣系統，與單獨用水沖洗相比所需設備較多。

③帶表面輔助沖洗的水反沖洗

在濾層表面設置高速水沖洗系統，利用高速水流對表層濾料加以攪動，增加濾料顆粒的碰撞機會，利用高速水流的剪切作用來提高

反沖洗效果。

3濾池的.基本構造

主要由濾料層、配水系統和承托層組成。

⑴濾料層

①顆粒濾料過濾

廢水處理中可用石英砂、無煙煤、陶粒、纖維球、聚氯乙烯球等作為濾料。

例如以石英砂作濾料時，砂粒徑為0.5～2.0mm，該值大於給水濾池的石英砂粒徑(0.5mm);反沖洗強度可取18～20L/m2/s，亦大於給水過濾時的12～15 L/m2/s。

廢水懸浮物濃度高時，為了提高濾池的納污量，延長過濾周期，可採用粗濾料、雙層或三層濾料和上向流濾池。處理廢水的上向流

濾池為下部進水，上部出水，各層濾料截污力能完全發揮，水頭損失上升緩慢。

例如，處理廢水的某上向流濾池的濾料級配由上而下分別為：上部細砂層，砂粒徑為1～2mm，層厚1500mm;中部砂層，砂粒徑為2～

3mm，層厚300mm;下部粗砂層，砂粒徑10～16mm，層厚100mm。

②多孔濾料過濾

去除毛紡、化纖和造紙等行業廢水中的懸浮細纖維而採用的篩網過濾即為多孔濾料過濾。

⑵配水系統和承托層

配水系統一般分為大阻力配水系統和小阻力配水系統兩類。

承托層一般是配合管式大阻力配水系統使用，若採用中小阻力配水系統，且配水孔眼數量多、尺寸小，配水本身已很均勻，濾料本

身不會從孔眼漏掉的話，承托層可以適當減小或省去。

4濾池的分類

濾池按濾料組成分為：單層濾料、雙層濾料、多層濾料及混合濾料濾池。

按水流方向分為：下向流、上向流、雙向流和輻向流濾池。

按濾速大小分為：慢濾池、快濾池和高速濾池。

按濾池的布置或構造分為：普通快濾池、雙閥濾池、無閥濾池、虹吸濾池、移動沖洗罩濾池和V型濾池。

按過濾驅動力分為：重力濾池、壓力濾池。

5城市污水三級處理中過濾單元的設計要點(給排水設計手冊第5冊規定)

