离心分离与过滤
溶液与沉淀的分离方法有3种倾析法、过滤法和离心分离法
溶液与沉淀的分离方法有3种：倾析法、过滤法和离心分离法。
（1）倾析法当沉淀的密度较大或结晶的颗粒较大，静置后能沉降至容器底部时，可用倾析法进行沉淀的分离和洗涤。
具体作法是把沉淀上部的溶液倾入另一容器内，然后往盛着沉淀的容器内加入少量洗涤液，充分搅拌后，沉降，倾去洗涤液。
如此重复操作3遍以上，即可把沉淀洗净，使沉淀与溶液分离。
（2）过滤法分离溶液与沉淀最常用的操作方法是过滤法。
过滤时沉淀留在过滤器上，溶液通过过滤器而进入容器中，所得溶液叫做滤液。
过滤方法共有3种：常压过滤、减压过滤和热过滤。
1）常压过滤此法最为简便和常用，使用玻璃漏斗和滤纸进行过滤。
按照孔隙的大小，滤纸可分为快速、中速和慢速3种。
快速滤纸孔隙最大。
过滤时，把圆形滤纸或四方滤纸折叠成4层（方滤纸折叠后还要剪成扇形）。
然后将滤纸撕去一角，放在漏斗中①。
滤纸的边缘应略低于漏斗的边缘。
用水润湿滤纸，并使它紧贴在玻璃漏斗的内壁上。
这时如果滤纸和漏斗壁之间仍有气泡，应该用手指轻压滤纸，把气泡赶掉，然后向漏斗中加蒸馏水至几乎达到滤纸边。
这时漏斗颈应全部被水充满，而且当滤纸上的水已全部流尽后，漏斗颈中的水柱仍能保留。
如形不成水柱，可以用手指堵住漏斗下口，稍稍掀起滤纸的一边，向滤纸和漏斗间加水，直到漏斗颈及锥体的大部分全被水充满，并且颈内气泡完全排出。
然后把纸边按紧，再放开下面堵住出口的手指，此时水柱即可形成。
在全部过滤过程中，漏斗颈必须一直被液体所充满，这样过滤才能迅速。
过滤时应注意以下几点：调整漏斗架的高度，使漏斗末端紧靠接受器内壁。
先倾倒溶液，后转移沉淀，转移时应使用搅棒。
倾倒溶液时，应使搅棒指向3层滤纸处。
漏斗中的液面高度应低于滤纸高度的2/3。
如果沉淀需要洗涤，应待溶液转移完毕，用少量洗涤剂倒入沉淀，然后用搅棒充分搅动，静止放置一段时间，待沉淀下沉后，将上方清液倒入漏斗，如此重复洗涤两三遍，最后把沉淀转移到滤纸上。
2）减压过滤此法可加速过滤，并使沉淀抽吸得较干燥，但不宜过滤胶状沉淀和颗粒太小的沉淀，因为胶状沉淀易穿透滤纸，颗粒太小的沉淀易在滤纸上形成一层密实的沉淀，溶液不易透过，循环水真空泵使吸滤瓶内减压，由于瓶内与布氏漏斗液面上形成压力差，因而加快了过滤速度。
分离固体和液体常用方法
分离固体和液体常用方法1. 过滤（Filtration）：过滤是将固体与液体分离的最基本方法之一、它利用纸张、滤纸、网状材料等作为过滤介质，将固体颗粒阻挡在过滤介质上，只允许液体通过。
过滤适用于固体颗粒较大，液体与固体之间没有化学反应的情况。
常见的过滤操作包括重力过滤、真空过滤和压力过滤。
2. 沉淀与离心（Precipitation and Centrifugation）：如果固体以形成沉淀的形式存在于液体中，可以通过沉淀和离心来分离固体和液体。
首先，在液体中加入沉淀剂，使固体形成沉淀。
然后，通过离心将液体与沉淀分离。
离心是利用离心机产生的离心力，使得沉淀在管底沉淀下来，而液体则留在上层。
3. 蒸发（Evaporation）：蒸发是通过加热将液体转变为气体，从而使固体与液体分离的方法。
将混合物放入容器中，通过加热使液体蒸发，从而使固体残留在容器中。
