最新完整固液分离技术知识
《固液分离技术》课件
过滤器的操作管理应注意反冲 洗周期、反冲洗方式等，以保
持设备的良好运行状态。
浮选机
浮选机是一种利用气泡上浮原 理实现固液分离的设备，常用
于选矿和污水处理等领域。
浮选机通过向矿浆中充气，使 固体颗粒粘附在气泡上并随之
上浮，从而实现固液分离。
浮选机的设计应考虑充气方式 、矿浆性质、操作条件等因素 ，以提高选矿效率和降低能耗 。
总结词
食品工业中需要进行固液分离的案例较多，如奶制品 、果汁和酿酒等生产过程中会产生大量的固体与液体 混合物。
详细描述
在奶制品生产中，采用离心分离和膜过滤等方法将牛 奶中的奶油、蛋白质和乳糖等成分进行分离；在果汁 和酿酒生产中，采用压榨和离心等方法将果肉或麦芽 中的水分与固体物质进行有效分离。这些固液分离技 术的应用可以提高食品质量和产量，同时降低生产成 本。
浮选机的操作管理应注意矿浆 浓度、充气量等参数的控制， 以获得最佳的选矿效果。
CHAPTER 05
固液分离技术案例分析
城市污水处理厂固液分离案例
总结词
城市污水处理厂是固液分离技术应用的重要 领域，通过分离技术可以有效去除污水中的 悬浮物和杂质，提高水质。
详细描述
城市污水处理厂通常采用物理、化学和生物 等多种方法进行固液分离。例如，沉淀池、 过滤池和活性污泥法等工艺流程，可以去除 污水中的悬浮物、有机物和重金属等有害物
详细描述
过滤分离原理是利用多孔介质（如滤布、滤网等）将固体颗 粒截留在滤饼中，液体则通过多孔介质流出。过滤过程中需 要施加一定的压力以克服固体颗粒对滤饼的阻力，适用于颗 粒密度较小且粒径分布较窄的物料分离。
浮选分离原理
总结词
利用固体颗粒与液体密度的差异，通过气泡吸附实现固液分离
固液分离资料课件
环保领域
在废水处理中，需要进行固液分离以 去除悬浮物和杂质，达到净化水质的 目的。
02 固液分离技术
固液分离技 术
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固液分离技 术
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固液分离技 术
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废水处理。
浮选槽的设计和运行需要考虑气 泡大小、水力负荷、药剂投加量 等因素，以实现最佳的固液分离
效果。
电泳槽
电泳槽是一种利用电场作用使 带电粒子在水中定向移动并沉 积的设备。
电泳槽通常分为阳极电泳槽和 阴极电泳槽两类，阳极电泳槽 用于金属离子的沉积，阴极电 泳槽用于有机物的分离。
电泳槽的设计和运行需要考虑 电场强度、流速、温度等因素， 以确保最佳的分离效果和稳定性。
固液分离技 术
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固液分离资料课件
目录
• 固液分离简介 • 固液分离技术 • 固液分离设备 • 固液分离效果的影响因素 • 固液分离的未来发展
01 固液分离简介
固液分离的定 义
固液分离是指利用物理或化学方法将 固体和液体混合物进行分离，以获得 固体和液体纯净物或不同纯度物料的 工艺过程。
固液分离知识点总结
固液分离知识点总结1. 固液分离的基本原理固液分离的基本原理是利用物料的密度差异、大小差异、形状差异等物理性质进行分类和分离。
在分离时，通常利用液体的流动进行带毛物料的输送，然后通过不同的设备进行物料的分离和提纯。
例如，离心法是通过旋转离心机，利用物料的密度差异来进行分离；而过滤法是通过滤纸或滤网，利用物料的大小差异进行分离。
2. 固液分离的方法（1）过滤法过滤法是将混合物通过过滤器（如滤纸、滤膜、滤布等），利用固体颗粒和溶液的大小差异进行物质的分离。
过滤器通常有孔径一定的微孔，可以将较小的颗粒截留在过滤器中，而较小的溶液则可以通过过滤器，从而达到固液分离的目的。
（2）离心法离心法是利用旋转离心机等设备，通过离心力将混合物中的固液分离，使得固体颗粒沉积在容器底部，形成固体层，而液体则上浮在固体层之上。
