过滤基本原理..
水的过滤实验科学原理
水的过滤实验科学原理
水的过滤实验基于物理原理和化学原理。
以下是一些常见的科学原理：
1. 物理过滤：物理过滤是通过使用过滤介质来分离混合物中的固体颗粒。
常见的过滤介质包括滤纸、沙子、砾石等。
这些介质具有不同的孔隙大小，可以阻止较大的颗粒通过，使水中的固体颗粒被留下。
2. 吸附：吸附是指物质吸附在固体表面的过程。
活性炭是一种常用的吸附剂，它能吸附水中的有机物、氯气、重金属等污染物质。
3. 化学沉淀：化学沉淀是通过添加化学试剂使溶液中的杂质形成不溶性沉淀，从而达到分离的目的。
例如，添加氯化钙可以使水中的硬度离子（如钙离子和镁离子）形成不溶性的碳酸钙和碳酸镁沉淀。
4. 杀菌消毒：消除水中的细菌、病毒和其他微生物是保证水质安全的重要步骤。
常用的杀菌消毒方法包括紫外线照射、氯消毒、臭氧消毒等。
在水的过滤实验中，可以结合使用以上的原理，根据实验需求选择适当的方法和材料来净化水质。
净水器的过滤原理
净水器的过滤原理净水器是一种可以去除水中杂质、污染物和细菌的设备，能够提供清洁、安全的饮用水。
净水器主要通过过滤、吸附、反渗透等方式进行水质的处理，下面详细介绍几种常见的净水器过滤原理。
1. 筛网过滤筛网过滤是净水器最基本的过滤原理，净水器中的筛网主要是通过网眼的大小来阻挡悬浮物、泥沙等较大的杂质。
这种过滤原理常用于家用净水器中的初级过滤环节，能够有效去除水中的大颗粒杂质，改善水质。
2. 颗粒吸附颗粒吸附是净水器中常用的一种过滤原理，通过吸附剂吸附水中的杂质。
常见的吸附剂包括活性炭、陶瓷过滤器等。
活性炭的表面积大，孔隙结构丰富，能够吸附水中的有机物、重金属离子等，有效去除异味、余氯等污染物。
陶瓷过滤器由于其微孔结构能够阻截微小颗粒和细菌，因此也常用于家用净水器中。
3. 反渗透反渗透是一种高效的净水技术，通过半透膜将水中的溶解物质、微生物等截留下来。
反渗透膜具有非常小的孔隙，可以将水中的离子、微生物、有机物等几乎完全截留下来，从而获得高纯度的水。
反渗透技术广泛应用于商用和家用净水器中，可以去除悬浮物、微生物、重金属、硬度等多种污染物，提供安全、纯净的饮用水。
4. 紫外线消毒紫外线消毒是一种物理灭菌的方式，通过紫外线照射水中的微生物，破坏其DNA 结构，使其无法繁殖和生长，从而达到杀菌消毒的目的。
紫外线消毒技术常用于家用净水器中，能够去除水中的细菌、病毒等微生物的污染，提供更安全的饮用水。
综上所述，净水器主要通过筛网过滤、颗粒吸附、反渗透和紫外线消毒等多种方式进行水质处理。
不同的净水器可能采用不同的过滤原理，根据水质的不同以及用户的需求，选择适合的净水器能够提供清洁、安全的饮用水。
过滤的原理
过滤的原理过滤的原理过滤是指对一定范围内的物质进行筛选或分离，以达到特定目的的技术手段。
在现代社会中，过滤技术已经广泛应用于工业生产、环境保护、水处理等领域。
本文将详细介绍过滤的原理。
一、过滤的概念过滤是指将混合物中所需要分离出来的物质通过某种方式从混合物中分离出来，达到纯化目的的一种技术手段。
它是根据物质在不同介质中流动时所受到的阻力不同而实现分离的。
二、过滤器为了实现对混合物中某种特定物质进行分离，需要使用专门设计制造的设备——过滤器。
通常情况下，一个完整的过滤器由四个部分组成：进料口、出料口、过滤介质和支撑网。
1. 进料口：进料口是指将待处理混合物输入到过滤器内部进行处理的接口。
2. 出料口：出料口则是指将经过处理后被筛选出来或者剩余下来未被筛选掉的混合物从内部输出到外部去。
3. 过滤介质：过滤介质是过滤器内部用来进行筛选的物质，通常是一种多孔的材料，可以通过其孔径大小来控制被筛选物质的大小。
4. 支撑网：支撑网则是指将过滤介质固定在过滤器内部的支架结构，通常由金属或塑料制成。