这种方法适用于固体与液体之间的沸点差异较大的情况。
4. 结晶（Crystallization）：结晶是通过溶解固体和液体之间的化学键，使固体从液体中析出的方法。
首先，在溶剂中溶解固体，形成饱和溶液。
然后，通过调节溶剂温度或者加入沉淀剂等措施，促使固体从溶液中析出。
5. 蒸馏（Distillation）：蒸馏是根据液体不同的沸点进行分离的方法。
混合物被加热，液体成分的沸点较低的首先转化为气体，然后通过冷凝器冷却恢复成液体形态。
蒸馏适用于液体混合物的分离，其中液体成分的沸点差异较大。
6. 萃取（Extraction）：萃取是利用两种不溶于彼此的溶剂，根据它们与待分离物不同的相互作用力选择性地提取出固体或液体的方法。
常见的有固体-液体萃取和液-液萃取。
固体-液体萃取是将待分离的固体与一种溶剂接触，由于不同溶剂对固体的溶解性不同，通过搅拌溶解后，再用适当的分离操作将固体与溶液分离。
液-液萃取是将待分离的两种液体溶液用两种不相溶的溶剂相接触，利用化学上两种溶剂的不同性质，将溶质从一个相转移到另一个相。
蛋白质纯化仪工作原理
蛋白质纯化仪工作原理引言：蛋白质是生物体内最基本的功能分子，对于生物研究和制药工业具有重要意义。
然而，从复杂的生物混合物中分离和纯化目标蛋白质是一项具有挑战性的任务。
为了解决这个问题，科学家们开发了蛋白质纯化仪，它可以利用不同的物理和化学性质对蛋白质进行选择性分离和纯化。
本文将介绍蛋白质纯化仪的工作原理。
一、离心分离蛋白质纯化仪的第一个步骤是通过离心分离来去除细胞碎片和细胞核等固态物质。
离心分离是利用离心力将混合物中的固体物质沉淀到底部，从而使上清液中的蛋白质得以分离。
蛋白质纯化仪通过调节离心速度和时间，使固态物质沉淀到离心管的底部，从而实现对蛋白质的初步纯化。
二、离子交换层析离子交换层析是蛋白质纯化仪中常用的一种技术，它利用蛋白质的电荷性质进行分离。
具体而言，离子交换层析是通过将混合物通过一根带有离子交换基团的柱子，使带电的蛋白质与柱子上的离子交换基团发生相互作用，从而实现蛋白质的分离。
不同的蛋白质具有不同的电荷性质，因此可以通过调节溶液的pH值和离子浓度等参数，实现对蛋白质的选择性分离。
三、亲和层析亲和层析是利用蛋白质与特定配体之间的特异性结合来进行分离的一种技术。
蛋白质纯化仪中常用的亲和层析方法包括金属螯合层析、抗体亲和层析等。
以金属螯合层析为例，当目标蛋白质具有与金属离子结合的能力时，可以通过在柱子上固定金属离子，使目标蛋白质与金属离子发生特异性结合，从而实现蛋白质的分离。
四、凝胶过滤凝胶过滤是一种根据蛋白质的分子大小进行分离的方法。
蛋白质纯化仪通过将混合物通过一根具有不同孔径大小的凝胶柱，使大分子的蛋白质不能进入凝胶内部，而小分子的蛋白质可以进入凝胶内部，从而实现对蛋白质的分离。
凝胶过滤是一种常用的蛋白质分离方法，它可以同时去除混合物中的小分子杂质，提高纯化效果。
结论：蛋白质纯化仪是一种用于分离和纯化蛋白质的重要工具。
它通过离心分离、离子交换层析、亲和层析和凝胶过滤等技术，实现对蛋白质的选择性分离和纯化。
第八章 过滤、离心与膜分离设备 3过滤设备
8.3 过滤设备