⑴濾池的反沖洗

三級處理中對濾池反沖洗的要求高，建議採用氣、水反沖洗與表面沖洗相結合的聯合反沖洗方式。

⑵濾池池型

避免選用虹吸濾池等反沖洗能力較差的池型，而應優考慮選用移動沖洗罩濾池、V型濾池和T型濾池等表面沖洗能力較強的池型。

由於雙閥濾池和四閥濾池具有技術成熟、運行穩定、操作可靠等優點，常被採用。

⑶濾池的設計參數

與給水處理中濾池的設計參數相比，在城市污水三級處理中濾層的厚度和濾料粒徑都較大，但濾速則略小。在城市污水三級處理中

過濾單元的主要設計參數主要為：

①濾層

主要有效粒徑、濾層厚度、不均勻系數，當濾料不同時，參數也有變化

②濾速：6～10m3 /m2h

③反沖洗：採用氣水聯合反沖、水沖洗和表面沖洗時分別有不同的參數。

④工作周期：≤12h

6壓力濾池和微孔篩濾機

⑴壓力濾池

是一個密閉的鋼罐，裡面裝有和快濾池相似的配水系統和濾料等，在壓力下操作運行。

在小規模的中水處理流程中過濾單元多採用壓力濾罐，其特點是佔地少，建設周期短，有定型產品，且運行管理方便。

⑵微孔篩濾機

是利用微孔篩濾網進行固液分離，過濾機理主要是機械篩濾作用。

特點是佔地面積小，處理量大，操作管理方便，在啤酒生產廢水的預處理中獲得廣泛應用。

設計參數：

濾網孔徑為35～60μm，水力負荷：0.1～0.4m3 /m2min，水頭損失小於0.3～0.5m，反沖洗水量占總濾水量的1%～3%。

過濾的內容非常重要，在給水處理以及城市污水三級處理中都要用到濾池的設計，所以要認真復習。出題時可能出敘述性的，也有

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② 過濾器，解析流體的粘度與流速有什麼關系

過濾器一般分為Y型過濾器、精密過濾器和管道過濾器3種。Y型過濾器的纖維時有脫落，不能回給出一個確切的孔答徑，厚度一般在3～20mm，通常有吸附作用，並有較大的承污能力;精密過濾器的纖維一般用熱粘合或膜塗布而成，可以給出額定孔徑，比較薄(<1 mm)，吸附能力較小;管道過濾器的主要特點是質地堅硬，不易破碎，有曲折的通道和 非常高的內表面積，有一定的開孔率，能做完整性測試，常用於深級過濾，如Y型過濾器。
流體的過濾機理主要有2種，一種是基於顆粒的大小來分離，例如攔截、篩分和表面捕獲等;另一種是吸附，即顆粒在化學/電荷作用下粘附在濾器上。這就要求各個葯廠根據自身的實際需要來選擇不同的管道過濾器。與流體的特性有關。例如，流體的粘度和化學/離 子成分，流體的粘度越大在同樣的壓力條件下流速越慢，流體與膜之間有較多接觸，過濾效果較好;再如，流體和膜的混合/接觸時間對過濾效果也有較大影響，混合/接觸時間越長則過濾效果越好。此外，需要注意的是，流體的特性隻影響膜對流體的吸附截留效果而不影響顆粒大小的排除。與實際操作條件有關，如顆粒的流速和過濾壓力。要想取得好的過濾效果，一般選擇較低的流速，流速越 低截留效果越好。

③ 切向流過濾原理

切向流過濾原理：它是一種壓力驅動的，根據分子尺寸的膜分離過程。用TFF，樣本混合物不是像直流過濾那樣被強迫通過一個單一的通路來通過膜。而是流體通過多次再循環的方式，切向通過膜的表面。

這種由施加壓力帶來的清掃，降低了初始樣本在膜表面的積累。比膜截留分子量大的目標分子得到了保留，然而小分子和緩沖液通過了膜。

切向流過濾是一種濃縮和脫鹽10ml到幾千升樣本溶液的有效方法。它可以用來從小的生物分子中分離大的生物分子，捕獲細胞懸浮液以及澄清發酵液和細胞裂解物。TFF可以應用於一系列應用包括蛋白質化學，分子生物學，免疫學，生物化學和微生物學。

常規過濾是指在壓力的作用下，液體直接穿過濾膜進入下游，而大的顆粒或分子則被截留在膜的上游或內部，小的顆粒或分子透過膜進入下游。在這種操作方式下，液體的流動方向是垂直於膜表面進入下游。常規過濾的應用包括澄清過濾、除菌過濾和除病毒過濾等。

切向流過濾則是指液體的流動方向是平行於膜表面的，在壓力的作用下只有一部分的液體穿過濾膜進入下游，這種操作方式也有人稱之為「錯流過濾」（Cross Flow Filtration）。由於切向流在過濾過程中對膜包的表面進行不停的「沖刷」，所以在這種操作模式下有效的緩解了大的顆粒和分子在膜上的堆積，這就使得這種操作模式在很多應用中具有獨特的優勢。

