新型实用过滤技术PDF电子书下载

1 概论 1

1.1 固液分离、过滤与脱水 1

1.1.1 固液分离 1

1.1.2 过滤 1

1.1.3 脱水 2

1.1.4 过滤和脱水的并用 2

1.2 过滤的分类 2

1.2.1 澄清过滤 3

1.2.2 过滤类型的确定 6

1.3 过滤机的分类 6

1.3.1 真空过滤机 6

1.3.2 加压过滤机 7

1.3.3 离心过滤机 8

1.4 过滤技术的进步 8

参考文献 10

2 颗粒、液体及料浆的性质 11

2.1 颗粒的性质 11

2.1.1 粒径和粒度分布 11

2.1.2 粒径测定法 13

2.1.3 粒度数据的应用 15

2.1.4 颗粒的密度 16

2.2 液体的性质 17

2.2.1 液体的密度 17

2.2.2 液体的黏度 17

2.2.3 液体的表面张力 18

2.2.4 液体的挥发性 18

2.3 料浆的性质 18

2.3.1 料浆的密度 18

2.3.2 料浆的黏度 19

2.4 粒径和粒径分布测定法的新发展 19

2.4.1 激光衍射散射法 19

2.4.2 场流分级法 20

2.4.3 动态光散射法 20

参考文献 21

3 过滤和压榨理论 22

3.1 流速与压降的关系、渗透率、比阻 22

3.1.1 体积流速与压降的关系 22

3.1.2 渗透率和柯杰尼-卡曼方程式 23

3.1.3 滤饼的比阻 24

3.2 非压缩性滤饼过滤的基本方程式 25

3.2.1 通用过滤方程式的简化处理 25

3.2.2 恒压过滤 26

3.2.3 恒速过滤 28

3.2.4 恒速过滤之后恒压过滤接续 28

3.2.5 变压—变速过滤 31

3.3 压缩性滤饼过滤的基本方程式 32

3.3.1 基本方程式 32

3.3.2 恒压过滤、恒速过滤 33

3.3.3 变压—变速过滤 33

3.4 比阻α、孔隙率ε、比表面积S0之间的关系 34

3.5 滤饼水分的修正——质量平衡 35

3.6 非牛顿型流体的过滤 36

3.6.1 非牛顿型流体的流动特性 36

3.6.2 非牛顿型流体的过滤 37

3.7 压榨理论简述 39

3.7.1 压榨操作的必要性 39

3.7.2 过滤期间 40

3.7.3 压密期间 42

参考文献 44

4 过滤介质 45

4.1 过滤介质的分类和特性 45

4.1.1 分类 45

4.1.2 介质的过滤特性 46

4.2 编织布 48

4.2.1 滤布过滤作业方面的问题 48

4.2.2 滤布的选择指南 49

4.2.3 滤布的组织 50

4.3 非编织介质 56

4.3.1 滤毡 56

4.3.2 滤纸 56

4.3.3 正ξ电位深层过滤片 56

4.4 流体通过介质的数学模型 57

4.4.1 清洁介质的渗透性 57

4.4.2 截留粒子的能力 57

4.4.3 编织介质渗透性的数学模型 58

4.4.4 滤布孔隙上的架桥和崩坏 59

4.4.5 介质对液流的阻力 59

4.5 网和筛 60

4.5.1 金属网 60

4.5.2 金属筛 61

4.6 多孔隙片状和管状介质 62

4.6.1 烧结金属粉末介质 62

4.6.2 烧结金属纤维介质 62

4.7 松散粉末、粒状及纤维介质 65

4.7.1 预敷层过滤用的粉末介质 65

4.7.2 深层过滤用的粒状介质 69

4.7.3 深层过滤用的纤维介质 70

4.8 过滤介质的试验 71

4.8.1 渗透性试验 71

4.8.2 介质等效孔径的测量试验 73

4.9 过滤介质技术进步的举例 77

4.9.1 双层织造 77

4.9.2 非织造布——针刺毡和水刺毡 77

4.9.3 滤芯 77

4.9.4 表面改变技术——微孔涂层 79

4.9.5 表面改变技术——等离子处理 79

4.9.6 多功能过滤介质 79

参考文献 79

5 滤饼洗涤和滤饼脱水 80

5.1 滤饼洗涤 80