2．转鼓式真空过滤机的特点和应用范围 转鼓式真空过滤机结构简单，运转和维护保养容易，成 本低，可连续操作。压缩空气反吹不仅有利于卸除滤饼，也 可以防止滤布堵塞。但由于空气反吹管与滤液管为同一根管， 所以反吹时会将滞留在管中的残液回吹到滤饼上，因而增加 了滤饼的含湿率。 转鼓式真空过滤机适用于过滤各种物料，也适用于温度 较高的悬浮液，但温度不能过高，以免滤液的蒸汽压过大而 使真空失效。通常真空管路的真空度约为33kPa～86kPa。
8.3 过滤设备
图8-1 板框式过滤机
1－过滤板；2－滤框；3－洗涤板
8.3 过滤设备
在滤板的外缘有一个钮的称为过滤板，三个钮的称为洗涤 板，在滤框的外缘铸有两个钮。从图8-2可以看出，1是过滤板， 2是滤框，3是洗涤板。板和框是按照钮的记号1-2-3-21····的顺序排列的。
滤板和滤框的构造如图8-2所示。滤板表面上有棱状沟槽， 其边缘略微突起。在板、框和滤布的两个角都有小孔，它们组 合并压紧后即构成了供滤液和洗涤水流通的孔道。框的两侧覆 以滤布，空框和滤布围成了容纳滤浆和滤饼的空间。滤板的作 用有二：一是支撑滤布；二是滤液流出的通道。
8.3 过滤设备
图8-2 板框式过滤机的滤板和滤框构造
8.3 过滤设备
操作前，应将板、框和滤布按前述顺序排列，并转动机 头，将板、框和滤布压紧。操作时，悬浮液在压力下经悬浮 液通道和滤框的暗孔进入框内。滤液分别穿过两侧滤布，沿 板上沟槽流下，汇集于下端，经滤液出口阀流出。然后将滤 框和滤布洗净，重新装合，准备下一次过滤操作。但是，多 数情况滤饼装满后还需洗涤，有时还需压缩空气吹干。所以， 板框式过滤机的一个工作周期包括装合，过滤，洗涤（吹 干），去饼，洗净等过程。过滤和洗涤过程的情况见图8-3。
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。
离心式过滤器工作原理
离心式过滤器工作原理离心式过滤器工作原理1. 简介离心式过滤器是一种常用于液体和气体过滤的设备，其工作原理是通过离心力将悬浮在流体中的固体颗粒分离出来。
它广泛应用于工业和生活中，用于去除杂质、保护设备以及提高产品质量。
2. 分离原理离心式过滤器利用离心力的作用将流体中的固体颗粒分离出来。
具体分离过程如下：原理简述1.流体经过进料口进入离心式过滤器。
2.流体在过滤器内形成旋转运动。
3.固体颗粒由于惯性作用受到离心力的作用，向离心式过滤器的壁面移动。
4.固体颗粒在壁面上堆积，形成过滤膜。
5.过滤膜逐渐增厚，将固体颗粒完全隔离在壁面之外。
6.清洗喷头通过水或气体冲洗固体颗粒，使其从壁面上脱落。
7.经过过滤的流体从出料口排出。
离心力的作用离心力是离心式过滤器分离固体颗粒的主要力量。
离心力的大小取决于以下因素：•流体的速度：流体速度越快，离心力越大。
•过滤器的结构：过滤器内部的设计可以改变流体流动的轨迹，从而增强离心力的作用。
•固体颗粒的密度和尺寸：密度高、尺寸大的固体颗粒受到离心力的作用更明显。
3. 应用领域离心式过滤器广泛应用于各个行业，包括但不限于以下领域：化工工业在化工生产过程中，离心式过滤器可用于去除悬浮在溶液中的固体颗粒、分离液体混合物以及提取有机物等。
食品工业离心式过滤器在食品行业中常用于澄清果汁、酒类以及提取食品添加剂等。