切向流過濾中，泵推動流體通過濾膜表面，沖刷去除其上截留的分子，從而使濾膜表面的積垢程度降至最低。於此同時，切向流體也會產生垂直於濾膜的壓力，推動溶質和小分子通過濾膜。如此方能完成過濾。利用細分篩網分離沙子與鵝卵石的模擬試驗，有助於理解切向流過濾的機理：篩網眼象徵濾膜上的孔隙，而沙子與鵝卵石象徵待分離的分子，在直流過濾中，沙子－鵝卵石混合物被迫向著篩網眼方向移動，隨著一些較小的砂粒通過篩網眼落下，在篩網表面形成一個鵝卵石層，阻礙頂部砂粒向篩網方向移動並通過篩網眼，在直流過濾中，增加壓力，僅能對混合物施加壓力，而無助於分離的促進。

相比之下，在切向流過濾模式中，通過混合物的再循環防止限制層的形成，此再循環類似於：振動以去除阻塞篩網眼的鵝卵石，使得位於混合物頂部的砂粒落下並通過篩網眼。因此，利用切向流過濾進行生物分子分離，效率更高，濃縮或滲濾速度更為快捷。

④ 過濾中流體產生壓降的原因是什麼意思

用過濾介質把容器分隔為上、下腔即構成簡單的過濾器。懸浮液加入上腔，在專壓力作用下通過屬過濾介質進入下腔成為濾液，固體顆粒被截留在過濾介質表面形成濾渣（或稱濾餅）。過濾過程中過濾介質表面積存的濾渣層逐漸加厚，液體通過濾渣層的阻力隨之增高，過濾速度減小。當濾室充滿濾渣或過濾速度太小時，停止過濾，清除濾渣，使過濾介質再生，以完成一次過濾循環。液體通過濾渣層和過濾介質必須克服阻力，因此在過濾介質的兩側必須有壓力差，這是實現過濾的推動力。增大壓力差可以加速過濾，但受壓後變形的顆粒在大壓力差時易堵塞過濾介質孔隙，過濾反而減慢。中

⑤ 咨詢下什麼是錯流過濾原理什麼是死端過濾，還有終端過濾，十字過濾，到底啥區別，啥意思

這個屬於流體過濾領域一個基礎性理論問題，以下這張示意圖可以做清晰解釋：

通過以上示意圖很容易理解：

左圖，錯流過濾，物料的流動方向與過濾層（膜分離層）是平行關系，但是與濾出液方向則是垂直錯開，所以在錯流過濾中存在著兩股流出液體：一股是濾出液，一股是可用於提供膜層表面沖刷作用的循環流體就是迴流液。錯流過濾的優點，就是在過濾介質表面不會形成濾餅，在膜系統中可以避免分離層表面的濃差極化，這就導致系統可持續操作時間長，不易污堵，通量衰減慢，這一至關重要的優點。濃縮，提取，純化基本都是屬於膜分離錯流方式。

右圖，死端過濾，物料的流動方向與過濾層（膜分離層）是垂直關系，且與濾出液方向一致，這種方式常見於基礎性一般過濾如濾布，各類濾芯等。而死端過濾的弊端就是，隨著過濾分離時間的增加，濾層表面將會不斷積累截留雜質或聚集高濃度鹽類從而形成濃差極化，通量衰減快，這將導致周期性必須更換濾材或者做再生清洗。常規過濾介質，大都屬於死端過濾方式，應用於基礎性流體過濾分離場合。

最終來回答你一下幾種過濾方式，錯流與死端如上，不再贅述。終端過濾，在過濾機理中解釋為「死端過濾」，稱呼不一樣而已，但在工藝流程中，比如過濾系統的最後一道過濾，也有人稱呼「終端過濾」，這並不是一個明確說法。十字過濾，其實就是錯流過濾，顧名思義，所謂十字就是物料流動方向與濾出液垂直關系，稱為十字。

⑥ 過濾的原理是

過濾是將懸浮在液體或氣體中的固體顆粒分離出來的種工藝。其基本原理：在壓力差的作用下，懸浮液中的液體（或氣體）透過可滲性介質（過濾介質），固體顆粒為介質所截留，從而實現液體和固體的分離。