三、过滤原理过滤原理主要是基于混合物中不同物质之间的相对大小和形状差异，利用筛选材料对混合物进行分离。
具体而言，可以分为以下几个步骤：1. 混合物进入过滤器：混合物经由进料口输入到过滤器内部。
2. 通过支撑网：混合物通过支撑网进入到过滤介质中进行筛选。
3. 筛选：在经过多孔材料的筛选作用下，不同大小和形状的颗粒会受到不同程度的阻力。
大颗粒会被截留在多孔材料上方，而小颗粒则会穿透多孔材料被保留在下方。
4. 输出：经过筛选后被保留在下方的小颗粒会通过出料口输出到外部去，而被截留在多孔材料上方的大颗粒则可以被收集或者直接排放。
四、过滤介质过滤介质是过滤器内部用来进行筛选的物质，通常是一种多孔的材料。
根据不同的应用场景和要求，可以选择不同的过滤介质。
下面介绍几种常见的过滤介质：1. 纸质过滤器：纸质过滤器通常由纸浆制成，具有较高的吸附性和可降解性，适用于食品加工、医药等领域。
过滤的基本原理
过滤的基本原理过滤是指根据特定的条件或标准，将某些物质或信息从混合物中分离出来的过程。
在日常生活中，我们经常会遇到各种各样的过滤现象，比如水龙头中的过滤网能够过滤掉水中的杂质，空气净化器能够过滤空气中的颗粒物等。
而在工业生产和科学研究中，过滤更是一个至关重要的步骤，它能够帮助我们获取纯净的物质和准确的信息。
那么，过滤的基本原理是什么呢？首先，过滤的基本原理是依靠物质的特性进行分离。
不同的物质具有不同的特性，比如大小、形状、重量、化学性质等，这些特性决定了物质在过滤过程中的行为。
通过合理地利用这些特性，我们可以设计出适合特定目的的过滤方法，从而实现对混合物的分离。
其次，过滤的基本原理是依靠过滤介质的作用进行分离。
过滤介质是指用来分离混合物的物质，它可以是固体、液体或气体，也可以是多孔材料、纤维网格或化学药剂等。
通过选择合适的过滤介质，我们可以根据混合物的特性和要求，实现对混合物中不同成分的有效分离。
再次，过滤的基本原理是依靠外力的作用进行分离。
在过滤过程中，通常需要借助外力，如重力、压力、离心力等，来促使混合物通过过滤介质，从而实现分离的目的。
这些外力的作用能够有效地推动混合物中的不同成分，使其按照特定的规律通过过滤介质，最终实现分离。
最后，过滤的基本原理是依靠过滤设备的设计和操作进行分离。
过滤设备是指用来进行过滤操作的工具和设备，如过滤器、离心机、膜分离设备等。
通过合理地设计和操作这些设备，我们可以实现对不同混合物的高效分离，从而获得我们想要的纯净物质和准确信息。
总之，过滤的基本原理是多方面的，它涉及物质特性、过滤介质、外力作用和过滤设备等多个方面。
只有充分理解和应用这些基本原理，我们才能够更好地进行过滤操作，获得我们想要的结果。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解过滤的基本原理，为实际应用提供一定的参考和指导。
化工原理过滤
化工原理过滤
化工原理中的过滤操作是一种常见的分离技术，常用于固液分离或浓缩溶液中的悬浮物。
过滤的基本原理是利用过滤介质的孔隙来阻挡固体颗粒，使液体通过，从而实现固液分离。
过滤可以通过不同的方法进行，常见的有压力过滤、真空过滤和重力过滤等。
压力过滤是利用外部压力将液体推动通过过滤介质，真空过滤则是利用负压将液体吸附并通过过滤介质，而重力过滤则是利用重力将液体逐渐通过过滤介质。
在过滤过程中，过滤介质的选择十分重要。
通常选择具有一定孔隙大小和孔隙分布的过滤介质，以阻挡固体颗粒的同时保证液体的通过。
过滤介质可以是多种形式，如滤纸、滤布、滤板等。
滤纸是一种常见的过滤介质，具有不同的过滤速度和过滤精度。
滤布和滤板则常用于需要更高的过滤精度和更长使用寿命的场合。
在过滤过程中，还可以采用一些辅助设备来提高过滤效果。
常见的辅助设备包括搅拌装置、加热装置和冷却装置等。