制药工业在制药过程中，离心式过滤器可以去除药物中的杂质、分离混合物以及回收溶剂等。
环保工业离心式过滤器可以用于处理工业废水、废气中的固体颗粒，达到净化环境的目的。
4. 总结离心式过滤器利用离心力将悬浮在流体中的固体颗粒分离出来，具有简单、高效的特点。
它在各个行业中都发挥着重要的作用，帮助提高产品质量、保护设备和保护环境。
随着科技的不断发展，离心式过滤器的设计和应用也在不断创新和完善，为我们的工作和生活带来了更多的便利和效益。
5. 常见问题解答离心式过滤器与其他过滤器有何区别？离心式过滤器与其他过滤器的主要区别在于工作原理。
物质过滤分离操作方法
物质过滤分离操作方法物质过滤分离是一种常见的物理分离方法，用于将混合物中的固体颗粒或悬浮物从溶质或溶液中分离出来。
下面将介绍几种常见的物质过滤分离操作方法。
1. 普通过滤法：普通过滤法是最简单常见的过滤分离方法。
一般用漏斗、过滤纸或滤网进行操作。
首先，将需要过滤的混合物倒入漏斗中，漏斗上方覆盖过滤纸或滤网，然后缓慢倒入溶剂或溶液，溶液通过过滤纸或滤网，而固体颗粒则被截留住。
通过使用不同孔径的过滤纸或滤网，可以分离出不同粒径的颗粒。
2. 真空吸滤法：真空吸滤法是通过利用负压差进行过滤分离的方法。
操作时，将过滤设备置于一个过滤瓶内，配合真空泵进行操作。
首先将混合物倒入设备中，并将设备连接到真空泵的排气口。
打开真空泵，产生负压差，溶液被抽滤过滤装置中，而固体颗粒沉积在滤纸或滤网上。
3. 蒸发结晶法：蒸发结晶法是一种通过控制溶液中溶质浓度进行分离的方法。
当我们有一个溶解度高的溶液时，希望将其中的溶质分离出来，可以通过加热溶液使其蒸发，浓缩溶液直至溶质超过溶解度，随后冷却溶液，让溶质结晶沉淀。
通过过滤或离心分离，我们可以得到溶质单独的固体覆晶体。
4. 洗涤法：洗涤法是一种通过溶剂的亲疏性差异分离的方法。
当我们需要分离混合物中的固体颗粒时，可以使用适当溶剂进行洗涤。
首先，将混合物与溶剂混合，使溶质溶解在溶剂中，之后通过过滤或离心分离溶液和固体颗粒，从而实现物质分离。
5. 超滤法：超滤法是一种利用超滤膜的分离方法，适用于颗粒大小在0.001~10微米的物质分离。
通常使用的超滤膜有陶瓷膜、金属膜和有机膜等。
将混合物通过超滤膜进行过滤，溶剂和小颗粒可以通过膜的微孔，而较大颗粒则被截留住，从而实现固液分离。
除了以上方法外，还有离心法、吸附法、蒸馏法等方法也可以实现物质过滤分离。
这些方法根据物质之间的性质差异选择不同的操作步骤和分离设备，最终实现物质分离。
物质过滤分离操作方法的选择应根据具体的实验目的和混合物的性质来确定。
离心过滤机工作原理
离心过滤机工作原理
离心过滤机是一种常见的过滤设备，其工作原理是利用离心力将混合物分离成不同密度的组分。
离心过滤机由一个旋转的圆筒和内壁上的滤网组成。
当混合物通过进料口进入圆筒内部后，随着圆筒的高速旋转，离心力被产生，使得混合物中的固体颗粒沉积在滤网上，而液体则通过滤网穿过。
离心过滤机的工作过程可以分为以下几个步骤：
1. 进料：混合物通过进料口注入圆筒内部。
2. 旋转：圆筒开始高速旋转，形成离心力。
3. 分离：由于离心力的作用，固体颗粒会被推到圆筒内壁上的滤网上，形成固体层。
