過濾機(jī)發(fā)展概況及趨勢分析

過濾機(jī)是利用多孔性過濾介質(zhì)，截留液體與固體顆?；旌衔镏械墓腆w顆粒，而實(shí)現(xiàn)固、液分離的設(shè)備。 過濾機(jī)廣泛應(yīng)用于化工、石油、制藥、輕工、食品、選礦、煤炭和水處理等部門。

　　中國古代即已應(yīng)用過濾技術(shù)于生產(chǎn)，公元前二百年已有植物纖維 制作的紙。公元105年，蔡倫改進(jìn)了造紙法，他在造紙過程中將植物纖維紙漿蕩于致密的細(xì)竹簾上，水經(jīng)竹簾縫隙濾過，一薄層濕紙漿留于竹簾面上，干后即成紙張。

　　最早的過濾大多為重力過濾，后來采用加壓過濾提高了過濾速度，進(jìn)而又出現(xiàn)了真空過濾。20世紀(jì)初發(fā)明的轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)實(shí)現(xiàn)了過濾操作的連續(xù)化。此后，各種類型的連續(xù)過濾機(jī)相繼出現(xiàn)。間歇操作的過濾機(jī)因能實(shí)現(xiàn)自動化操作而得到發(fā)展，過濾面積越來越大。為得到含濕量低的濾渣，機(jī)械壓榨的過濾機(jī)得到了發(fā)展。

　　用過濾介質(zhì)把容器分隔為上、下腔，即構(gòu)成簡單的過濾器。懸浮液加入上腔，在壓力作用下通過過濾介質(zhì)進(jìn)入下腔成為濾液，固體顆粒被截留在過濾介質(zhì)表面形成濾渣(或稱濾餅)。

　　 過濾過程中過濾介質(zhì)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(dāng)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(zhì)再生，以完成一次過濾循環(huán)。

　　液體通過濾渣層和過濾介質(zhì)必須克服阻力，因此在過濾介質(zhì)的兩側(cè)必須有壓力差，這是實(shí)現(xiàn)過濾的推動力。增大壓力差可以加速過濾，但受壓后變形的顆粒在大壓力差時易堵塞過濾介質(zhì)孔隙，過濾反而減慢。

　　懸浮液過濾有濾渣層過濾、深層過濾和篩濾三種方式。濾渣層過濾是指在經(jīng)過過濾初期后，形成了初始濾渣層，此后，濾渣層對過濾起主要作用，這時大、小顆粒均被截留；深層過濾是指過濾介質(zhì)較厚，懸浮液中含固體顆粒較少，且顆粒小于過濾介質(zhì)的孔道，過濾時，顆粒進(jìn)入后被吸附在孔道內(nèi)的過濾；篩濾是過濾截留的固體顆粒都大于過濾介質(zhì)的孔隙，過濾介質(zhì)內(nèi)部不吸附固體顆粒的過濾方式，例如轉(zhuǎn)筒式過濾篩濾去污水中的粗粒雜質(zhì)。

　　在實(shí)際的過濾過程中，三種方式常常是同時或相繼出現(xiàn)。過濾機(jī)的處理能力取決于過濾速度。懸浮液中的固體顆粒大、粒度均勻時，過濾的濾渣層孔隙較為暢通，濾液通過濾渣層的速度較大。應(yīng)用凝聚劑將微細(xì)的顆粒集合成較大的團(tuán)塊，有利于提高過濾速度。

　　對于固體顆粒沉降速度快的懸浮液，應(yīng)用在過濾介質(zhì)上部加料的過濾機(jī)，使過濾方向與重力方向一致，粗顆粒首先沉降，可減少過濾介質(zhì)和濾渣層的堵塞；在難過濾的懸浮液(如膠體)中混入如硅藻土、膨脹珍珠巖等較粗的固體顆粒，可使濾渣層變得疏松；濾液粘度較大時，可加熱懸浮液以降低粘度。這些措施都能加快過濾速度。

　　 過濾機(jī)按獲得過濾推動力的方法不同，分為重力過濾器、真空過濾機(jī)和加壓過濾機(jī)三類。重力過濾器是借助懸浮液的重力和位差，在過濾介質(zhì)上形成的壓力作為過濾的推動力，一般為間歇操作。 真空過濾器是在濾液出口處形成負(fù)壓作為過濾的推動力。這種過濾機(jī)又分為間歇操作和連續(xù)操作兩種。間歇操作的真空過濾機(jī)可過濾各種濃度的懸浮液，連續(xù)操作的真空過濾機(jī)適于過濾含固體顆粒較多的稠厚懸浮液。 加壓過濾器以在懸浮液進(jìn)口處施加的壓力，或?qū)裎锪鲜┘拥臋C(jī)械壓榨力作為過濾推動力，適用于要求過濾壓差較大的懸浮液，也分為間歇操作和連續(xù)操作兩種。

　　過濾機(jī)應(yīng)根據(jù)懸浮液的濃度、固體粒度、液體粘度和對過濾質(zhì)量的要求選用。先選擇幾種過濾介質(zhì)，利用過濾漏斗實(shí)驗(yàn)，測定不同過濾介質(zhì)和不同壓差下的過濾速度、濾液的固體含量、濾渣層的厚度和含濕量，找出適宜的過濾條件，初步選定過濾機(jī)類型，再根據(jù)處理量選定過濾面積，并經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證。

　　正在發(fā)展的新型過濾設(shè)備有：機(jī)械力壓榨過濾設(shè)備；能實(shí)現(xiàn)無濾渣層過濾的動態(tài)過濾機(jī)；洗選煤炭污水處理、化工和石油工業(yè)用的大型過濾設(shè)備。

　　在過濾理論研究方面，濾渣層過濾阻力和孔隙率的測算、過濾速度、過濾設(shè)備的模擬和放大、稀薄液體澄清過濾和動態(tài)過濾機(jī)理，以及過濾介質(zhì)的研究，都是重要的課題。利用電子計算機(jī)控制過濾操作是過濾設(shè)備的發(fā)展方向。