离心法适用于颗粒较小、密度差异较大的固液分离。
（3）沉降法沉降法是利用物料的密度差异，让固体颗粒在重力的作用下沉降到液体底部，形成沉渣，从而实现固液分离。
沉降法适用于颗粒较大、密度差异较大的固液分离。
（4）膜分离法膜分离法是利用半透膜或微孔膜，通过压力差或浓度差来实现不同物质的分离。
通常是通过将混合物进行膜过滤、膜蒸馏、膜超滤等操作来实现固液分离。
3. 固液分离的应用（1）化工生产固液分离在化工生产中有着广泛的应用，可以用于生产化工原料、制备精细化工产品、处理废水和废料等工艺中。
例如，在生产中，通过固液分离可以将产品中的杂质、残留固体等去除，提高产品的纯度和质量。
（2）环保处理固液分离也在环保处理中发挥着重要作用，可以用于处理工业废水、废料以及污泥等。
通过固液分离，可以将废水中的悬浮物质去除，净化废水，达到环保排放标准。
（3）食品加工在食品加工过程中，固液分离也有一定的应用，可以用于果汁、米汤、酒酿等食品的浊液澄清，提高产品的清澈度和口感。
4. 固液分离的影响因素（1）颗粒大小颗粒大小是影响固液分离效果的重要因素，通常颗粒越小，固液分离难度就越大，需要选择适当的分离方法。
固液分离
预处理和固液分离内容一影响发酵液固液分离的因素⏹1）发酵液中悬浮离子的大小2）发酵液的黏度v i s c o s i t y：固液分离速度通常与粘度成反比，粘度越大，固液分离越困难影响粘度的因素：●菌体的种类和浓度（重要因素），通常丝状菌、动物或植物细胞悬浮液粘度较大，浓度增大，粘度也提高。
●培养液中蛋白质、核酸大量存在：通常细胞破碎或细胞自溶后粘度增大。
因此细胞破碎的程度应控制，发酵放罐时间要适宜。
●培养基成分：如用黄豆粉、花生粉作氮源，淀粉作碳源，粘度都会升高。
●此外，某些染菌发酵液，如染细菌，则粘度会增大。
●发酵过程的不正常处理，如大量过剩的培养基和消沫油加入，都会使粘度增大。
二常见的固液分离方法⏹过滤f i l t r a t i o n⏹离心C e n t r i f u g a t i o n⏹膜分离m e m b r a n e s e p a r a t i o n⏹双水相萃取A T P S⏹扩张床吸附E B A（一）过滤f i l t r a t i o n过滤介质选择⏹过滤介质起过滤作用，还是滤饼的支撑物。
应具有足够的机械强度和尽可能小的流动阻力合理选择过滤介质⏹过滤介质所能截留的固体粒子大小：通常以过滤介质的孔径表示。
常用的过滤介质中，纤维滤布所能截留的最小粒子约10μm，硅藻土为l μm，超滤膜可小于0.5μm⏹过滤介质的透过性：是指在一定的压力差下，单位时间单位过滤面积上通过滤液的体积量，它取决于过滤介质上毛细孔径的大小及数目过滤介质-织物介质⏹又称滤布，应用最广泛，包括由棉、麻等天然纤维滤布和合成纤维滤布。
⏹其过滤性能受许多因素的影响，其中最重要的是纤维的特性、编织纹法和线型。
过滤介质-粒状介质有硅藻土、珍珠岩粉、细砂、活性炭、白土等最常用的是硅藻土，是优良的过滤介质：⏹①一般不与酸碱反应，化学性能稳定；⏹②形状不规则，空隙大且多孔，具有很大的吸附表面；⏹③无毒且不可压缩，形成的过滤层阻力不随操作压力变化。
固液分离的方式原理
固液分离的方式原理固液分离是指将含有固体颗粒的液体与固体颗粒分离开的一种物质分离技术。
固液分离可以应用于多种领域，如化工、制药、环保、食品工业等。
下面将从常见的固液分离方式的原理出发，详细介绍固液分离的方式。
1. 重力沉降法重力沉降法是将固液混合物放置在容器中，通过重力使固体颗粒向下沉降，从而实现固液分离。
原理是根据固体颗粒的密度不同，在重力作用下，固体颗粒的比重大于液体，所以会向下沉降。
利用这个原理，可以通过调节沉降时间和沉降距离来改变固液分离效果，从而实现对不同颗粒大小和密度的固体颗粒的分离。
2. 过滤法过滤法是利用过滤介质（如滤纸、滤布、滤板等）对固液混合物进行过滤，将固体颗粒留在过滤介质上，而将液体通过过滤介质分离出来。
原理是利用过滤介质的孔隙大小，可以选择性地将固体颗粒分离出来。