5.1.1 概述 80

5.1.2 置换洗涤 81

5.1.3 再化浆洗涤 83

5.1.4 滤饼洗涤与脱水的实验装置 85

5.1.5 滤饼的裂纹 85

5.1.6 转鼓过滤机的逆流再化浆洗涤 86

5.1.7 带式真空过滤机的洗涤 88

5.1.8 厢式压滤机的洗涤 89

5.1.9 旋叶压滤机的并流洗涤 91

5.1.10 旋流器系统的逆流洗涤 92

5.1.11 滤饼洗涤的计算实例 93

5.1.12 实践上的一些考虑 95

5.2 滤饼脱水 95

5.2.1 概述 95

5.2.2 机械压榨脱水 96

5.2.3 气体置换脱水 100

5.2.4 液力脱水 101

参考文献 102

6 预处理技术 104

6.1 改善过滤的途径 104

6.1.1 改变液体的特性 104

6.1.2 淘析和分级 104

6.1.3 结晶 105

6.1.4 絮凝和反絮凝 105

6.1.5 使用助滤剂 105

6.1.6 稀释和浓缩 105

6.1.7 浮选 106

6.1.8 冻结和融化处理 106

6.1.9 超声波辐射和电离辐射 106

6.2 预浓缩和稀释 107

6.2.1 预先浓缩和稀释的目的 107

6.2.2 高效浓缩装置 108

6.3 电双层 109

6.3.1 悬浮粒子和胶体上的静电荷 109

6.3.2 电双层和ξ电位 110

6.3.3 电双层的相互作用 114

6.4 凝结 115

6.4.1 凝结的机理 115

6.4.2 凝结剂 117

6.4.3 凝结的操作技术 119

6.5 絮凝 120

6.5.1 絮凝的机理 120

6.5.2 有机合成高分子絮凝剂 125

6.5.3 絮凝剂的应用技术 127

6.5.4 絮凝剂的选择、联合使用及造粒 130

6.5.5 凝结剂和絮凝剂使用的安全性 131

6.5.6 絮凝剂的发展趋势 135

参考文献 137

7 计算流体力学在过滤技术中的应用进展 138

7.1 流体力学计算方法 138

7.1.1 通过滤层的流动模型 138

7.1.2 亚格子方法 139

7.1.3 模拟实验 140

7.1.4 并行计算 140

7.2 CFD模拟计算在设计过滤器中的应用 141

7.2.1 过滤器内流体动力学计算 141

7.2.2 旋转盘过滤器 145

7.3 多孔重结晶碳化硅陶瓷过滤组件的流体流动计算与通道边界几何形状的优化 148

7.3.1 多孔重结晶碳化硅陶瓷过滤组件结构 148

7.3.2 多孔介质中的流动 149

7.3.3 特征变量和过滤模型优化 149

7.3.4 针对给定的过滤组件膜特征分析不同通道的边界形状 149

7.4 平板膜组件的污垢分布 151

7.4.1 污垢实验 152

7.4.2 污垢分布图 152

7.4.3 平板膜的CFD模拟 152

参考文献 154

8 十字流动态过滤技术 155

8.1 十字流动态过滤机理 155

8.2 低剪切力十字流过滤元件、实验装置及基本关系 156

8.2.1 低剪切力十字流过滤元件 156

8.2.2 低剪切力十字流过滤实验装置 156

8.2.3 低剪切力十字流过滤的基本关系 157

8.3 低剪切力十字流过滤的实验研究 159

8.3.1 过滤介质性能的实验研究 159

8.3.2 对十字流过滤基本关系的实验研究 161

8.4 低剪切力十字流过滤机 165

8.4.1 管束式十字流过滤机 165

8.4.2 板框式十字流过滤浓缩机 166

8.5 高剪切力机械式动态过滤的原理和特点 167

8.5.1 旋转圆盘形动态过滤机的原理 167

8.5.2 旋转圆筒形机械式动态过滤机的原理 168

8.5.3 高剪切力机械式动态过滤机的特点 169

8.6 旋转圆盘形动态过滤机 169

8.6.1 旋转圆盘形动态过滤机的发展历程 169

8.6.2 欧洲式和美国式旋转圆盘形动态过滤机 170