而液体则通过滤网，流到圆筒内部。
4. 排出：通过出料口，将分离后的固体颗粒排出设备，得到滤液。
离心过滤机的优点是具有处理能力大、分离效果好、操作简单等特点。
它广泛应用于化工、制药、食品等行业中，用于固液分离，去除悬浮物、颗粒等杂质，从而实现物料的纯净化和浓缩。
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（三） 水力筛网（靠水力作用旋转）
导水叶片
图2-9 水力筛网构造示意图
7.2.3 微滤机
微滤机是截留细小悬浮物的筛网装置。 微滤机是一个 鼓状的金属框架，上面覆盖有不锈钢丝编织成的支撑网 和工作网。
1—旋转鼓筒 2—水池 3—水槽 5—冲洗滤网的设备 6—集渣斗 7—排渣管
2、按滤料分单层滤料滤池、双层滤料滤池、混合滤料滤池。 3、按滤料冲洗状态分固定床式和移动床滤池。 4、按驱动力分为重力式滤池和压力式滤池。 5、按滤料的不同分为颗粒材料过滤和多孔材料过滤。
是依靠一个可以随转动的圆筒（又称转鼓），在外借 传动设备驱动下产生高速旋转，其中液体也随同旋转，由 于其中不同密度的组分产生不同的离心力，从而达到分离 的目的。
离心机设备紧凑、效率高，但设备复杂，只适用于处 理小批量的废水、污泥脱水、很难用一般过滤法处理的废 水和分离回收废水中的有用物质，如从洗羊毛废水中回收 羊毛脂。
3、去除化学絮凝过程产生的铁盐、铝盐、石灰等沉积物。去除化 学法除磷时水中不溶性磷。
4、在活性炭吸附或离子交换之前，作为预处理设施，可提高后续 处理装置的安全性和处理效率。
5、在深度处理厂中，过滤能克服生物和化学处理的不规则性，从 而提高回用的连续性和可靠性。
6、通过进一步去除废水中污染物质，可以减少后续的消毒费用。
0.25
41.3
95.5
热处理
初次沉淀与腐殖污泥混合 9.57
0.05
22.9
99.2
化学调节
初次沉淀与腐殖污泥混合 4.8
0.08
58.2
98.4
热处理
初次沉淀经消化
8.8
1.44
30.0
88.0
不需要
初次沉淀与活性污泥经消化 3.5
0.30
20.0
93.0
化学调节
初次沉淀与腐殖污泥经消化 2.79
（一） 转筒式筛网
外进水转筒筛网与内进水转筒筛网。
蒸汽或高压空气管 渣槽
筛网
旋转筒
进水 动画１
动画２
出水
动画３
（二）振动筛网
图2-8 振动筛网示意图
装置类型：转鼓式、旋转式、转盘式、水力筛网
振动和微滤机等。
结构形式：筛网由金属丝织物或穿孔板构成。
孔径小于10mm的筛网主要用于工业废水的预处 理，它可将小于3mm的漂浮物截留在网上。
离心机脱水的一般效果见表3-6-1。
表3-6-1 离心机脱水的一般效果
污泥种类 初次沉淀污泥
原污泥干固 体浓度%
3.83
分离液悬 物浓度%
0.49
泥饼干固 体浓度 %
35.0
固体回收率% 88.0
预处理 不需要
初次沉淀与活性污泥混合 3.61
0.06
20.0
98.2
化学调节初次沉淀与活性污泥混合 源自.6回槽水 回槽水 回槽水
↾
↾
↾ （二道提油）
洗毛水⇀除渣器⇀ 分离机⇀ 分离机⇀ 分离机⇀ 羊毛 脂
⇂⇂
（一道提油）
沉淀箱 ⇀溢流回水槽
⇂
沉砂
7.2.2 筛滤（孔径小于10mm）
