水处理的过滤原理以及操作方式

水处理的过滤原理以及操作方式原水的水质很复杂，需要经过一系列的过滤步骤才能得到所需要的水质，所以水处理的过滤过程是必要的。

过滤是利用某种多孔介质对悬浮液进行分离的操作。工作时，在外力作用下，悬浮液中的液体通过介质的孔道流出，固体颗粒被截留，从而实现分离。一般将待过滤的悬浮液称为滤浆;所采用的多孔介质称为过滤介质;通过介质孔道的液体称为滤液;被截留的固体物称为滤饼或滤渣。

过滤操作的推动力是过滤介质上下游两侧的压力差，产生压力差的方法有以下几种：

①利用滤浆自身的压头;

②在滤浆表面加压;

③在过滤介质的下游一侧抽真空

④利用惯性离心力。

过滤操作根据作用原理可分为两类：

①筛析过滤过滤介质的孔目数小于固体颗的直径，依靠筛析作用将固体颗粒从悬浮液中除去。

筛析过滤在过滤初期细小颗粒流出，滤液比较混浊。随着饼层的形成和加厚，滤液逐渐变清。由于筛孔逐渐受堵，过滤速度呈降低趋势。过滤过程当滤饼层形成，筛析作用便由饼层产生，过滤介质失去筛析作用，只起支撑饼层的作用，称饼层过滤。

②吸附过滤(深床过滤)：过滤介质的网孔目数大于固体颗粒的直径，固体颗粒进入过滤介质孔道后被介质表面所吸附。

实际生产中，筛析和吸附同时作用，吸附过滤介质截留较大颗粒;筛析过滤介质饼层可以吸附较小颗粒。

二、过滤介质和助滤剂

常用的过滤介质有以下类型：

①织物介质，如工业滤布，金属丝网等;

②粒状介质，如珍珠岩粉，纤维素，硅藻土等;

③固体纸板，如脱色木质纸板，合成纤维板等;

④过滤膜，由纤维素和其它聚合物构成。 粒状介质是作为助滤剂预涂于织物介质表面使用，用于粗滤;固体纸板介质多用于半精滤及精滤;过滤膜介质用于精滤及超精滤。

助滤剂将某些坚硬的粒状物预涂于过滤介质表面或添加于滤浆中，以形成较为坚硬而松散的滤饼，使滤液能够顺利通过，这种粒状物称为助滤剂。对助滤剂的要求：助滤剂是一种坚硬，疏松结构的粉状或纤维状的固体，能形助滤剂应能较好地悬浮于料液中，颗粒大小合适，不含可溶于滤液的物质。

常用的助滤剂有硅藻土，纤维素等。

使用助滤剂的目的：防止过滤介质孔道堵塞，或降低滤饼的过滤阻力。

加助滤剂和方法有预涂法和预混法。

葡萄酒生产中过滤操作使用的助滤剂主要是硅藻土和纤维素。硅藻土是水生植物硅藻的化石，由古生物积沉岩硅藻的遗骸构成。其主要成分为SiO2(占85-90%)，呈灰白色粉末，粒度一般为30-40μm，最小为2μm，最大为300-400μm，比重为

0.31-0.7.

离子交换与反渗透技术的比较：

离子交换与反渗透相比具有投资成本低的优势

离子交换设备占地一般反渗透设备要小

在原水水质低于200uS/CM时其运行成本也低于反渗透系统原水电导率高于500uS/CM时其运行成本会比较高

离子交换器交换饱合后需要用酸、碱进行再生

反渗透不需酸碱再生，无环保问题

反渗透产水稳定性比较好

反渗透操作简单

反渗透在适合高盐份(电导率)的水

其主要特性为：

主要成分为SiO2，化学稳定性好。不溶于除氢氟酸以外的任何强酸，能溶于苛性碱。对不同浓度及不同温度的滤浆均可适用; 作为助滤剂使用时，可获得较高的过滤速度和理想的澄清度。硅藻土具有无数的小孔和复孔，其孔隙率为80-90%，这就为截留固体颗粒提供了较大的空间。加之骨架坚硬，形成的滤饼基本具有不可压缩的特点，在压力变化的情况下仍能基本保持疏松多孔状态，过滤阻力小，可获得较高的过滤速度及理想的澄清度;

过滤操作的方式

恒压过滤 过滤操作是在恒定的压差下进行，称为恒压过滤。恒压过滤是最常用的过滤方式，过滤过程中，随着饼层的不断增厚，阻力增加大，因压差不变，过滤速度将逐渐降低。

恒速过滤 过滤操作在恒定的速度下进行，称为恒速过滤。随着过滤时间的持续，饼层厚度增加，阻力增大，过滤压差随时间的持续呈直线增长。过滤设备的耐压能力有限，压力不能太高。对可压缩滤饼，压力的过度升高并不能使速度提高，相反会造成过滤终止。

先恒速后恒压过滤 这种过滤方式是开始先以较低的速度

进行恒速过滤，以免压力过早升高形成流道堵塞，当压力升高到给定值后再采用恒压过滤。采用定量泵，过滤初期保持恒定速度，随着时间的持续，泵出口压力升高，若此压力升至能使支路阀自动开启的设定值时，支路打开，部分滤浆返回泵入口，进入压滤机的滤浆减少，压滤机入口压力维持恒定，由此开始恒压过滤。

影响过滤速度的因素

①滤浆的粘度粘度越大，过滤阻力越大，过滤速度越小;

②滤饼厚度滤饼厚度越大，阻力越大，过滤速度越小。当厚度达到一定程度会使过滤终止; ③滤饼性质不可压缩滤饼的颗

粒坚硬，滤液通过的流道不会因压力的增大而变小，阻力基本保持不变，或随过滤时间的持续阻力增加很慢，过滤速度基本随压力的升高按比例增大;小颗粒在较大压力作用下会堵塞孔道，故过滤初期压力不能太大，避免流道过早地堵塞。

安装滤油器在液压系统中的安装位置通常有以下几种：

(1)要装在泵的吸油口处：

泵的吸油路上一般都安装有表面型滤油器，目的是滤去较大的杂质微粒以保护液压泵，此外滤油器的过滤能力应为泵流量的两倍以上，压力损失小于0.02MPa。

(2)安装在泵的出口油路上：

此处安装滤油器的目的是用来滤除可能侵入阀类等元件的污染物。其过滤精度应为10～15μm，且能承受油路上的工作压力和冲击压力，压力降应小于0.35MPa。同时应安装安全阀以防滤油器堵塞。

(3)安装在系统的回油路上：这种安装起间接过滤作用。一般与过滤器并连安装一背压阀，当过滤器堵塞达到一定压力值时，背压阀打开。

(4)安装在系统分支油路上。

(5)单独过滤系统：大型液压系统可专设一液压泵和滤油器组成独立过滤回路。