8.6.3 新型多功能高剪切力动态过滤机 176

8.6.4 旋转圆盘形动态过滤机的车间流程 177

8.7 旋转圆筒形动态过滤机 178

8.7.1 小型实验用轴流式过滤机 178

8.7.2 工业用轴流式过滤机 179

8.8 十字流电过滤 180

8.8.1 十字流过滤在电场中被强化的原因 180

8.8.2 十字流电过滤的实验研究 180

8.9 十字流过滤的新研究成果 184

8.9.1 借助脉动提高十字流过滤的速度 184

8.9.2 采用陶瓷滤膜的动态十字流过滤 186

参考文献 187

9 膜过滤 189

9.1 概述 189

9.2 微孔过滤 191

9.2.1 微孔过滤原理 192

9.2.2 微孔滤膜 192

9.2.3 微孔滤膜分离系统 198

9.2.4 微滤膜的污染与防治 199

9.3 超滤 200

9.3.1 超滤过程的基本特性 201

9.3.2 超滤膜的性能 202

9.3.3 超滤操作分类与应用 203

9.3.4 超滤膜的污染与浓差极化 205

9.4 反渗透与纳滤简介 207

9.4.1 反渗透膜分离系统及其工艺流程 209

9.4.2 纳滤膜分离机理 213

9.4.3 纳滤膜技术的发展与应用 215

9.5 膜过滤器 216

9.5.1 板框式 217

9.5.2 圆管式 218

9.5.3 螺旋卷式 218

9.5.4 中空纤维式和毛细管式 219

9.6 膜的污染与清洗 221

9.6.1 膜面与料液间分子作用 221

9.6.2 蛋白质类大溶质吸附 221

9.6.3 颗粒类大溶质沉积 222

9.6.4 无机化合物污染 222

9.6.5 蛋白质与生物污染 222

9.6.6 物理清洗与化学清洗 222

9.6.7 膜的清洗与杀菌 223

9.7 膜过滤的应用与进展 224

9.7.1 概述 224

9.7.2 应用举例 225

9.7.3 膜工艺进展 226

9.7.4 展望 227

参考文献 228

10 生物过滤 230

10.1 生物过滤法的分类 230

10.2 用于生物过滤的微生物 231

10.2.1 喜气性营养细菌 231

10.2.2 硝化细菌 231

10.2.3 铁细菌 233

10.2.4 除臭用的细菌 234

10.3 生物过滤法的用途 234

10.3.1 净水处理 234

10.3.2 下水处理 235

10.3.3 工业废水处理 235

10.4 生物过滤在工业排水处理中的应用实例 237

10.5 斑纹贝生物过滤器的应用 237

10.5.1 用斑纹贝生物过滤器除掉废水中细菌的原理 237

10.5.2 试验研究的方法 238

10.5.3 试验研究的结果 238

10.6 用于生物处理的固液分离技术 239

10.6.1 沉淀 239

10.6.2 浮上 240

10.6.3 膜过滤 241

10.7 膜生物反应器 242

10.7.1 聚丙烯中空纤维膜生物反应器 242

10.7.2 陶瓷膜生物反应器 243

参考文献 244

11 借助电场、磁场、声场的过滤 245

11.1 界面的动电现象 245

11.1.1 电渗透现象和电渗透压 245

11.1.2 电泳 246

11.2 界面电位 247

11.2.1 流动电位 247

11.2.2 沉降电位 248

11.3 附加电场对真空过滤的促进 248

11.3.1 实验方法和料浆 248

11.3.2 实验结果 250

11.4 附加电场的加压式和压榨式脱水 251

11.4.1 电渗透脱水与机械脱水的本质差别 251

11.4.2 电渗透与压榨的组合脱水法 252

11.4.3 压滤机的电渗透脱水 253

11.4.4 过滤循环的各阶段对滤饼电渗透脱水的影响 254

11.4.5 半波整流间歇电场下的电渗透脱水 256

11.5 高梯度磁分离 259