对于较小的固体颗粒，可以使用更细密的过滤介质，如滤纸；而对于较大的固体颗粒，可以使用较粗的过滤介质，如滤布。
通过调节过滤时间和过滤速度，可以改变固液分离的效果。
3. 离心沉降法离心沉降法是利用离心机产生的离心力将固液混合物分离的一种方法。
离心力的大小与重力相比较大，可以使固体颗粒更快速地分离出来。
原理是根据固体颗粒与液体的相对密度差异，利用离心力使固体颗粒向离心管壁方向沉降，从而与液体分离开来。
离心沉降法可以有效地分离出较小粒径的固体颗粒，对于较小的固体颗粒和难以过滤的悬浮液有较好的分离效果。
4. 沉降层析法沉降层析法是利用不同颗粒大小和密度的固体颗粒在液体中的沉降速度差异进行分离的一种方法。
通过将含有固体颗粒的液体静置一段时间，固体颗粒会逐渐沉降形成沉降层，然后利用间歇进料或连续进料的方式，从上部取出清液和从底部取出含有固体颗粒的混浊液，从而实现固液分离。
原理是根据固体颗粒的大小和密度差异，通过调节沉降时间和沉降速度，使不同大小和密度的固体颗粒在液体中分离并沉降到不同高度，实现固液分离。
5. 綜合分离方法综合分离方法是将上述不同的固液分离方式结合使用，以增加分离效果和产量。
第一章 固-液分离基本知识
第一章 固-液分离基本知识第一节 煤泥水的性质1-1（A ）煤泥水的性质主要有哪些？答：煤泥水的性质既与煤的性质有关，又与水的性质有关，并受它们之间相互作用的影响，因此，煤泥水的性质随煤种、产地、采煤方法、运输方式、选煤手段，原煤中细粒含量、次生煤泥性质和数量、可溶性盐类的种类和数量、以及所用水质的变化而变化，但煤泥水的性质一般主要有：浓度，粘度，化学性质及其中煤泥的粒度和矿物组成。
1-2(B)选煤厂对煤泥水浓度的表示方式有哪三种？答：煤泥水浓度的三种表示方式为：1、液固比—指一吨干煤所带水的立方数。
常用R 来表示，其表达式为：GV R = 式中： G —煤水混合物中煤的重量（t ）；V —煤水混合物中水的立方数（3m ）；2、固体含量—指一升煤泥水中所含煤泥的克数，可以通过浓度壶来测量。
常用q 来表示，其表达式为：()1000G 1q --δδ=式中： δ—煤泥的密度（kg/m 3）。
固体含量本身是个操作指标，很多作业对它都有一定的要求。
例如浮选，采用浓缩浮选时，固体含量常达120g/L ；如采用直接浮选，固体含量最好控制在50g/L 以上，根据固体含量的多少可以直接来指导生产，及时根据浓度来调节操作，所有固体含量应定时进行测定。
3、重量百分浓度—指煤泥水的混合物中干煤泥的重量占整个煤泥水混合物总重量的百分数。
可用下式求得：100WG G C ⨯+=％ 式中： C —重量百分浓度（％）；W —煤水混合物中水的重量（t ）；G —煤水混合物中煤的重量（t ）。
重量百分浓度和水分，刚好是煤泥水的总量，是组成一个湿产物的两个方面，所以，二者之和为1或100％。
1-3(B)在选煤厂中，表示煤泥水浓度的各指标如何进行换算？答：由于各指标都是从不同角度来表示湿产物中水与固体在量方面的关系，所以它们之间存在着一定的换算关系，具体的换算关系如下：1、重量百分浓度与固体含量之间的换算当已知产物的重量百分浓度C 和其中固体密度δ，可用下式计算煤泥水的固体含量q 。
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。
固液分离技术chen
通常，在操作开始阶段所得到滤液是浑浊的， 须经过滤饼形成之后返回重滤。
过滤速度的大小决定于过滤推动力与过滤阻力之比。
过滤推动力是滤饼和介质两侧的压强差。 过滤阻力为过滤介质阻力与滤饼阻力之和
在滤饼过滤中，过滤阻力主要决定于滤饼的阻力。
在澄清过程中，过滤阻力开始时只决定于介质阻力
② 深层过滤
颗粒尺寸比介质孔道小的多，孔道弯曲细长，颗 粒进入孔道后容易被截留。同时由于流体流过时所引 起的挤压和冲撞作用。颗粒紧附在孔道的壁面上。介 质表面无滤饼形成，过滤是在介质内部进行的。
3.过滤介质
① 织物介质：即棉、毛、麻或各种合成材料制成的织 物，也称为滤布。 ② 粒状介质：细纱、木炭、碎石等。 ③ 多孔固体介质（一般要能够再生的才行）：多孔陶 瓷、多孔塑料、多孔玻璃等。