搅拌装置可以通过搅拌将固体颗粒更好地分散在液体中，加快过滤速度；加热装置和冷却装置则可以改变液体的温度，提高过滤效果。
需要注意的是，在进行过滤操作时，要根据具体情况选择适当的过滤方式、过滤介质和辅助设备。
同时，要根据固液分离的要求和液体性质进行操作，并进行必要的控制和调整，以获得满意的过滤效果。
过滤基本原理
第二节过滤一过滤基本原理1．过滤过滤是在外力作用下，使悬浮液中的液体通过多孔介质的孔道，而悬浮液中的固体颗粒被截留在介质上，从而实现固、液分离的操作。
说明①其中多孔介质称为过滤介质；所处理的悬浮液称为滤浆；滤浆中被过滤介质截留的固体颗粒称为称为滤饼或滤渣；通过压力2①②③④3（1一侧，在过滤操作的开始阶段，会有部分小颗粒进入介质孔道内，并可能穿过孔道而不被截留，使滤液仍然是混浊的。
随着过程的进行，颗粒在介质上逐步堆积，形成了一个颗粒层，称为滤饼。
在滤饼形成之后，它便成为对其后的颗粒起主要截留作用的介质。
因此，不断增厚的滤饼才是真正有效的过滤介质，穿过滤饼的液体则变为澄清的液体。
（2）深层过滤：此时，颗粒尺寸比介质孔道的尺寸小得多，颗粒容易进入介质孔道。
但由于孔道弯曲细长，颗粒随流体在曲折孔道中流过时，在表面力和静电力的作用下附着在孔道壁上。
因此，深层过滤时并不在介质上形成滤饼，固体颗粒沉积于过滤介质的内部。
这种过滤适合于处理固体颗粒含量极少的悬浮液。
4．滤饼的可压缩性和助滤剂滤饼的可压缩性是指滤饼受压后空隙率明显减小的现象，它使过滤阻力在过滤压力提高时明显增大，过滤压力越大，这种情况会越严重。
另外，悬浮液中所含的颗粒都很细，刚开始过滤时这些细粒进入介质的孔道中会将孔道堵死，即使未严重到这种程度，这些很细颗粒所形成的滤饼对液体的透过性也很差，即阻力大，使过滤困难。
为解决上述两个问题，工业过滤时常采用助滤剂。
二过滤设备1．板框过滤机（1）结构与工作原理：由多块带凸凹纹路的滤板和滤框交替排列于机架而构成。
板和框一般滤饼，2（位1—2—3（显然，相同。
（2率低。
2（1）结构与工作原理：叶滤机由许多滤叶组成。
滤叶是由金属多孔板或多孔网制造的扁平框架，内有空间，外包滤布，将滤叶装在密闭的机壳内，为滤浆所浸没。
滤浆中的液体在压力作用下穿过滤布进入滤叶内部，成为滤液后从其一端排出。
过滤完毕，机壳内改充清水，使水循着与滤液相同的路径通过滤饼进行洗涤，故为置换洗涤。
过滤的基本概念
滤饼阻力Rc
Rc
单位过滤面积上干滤饼的质量
过滤基本方程式
（4）基本过滤方程
由达西定律有
dV Ap
dt
由于
p pc pm
得出常用的过滤基本方程
p
c
A2
V
dV dt
A
Rm
dV dt
滤饼过滤方程式的几种形式
（1）恒压过滤 Δp一定, 过滤阻力↑, u↓
对过滤方程积分，其边界条件为: T=0，V=0;T=t，v=V
悬浮液
过滤介质
滤液
深层过滤
过滤基本方程式
(1) 达西定律
p dV
L kA dt
式中 dV为时间微元dt内的滤液体积, 即dV/dt=q
P为压差；
L为颗粒床层的厚度；
为流体粘度
A为颗粒床层的截面积
过滤基本方程式
（2）滤饼的比阻（m/kg）
1 k C s
k为渗透率（m2） C为滤饼固体颗粒体积分数
过滤推动力 : 重力、离心力、压力差。
化工生产上常用压差作推动力, 压差有可调性。
(2) 过滤介质 要求: 具有多孔性，足够的机械强度。 ① 丝织物品: 棉、麻、合纤、金属网(滤布、滤纸)； ② 多孔性固体介质: 多孔塑料； ③ 堆积介质: 砂、木炭、石棉粉等。
过滤的基本概念
(3) 滤饼的压缩性 不可压缩滤饼: 推动力↑时，滤饼的孔隙率ε不变；阻力 随厚度↑； 可压缩滤饼: 推动力↑时，ε↓，阻力急剧↑ 。
(4) 过滤过程特点 ▲ 服从流体经过固定床的流动规律 ▲ 随过滤进行, 床层厚度↑, 过滤阻力↑
过滤的基本概念
（5） 滤饼的洗涤 目的: 回收滤饼中残留的滤液，或除去滤饼中可溶性杂 ；