11.5.1 磁分离的概况 259

11.5.2 HGMS的理论 261

11.5.3 HGMS的实践举例 262

11.6 借助超声波的过滤 264

11.6.1 用超声波实现颗粒微粒化的原理 264

11.6.2 超声波过滤机 265

11.6.3 加电场的超声波脱水机 266

11.7 电场、磁场、超声波的新应用实例 267

11.7.1 生物悬浮液的动态十字流过滤 267

11.7.2 工艺液体的碎片填质磁过滤 269

11.7.3 舍极细颗粒悬浮液的过滤 270

参考文献 272

12 常用及新型过滤机 273

12.1 转鼓过滤机 275

12.1.1 转鼓真空过滤机 276

12.1.2 加压转鼓过滤机 280

12.2 圆盘过滤机 287

12.2.1 圆盘真空过滤机 287

12.2.2 陶瓷圆盘真空过滤机 292

12.2.3 加压圆盘过滤机 301

12.3 带式真空过滤机 308

12.3.1 移动室带式真空过滤机 309

12.3.2 固定室带式真空过滤机 319

12.3.3 间歇移动带式过滤机 339

12.3.4 压榨带装置 346

12.4 板框压滤机 348

12.4.1 结构 348

12.4.2 技术参数 349

12.5 自动厢式压滤机 351

12.5.1 滤布固定式自动厢式压滤机 352

12.5.2 滤布固定式压榨型自动厢式压滤机 368

12.5.3 滤布单行走式自动厢式压滤机 391

12.5.4 滤布全行走式自动压滤机 393

12.6 带式压榨过滤机 415

12.6.1 普通型带式压榨过滤机 416

12.6.2 真空型带式压榨过滤机 422

12.6.3 浓缩脱水一体机 424

12.6.4 锥盘压榨过滤机 437

12.6.5 螺旋压榨过滤机 438

12.6.6 全自动板式压榨机 440

12.7 翻盘真空过滤机 441

12.7.1 工作原理 442

12.7.2 结构特点 444

12.7.3 技术参数 447

12.8 转台真空过滤机 448

12.8.1 基本结构及工作原理 448

12.8.2 主要部件介绍 450

12.8.3 特点 453

12.8.4 产品主要规格型号 453

12.9 多功能过滤器 454

12.9.1 概述 454

12.9.2 罗森蒙多功能过滤器 454

12.9.3 DNFD型多功能过滤器 459

12.10 叶滤机 461

12.10.1 加压叶滤机 461

12.10.2 真空叶滤机 477

12.11 筒式压滤机 482

12.11.1 滤芯及芯式过滤器 482

12.11.2 刚性高分子精密微孔过滤机 489

12.11.3 绕线滤芯型筒式压滤机 498

12.11.4 烧结金属滤芯型筒式压滤机 501

12.11.5 套筒型筒式过滤机 503

12.11.6 MGM管式薄膜过滤器 511

12.11.7 陶瓷膜过滤器 513

12.11.8 陶瓷膜元件及陶瓷膜设备 518

12.12 自清洗过滤器 521

12.12.1 自动反冲洗过滤机 522

12.12.2 自动反冲洗滤水器 525

12.12.3 机械自清洗过滤器 528

12.12.4 反冲洗式和手刷式液体过滤器 533

12.12.5 自动反冲洗管道过滤器 536

12.12.6 管式反冲洗过滤器 538

12.12.7 自动反冲洗过滤器 540

12.12.8 BCM全自动反冲洗过滤器 542

12.13 油过滤器及油水分离器 545

12.13.1 油污染基础知识及过滤原理 545

12.13.2 真空净油机 548

12.13.3 板框加压滤油机 551

12.13.4 顶鑫润滑油净化机 553

12.13.5 排屑及冷却液净化系统 555

12.13.6 含油污水真空分离净化机 563

12.13.7 聚结脱水滤油机 566

12.13.8 高效真空滤油机 570