2.离心机的构造
一般构造 离心机的主要部件：电动机、转子、转头室、控制系 统、显示系统等。高速、超速离心机还常常带有冷冻 系统、真空系统。 普通离心机：这种离心机多用交流整流子电动机驱动， 电机的碳刷易磨损，转速是用电压调压器调节，起动 电大，速度升降不均匀，一般转头是置于一个硬质钢 轴上，因此精确地平衡离心管及内容物就极为重要， 否则会损坏离心机。转子有角式和外摆式，其转带不 能严格控制，通常不带冷冻系统，于室温下操作，用 于收集易沉降的大颗粒物质，如红血球、酵母细胞等， 容量为几十毫升至几升。
特点：回转真空过滤机的过滤面积不大，压差也不高， 但它操作自动连续，对与处理量较大而压差不需很 大的物料比较合适。
适用于：固体含量较大（>10%）的悬浮液的分离。
（二）离心技术
对于浓度较小，粒径较大，硬度较强的不溶 物，可以采用过滤分离。 但当固体颗粒细小而难以过滤时，发酵液 不易被过滤纯化，往往采用离心操作。 离心技术 是利用转鼓高速转动所产生的离心 力，根据物质颗粒的沉降系数、质量、密度 及浮力等因子的不同，来实现悬浮液、乳浊 液分离或浓缩的分离的过程。
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职业教育应用化工技术专业教学资源库《离子膜烧碱生
产操作》课程教学方案
淄博职业学院《离子膜烧碱生产操作》课程教学方案
教师：序号：
讨论提问法、任务教学法——理论+实训
P
自来水
压缩空气
固 体 泥去配水罐
来自凯膜过滤器
来自浮上澄清桶
V0111
洗泥池
P0112
泥浆泵
M0101
板框压滤机
V0122
压滤盐水罐
P0114
压滤盐水泵
图1-65盐泥压滤操作工艺流程示意图
沉降空气中的尘粒会受重力作用逐渐降落到地面，而从空气中分离出来，这种现象称为沉降。
重力沉降首先以简单的刚性球形颗粒的自由沉降为例，讨论沉降速度的计算、分析影响沉降的因素，简要介绍沉降设备的结构或操作原理。
⑴自由沉降与沉降速度(重点)
①沉降速度
图1-66 颗粒在静止介质中降落时所受的作用力
一个球形颗粒在介质中作重力沉降运动所受到的力为：
重力g
d
mg
F
s
g
ρ
π
3
6
=
=（1-65）
浮力g
d
g
V
F
s
b
ρ
π
ρ3
6
=
=（1-66）
阻力
2
2
u
A
F
d
ρ
ζ
=（1-67）根据牛顿第二定律有：
原盐 ma F F F b d g =-- （1-68）
可得 ()ζρ
ρρ34-=
s t gd u （m/s ） （1-69）
② 影响沉降速度的因素 a 颗粒的体积浓度
当颗粒的体积浓度小于0.2%时，理论计算值的偏差在1%以内。
当颗粒浓度较高时，发生干扰沉降。
b 器壁效应
当器壁尺寸远远大于颗粒尺寸时（例如在100倍以上），器壁效应可忽略，否则应加以考虑颗粒形状的影响
c 同一种固体物质，非球形的颗粒的形状及其投影面积A 均影响沉降速度。
颗粒形状与球形的差异程度，可用它的球形度来表征。
⑵ 重力沉降设备 ① 降尘室
通过重力沉降从气流中分离出尘粒的设备称为沉降室如图1-67所示。
其工作原理为：含尘气体进入降尘室后，因流道截面积扩大而速度减慢，只要颗粒能够在气体通过的时间内降至室底，便可从气流中分离出来，如图1-68所示。
设颗粒沉降至室底所需时间为t θ，则
t
t u H
=
θ （1-73） 设气体通过降尘室的时间为θ，则
u
L
=
θ （1-74） 尘粒被分离出来的条件为
t θθ≥或t
u H u
L ≥
（1-75） 图1-67 降尘室
图1-68颗粒在降尘室内沉降情况
图1-70标准旋风分离器
气体在降尘室的水平通过速度为bH
V u S
=
（1-76） 可见，理论上降尘室的生产能力只与沉降面积bL 及颗粒的沉降速度t u 有关，而与降尘室高度无关。
故降尘室应设计成扁平形，或在室内均匀设置多层水平隔板，构成多层降尘室，以提高降尘室的生产能力。
② 沉降槽
借助重力从悬浮液中分离出固体颗粒的设备称为沉降槽，可分为间歇式和连续式两种。
如图1-69为连续式沉降槽。