过滤基本原理
过滤基本原理 The manuscript was revised on the evening of 2021第二节 过 滤一 过滤基本原理1．过滤过滤是在外力作用下，使悬浮液中的液体通过多孔介质的孔道，而悬浮液中的固体颗粒被截留在介质上，从而实现固、液分离的操作。
说明①其中多孔介质称为过滤介质；所处理的悬浮液称为滤浆；滤浆中被过滤介质截留的固体颗粒称为称为滤饼或滤渣；通过过滤介质后的液体称为滤液。
②驱使液体通过过滤介质的推动力可以有重力、压力（或压差）和离心力；③过滤操作的目的可能是为了获得清净的液体产品，也可能是为了得到固体产品。
④洗涤的作用：回收滤饼中残留的滤液或除去滤饼中的可溶性盐。
2．过滤介质过滤介质起着支撑滤饼的作用，并能让滤液通过，对其基本要求是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。
工业上常见的过滤介质：①织物介质：又称滤布，是用棉、毛、丝、麻等天然纤维及合成纤维织成的的织物，以及由玻璃丝或金属丝织成的网。
这类介质能截留颗粒的最小直径为m μ65~5。
织物介质在工业上的应用最为广泛。
②堆积介质：由各种固体颗粒（砂、木碳、石棉、硅藻土）或非纺织纤维等堆积而成，多用于深床过滤中。
③多孔固体介质：具有很多微细孔道的固体材料，如多孔陶瓷、多孔塑料、多孔金属制成的管或板，能拦截m μ3~1的微细颗粒④多孔膜：用于膜过滤的的各种有机高分子膜和无机材料膜。
广泛使用的是醋酸纤维素和芳香酰胺系两大类有机高分子膜。
可用于截留m μ1 以下的微小颗粒。
3．深层过滤和滤饼过滤（1）滤饼过滤：悬浮液中颗粒的尺寸大多都比介质的孔道大。
过滤时悬浮液置于过滤介质的一侧，在过滤操作的开始阶段，会有部分小颗粒进入介质孔道内，并可能穿过孔道而不被截留，使滤液仍然是混浊的。
随着过程的进行，过滤介质滤 饼滤 浆颗粒在介质上逐步堆积，形成了一个颗粒层，称为滤饼。
在滤饼形成之后，它便成为对其后的颗粒起主要截留作用的介质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 微米 (um) 等于:
定义
微米
10－6 米 ＝10－3 毫米
3.9×10 -5 英寸
又称 "micron"
eaton
Filtration.Separation.Solution.
膜 类型
定义
过滤 / 分离范围
纳滤
反渗透
过滤工艺范围
微滤 超滤
Cl滤oth布&和D深e层pt过h F滤il器ters
eaton
Filtration.Separation.Solution.
直接拦截
不规则形状的搭桥
eaton
Filtration.Separation.Solution.
直接拦截
多个小颗粒的搭桥
eaton
Filtration.Separation.Solution.
定义
滤饼
拦截在过滤器表面的颗粒堆积成颗粒层 当过滤器表面完全被一个厚的颗粒层所覆盖时，所
吸附
表面作用
eaton
Filtration.Separation.Solution.
液体过滤的辅助方式
Zeta 正电势: 滤材所带的正电荷捕捉带负电的污染物
絮凝: 添加高分子电解质 (例如淀粉) 使细颗粒 凝聚成 较大的颗粒进而形成滤饼
助滤剂: 添加助滤剂 (例如：硅藻土) 以形成滤饼
eaton
100 um
定义
小颗粒的相对尺寸
80 人发直径
60
40 裸眼可见最小颗粒
20
花粉
10
8.0 红细胞
沙雷氏菌
6.0 酵母和真菌 5.0
假单胞菌
4.0 um 3.0 2.0 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4 0.3
eaton
Filtration.Separation.Solution.