1）實現過濾具備的兩個條件：

①具有實現分離過程所必需的設備；

②過濾介質兩側要保持一定的壓力差（推動力）。

2）常用的過濾方法可分為重力過濾、真空過濾、加壓過濾和離心過濾幾種。

重力壓力差由料漿液柱高度形成；真空過濾的推動力為真空源。

3）過濾具有特點：從本質上看，過濾是多相流體通過多孔介質的流動過程。

①流體通過多孔介質的流動屬於極慢流動，即滲流流動。有兩個影響因素，一是宏觀的流體力學因素，二是微觀物理化學因素。

②懸浮液中的固體粒五是連續不斷地沉積在介質內部孔隙中或介質表面上的，因而在過濾過程中過濾阻力不斷增加。

4）過濾的分類：分為兩大類，分別為：濾餅過濾和深層過濾，濾餅過濾應用表面過濾機，深層過濾時，固體粒子被截留於介質內部的孔隙中。

5）濾餅過濾和深層過濾：

①濾餅過濾通常濃度較高的懸浮液，其體積濃度常高於1%。如果在料漿中添加絮凝劑，一些低濃度的懸浮液也可採用濾餅過濾。

②深層過濾多從很稀的懸浮液中分離出微細固體顆粒，故通常用於液體的凈化。在效率相近的情況下，深層過濾器的起始壓力一般比表面過濾機高，且隨著所收集的顆粒增多其壓力降會逐漸增高。

6）過濾的目的：在於回收有價值的固相，或為獲得有價值的液相；或兩者兼而收之或兩者均作為廢物丟棄。

1、不可壓縮濾餅的過濾過程

（1）不可壓縮濾餅的過濾過程

不可壓縮濾餅：過濾時，流過濾餅的液體通過表面的運量傳給固體顆粒的一個曳應力，該力通過點接觸的顆粒向前傳遞並沿流動方向逐漸積累。若濾餅結構在此累積的曳應力的作用下顆粒不相互錯動，濾餅的孔隙度不產生變化，則稱這種濾餅為不可壓縮濾餅。

工業上可壓縮濾餅的原因：①料漿中實際上很少存在的單個顆粒，而常存在著程度不同的聚團，聚團界面承受不了液體的曳應力而使濾餅變形；②-10μm顆粒表面幾乎均有鹽膜，鹽膜在流體作用下會產生變形；③固體顆粒在凝聚劑或絮凝劑作用下形成的凝聚體或絮團僅具很小的抗剪切性能，在液體作用下極易產生形變。

⑦ 泵用過濾器的工作原理

工作抄原理
過濾器待處理的水由入襲水口進入機體，水中的雜質沉積在不銹鋼濾網上，由此產生壓差。通過壓差開關監測過濾器出水口壓差變化，當壓差達到設定值時，電控器給水力控制閥，驅動電機信號，引發下列動作：電動機帶動刷子旋轉，對濾芯進行清洗，同時控制閥打開進行排污，整個清洗過程只需持續數十秒鍾，當清洗結束時，關閉控制閥，電機停止轉動，系統恢復至其初始狀態，開始進入下一個過濾工序。
泵用過濾器主要由主管、支管、濾筒、法蘭、法蘭蓋及緊固件等組成，當流體通過主管進入濾筒後，固體雜質顆粒被阻擋在濾筒內，而潔凈的流體通過濾筒由過濾器出口排出。當需要清洗時，旋開支管底部螺塞，排凈流體，拆卸法蘭蓋，取出濾筒，清洗後重新裝入即可，因而廣泛應用於石油、化工、污水等方面的過濾。

泵用過濾器也叫底閥，一端有過濾網，一般用在水泵吸水口防止雜質進入水泵損壞水泵配件，同時在水泵停機的時候可以保持水泵內的水不倒流，避免了再次啟動水泵時需要灌水排氣的問題。