连续沉降槽适合处理量大，固相含量不高，颗粒较粗的悬浮液。
⑶ 离心沉降过程(重点与难点)
离心分离设备可分为两类，一类是设备静止不动，悬浮物作旋转运动的离心沉降设备如旋液分离器和旋风分离器；另一类是设备本身旋转的离心分离设备，称为离心机。
① 离心分离速度 惯性离心力
R
u d F s c 2
3
6ρπ
=
（1-77）
浮力
3
2
6s u F d R
π
ρ=
（1-78）
阻力
2
4
2
2
r R u d
F ρπ
ζ
=
（1-79）
当此三力达平衡时，颗粒在径向上相对于流体的速度 ，即
图1-69连续式沉降槽
图1-71旋液分离器
02
4662
22323
=--r s
u d R u d R u d ρπζρπρπ
（1-80） 得离心沉降速度为
()R
u d u s r ζρρρ342
-=
（1-81）
离心力与重力或离心加速度与重力加速度之比称为分离因数，用c K 表示，即
gR
u u u K t r c 2
=
= (1-82) ② 离心分离设备 a 旋风分离器
可分离m ～μ755的非纤维、非粘性干燥粉尘，可用多种材料气-固非均相物系的分离一般在旋风分离器中进行。
标准旋风分离器的结构型式如图1-70所示，主体的上部为圆筒形，下部为 圆锥形，中央有一升气管含尘气体由圆筒上部进气管切向进入，受器壁的约束而向下作螺旋运动，在惯性离心力的作用下颗粒被抛向器壁，与气流分离，再沿壁面落至锥底的排尘口。
净化后的气体在中轴附近的下向上作螺旋运动，最后由顶部排气管排出。
b 旋液分离器
旋液分离器是一种利用离心力的作用分离悬浮液的设备，其结构如图1-71所示，设备主体是由圆筒和圆锥两部分构成。
悬浮液从切向自入口管进入圆筒中部，并向下作螺旋运动，密度大的固体颗粒受惯性离心力较大，被迅速抛向器壁，并随螺旋液流降至锥底，由底部排出的含固体颗粒较多的浓稠液流称为底流；含固体颗粒较少的液体形成螺旋上升的内旋流，由上部中心溢流管排出，称为溢流。
c 碟片式高速离心机
⑷ 过滤过程(重点内容)
通过过滤操作可获得清净的液体或固相产品。
与沉降分离相比，过滤操作可使悬浮液的分离更迅速更彻底。
在某些场合下，过滤是沉降的后继操作。
过滤是以某种多孔物质为介质，在外力作用下，使悬浮液中的液
体
通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固、液分离的操作。
过滤操作采用的多孔物质称为过滤介质；所处理的悬浮液称为滤液；被截留的固体物质称为滤饼或滤渣；实现过滤操作的推动力可以是重力、压强差或惯性离心力。
但在化工中应用最多的还是以压强差为推动力的过滤。
①过滤方式
工业上的过滤操作分为两大类，即滤饼过滤和深层过滤。
过滤进行如图1-76所示。
②过滤介质
过滤介质是滤饼的支承物，它应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，如化学实验室中常用的滤纸就是一种过滤介质。
工业上常用的过滤介质主要有：
a 织物介质（又称滤布）
b 堆积介质
c 多孔固体介质能截拦1～3μm 的微细颗粒。
对过滤介质的基本要求是：
(Ⅰ) 具有多孔性，阻力小，使液体容易通过，而孔道的大小应该能使悬浮粒子被截留；
(Ⅱ) 具有化学稳定性、耐腐蚀和耐热性等；
(Ⅲ) 具有足够的机械强度
③滤饼的压缩性和助滤剂
a 滤饼的压缩性
不可压缩滤饼。
可压缩滤饼。
b 助滤剂
对助滤剂的基本要求：
(Ⅰ) 应是能形成多孔滤饼的刚性颗粒，使滤饼有良好渗透性及较低的流体阻力。
(Ⅱ) 应具有化学稳定性，不与悬浮液发生化学反应，也不溶于液相中。
(Ⅲ) 在过滤操作的压强差范围内，应具有不可压缩性，以保持滤饼有较高的空隙率。
特别之处：一般以获得清净滤液为目的时，采用助滤剂才是适宜的。
④过滤机的生产能力
过滤过程包括过滤、洗涤、干燥及卸饼四个阶段。
洗涤后得到的溶液称为洗涤液。
滤饼的干燥：在过滤完毕后，有时还要将滤渣用压缩空气吹干或用真空吸干滤渣中的水分，以使滤渣中的水分尽可能地减少。
图1-75 过滤操作示意图
图1-76架桥现象
（注：单元格可合并、拆分）。