小颗粒的相对尺寸
惯性撞击
当流经过滤介质时流体必须沿弯曲通道行进，这 将增加过滤机制的有效性。
eaton
Filtration.Separation.Solution.
惯性撞击
停留的颗粒减小了滤孔孔径
eaton
Filtration.Separation.Solution.
惯性撞击
eaton
Filtration.Separation.Solution.
eaton
Filtration.Separation.Solution.
直接拦截
颗粒大于孔径
eaton
Filtration.Separation.Solution.
直接拦截
绝对截留 - 颗粒被捕获在滤材纤维之间形成的孔中
eaton
Filtration.Separation.Solution.
直接拦截
Filtration.Separation.Solution.
惯性撞击
eaton
Filtration.Separation.Solution.
惯性撞击
当流体改变运动方向时，惯性使颗粒撞击到滤材 表面并由于吸附力而停留
eaton
Filtration.Separation.Solution.
eaton
Filtration.Separation.Solution.
直接拦截
当颗粒大于流道孔径时即被该结构去除
容污能力可以用弯曲结构提高 筛网无此作用
eaton
Filtration.Separation.Solution.
直接拦截
通过搭桥作用，尺寸小于滤孔的颗粒也可被 拦截
不规则形状的颗粒 / 方向性 多个颗粒同时撞击到同一个滤孔
惯性撞击
颗粒被机械拦截或被吸附拦截
在气体中比在液体中更有效.
对大于 0.5 - 1.0 微米的颗粒很有效.
eaton
Filtration.Separation.Solution.
吸附
拦截尺寸小于滤孔的颗粒
由于:
表面相互作用 电荷不同
范德华力(Van der Waals)
eaton
Filtration.Separation.Solution.
过滤机理
eaton
Filtration.Separation.Solution.
三种过滤机制
直接拦截 惯性撞击 扩散拦截
eaton
Filtration.Separation.Solution.
直接拦截
液体中的基本过滤机制
本质是一种筛分效应，机械拦截颗粒
例如：一种简单的筛网可以拦截尺寸 大于其孔径的颗粒
Ba细ct菌eria
辐At射om原i子c Radii
Prote蛋in白/ E/n酶zymes
颗粒尺寸 10-4
10-3
10-2
10-1
1.0
10
103
( 微米)
平均分子量 100
200
20,000
500,000
S沙an粒d
Hum人an发Hair
102
eaton
Filtration.Separation.Solution.
eaton
Filtration.Separation.Solution.
过滤原理
eaton
Filtration.Separation.Solution.
定义
过滤
利用有孔介质从流体(液体或气体)中除去污染物
孔
污染流体 (进料液，上游)
洁净流体 (滤出液，下游)
滤材
eaton
Filtration.Separation.Solution.
Filtration.Separation.Solution.
Zeta 正电势
Zeta 正电势是颗粒在水溶液中 表面产生的 动电学吸引力 (电荷)
Scree筛n网s &和S滤tr网ainers
普通污染物 的相对尺寸
Latex E乳m胶ulsions
金属离子
VOC抯, PCD, Susp. Oil
不溶有机物 可可溶盐类类
Oil E油m乳ul剂sions Re红d 细Bl胞ood
Cells
V病ir毒us
Pai油nt漆P颜igm料ent
Ca碳rb粒on Black
谓的“滤饼”即已形成了。 滤饼颗粒间的孔隙亦如同一种过滤器，对细颗粒的
拦截效率通常由此而提高
eaton
Filtration.Separation.Solution.
惯性撞击
尺寸小于滤材孔径的颗粒的辅助拦截方式
流体携带的颗粒由于质量和线速度而具有直线 运 动的惯性
颗粒离开流体主流而撞击到滤材上
铅笔墨点 (40 um)
大硅胶颗粒 (20 um)
红细胞(7mm)
典型细菌 (0.2mm)
酵母细胞 (3 um)
eaton
Filtration.Separation.Solution.
过滤器的功能
一个过滤器的功能是从一种流体(液体 或气体)中去除污染物以使达到所需的
流体洁净度水平
eaton
Filtration.Separation.Solution.