某些悬浮物用格栅不能截留，也难通过重力沉降 去除，常给后续处理构筑物或设备带来麻烦，可采 用筛网过滤来分离和回收。
去除对象：纺织、造纸、制革、洗毛等一些工业 废水中含有细小纤维状的悬浮物质，如棉布毛、化 学纤维、纸浆纤维、禽羽兽毛、藻类等稍细小的杂 物和残渣。
a=Fc/Fg=w2r/g 将w=2ㅠn/60代入 则a=Fc/Fg≂r n2/900
a称为分离因素，其影响因素有： （1）n ↗，a ↗，分离效果好； （2）r ↗ , a ↗, 分离效果好； （3）密度差（颗粒与水）越大， 分离效果越好； （4）颗粒直径与分离效率有关。
（二）、离心分离设备
1、离心机
0.44
22.0
86.0
化学调节
初次沉淀与腐殖污泥经消化 8.5
1.15
37.9
89.0
化学调节
活性污泥
2.19
0.55
19.6
74.2
化学调节
活性污泥
8.2
0.84
38.8
92.0
热处理
2、水力旋流器
水力旋流器有压力式和重力式两种。
压力式水力旋流器是含悬浮物的废水在水泵或其他外 加压力的作用下，以切线方向进入旋流器后发生高速旋转， 在离心力作用下，固体颗粒物被抛向器壁，并随旋流下降 到锥形底部出口。澄清后的废水或含有较细微粒的废水， 则形成螺旋上升的内层旋流，由上端中央溢流管排出。
2、种类：石英砂、无烟煤、大理石、石榴石、白云石、 聚苯乙烯发泡塑料、纤维球滤料。
3、粒径与级配： 4、滤料层规格 5、滤料的选择：
（二）承托层
作用：阻挡滤料进入配水系统； 均匀配水（反冲洗时）；
主要配合大阻力配水系统而使用。要求承托层是一 种反滤料层结构。
四、滤池分类
1、按水流方向分为降流式滤池、升流式滤池、升流和降流 结合滤池、水平流式滤池。
当离心分离设备中分离颗粒密度大于介 质密度时，分离颗粒被沉除在离心设备的最外 侧 ；而当颗粒密度小于介质密度时，分离颗 粒被“浮上”在离心设备最里面，因此离心设
备 包括离心沉降和离心浮上两种。
设m和m0分别为废水和固体颗粒的质量，旋转半径为r, 角速度为w,则：
悬浮固体的离心力为：Fc=(m-m0)w2r 悬浮固体的重力为：Fg=(m-m0)g 悬浮固体的离心力与重力之比为：
重力式水力旋流器是水流在分离器内的旋转靠进出 口的水位差压力。废水从切线方向进入器内，造成旋流， 在离心力和重力作用下，悬浮颗粒甩向器壁并向器底水 池集中，随时水得到净化。
主要应用于废水的澄清和浓缩处理，以及高浊度河 水的预处理，以代替庞大的预沉池。
（三）、离心分离设备的应用（某洗毛废水处理
流程）
二、废水过滤机理
1、隔滤： 机械隔滤， 偶然接触； 2、沉淀： 3、碰撞： 4、截获： 5、粘附： 6、化学吸附：键吸附，化学的相互作用； 7、物理吸附：静电作用，动电作用，范德华力作用； 8、絮凝： 9、生物繁殖：
三、滤料与承托层
（一）滤料
1、要求：具有吸附SS的表面积和一定的级配；机械强度； 化学稳定性。
7.2.4 介质过滤
过滤的作用 废水过滤机理 滤料与承托层
滤池分类
一、过滤的作用
1、进一步去除废水二级处理后的生物絮体和胶体物质，显著降 低出水的悬浮物含量和浊度，能使出水晶莹透明，为出水的安 全回用提供保证。
2、进一步降低出水的BOD、COD值，对重金属、细菌、病毒有很高 的去除率。