参考文献 573

13 辅助设备和系统调试 574

13.1 真空过滤机的辅助设备 574

13.1.1 真空泵 574

13.1.2 鼓风机和压缩机 577

13.1.3 滤液收集槽 579

13.1.4 气水分离器 586

13.2 压滤机的辅助设备 586

13.2.1 进料泵 586

13.2.2 阀门 599

13.3 圆盘真空过滤机的安装与调试 607

13.3.1 安装 607

13.3.2 调试 608

13.3.3 维护 610

13.3.4 故障处理 611

13.4 带式真空过滤机的安装与调试 611

13.4.1 安装 611

13.4.2 调试 613

13.4.3 维护 614

13.4.4 故障处理 615

13.5 自动厢式压滤机的安装与调试 616

13.5.1 安装 616

13.5.2 调试 618

13.5.3 维修 623

13.5.4 故障处理 624

13.6 带式压榨过滤机的安装与调试 625

13.6.1 安装 625

13.6.2 调试 626

13.6.3 维护 628

13.6.4 故障处理 629

参考文献 630

14 过滤式离心机 631

14.1 间歇式过滤离心机 633

14.1.1 三足式离心机的改进 633

14.1.2 平板式离心机 645

14.1.3 上悬式离心机 655

14.1.4 卧式刮刀卸料离心机 658

14.1.5 翻袋式离心机 670

14.2 连续式过滤离心机 673

14.2.1 活塞推料离心机 673

14.2.2 离心卸料离心机 680

14.2.3 振动卸料离心机 684

14.2.4 进动卸料离心机 687

14.2.5 螺旋卸料过滤离心机 688

参考文献 693

15 液体过滤技术的革新 694

15.1 过滤技术进步的概况 694

15.1.1 过滤技术应用领域的扩大 694

15.1.2 过滤技术革新的推动力和科学基础 694

15.1.3 过滤介质和过滤机的发展情况 695

15.1.4 过滤技术的发展趋势 695

15.2 滤饼过滤 697

15.2.1 滤饼过滤的相关技术 697

15.2.2 滤饼过滤中的物理现象 697

15.2.3 滤饼过滤的增强和设备选型 701

15.3 澄清过滤 703

15.3.1 颗粒的捕捉机理 704

15.3.2 捕捉力的模型化 709

15.3.3 沉淀和冲刷 710

15.3.4 深床层过滤 710

15.3.5 预敷层过滤 722

15.3.6 滤芯过滤 725

15.4 过滤介质 731

15.4.1 基本纤维和纤丝 731

15.4.2 织造过滤介质 732

15.4.3 非织造过滤介质 733

15.4.4 滤芯 735

15.4.5 膜 735

15.5 过滤机 738

15.5.1 转鼓过滤机 738

15.5.2 压滤机 740

15.5.3 其他过滤机 742

参考文献 742

16 过滤机的设计计算 743

16.1 真空过滤机的设计计算 743

16.1.1 真空过滤机参数的选择和计算 743

16.1.2 转鼓真空过滤机的主轴计算 745

16.1.3 转鼓真空过滤机的功率计算 747

16.1.4 带式真空过滤机的功率计算 750

16.1.5 翻盘真空过滤机的设计计算 751

16.1.6 转台真空过滤机的传动功率计算 755

16.2 压滤机的设计计算 757

16.2.1 过滤面积的选择 757

16.2.2 压紧力的计算 758

16.2.3 滤板强度计算 760

16.2.4 滤框强度计算 761

16.2.5 压紧装置的计算 762

16.2.6 主梁及拉板装置的计算 766

16.2.7 压紧板的计算 768

16.2.8 止推板的计算 768

16.3 带式压榨过滤机的设计计算 769

16.3.1 带式压榨过滤机滤带有效宽度的选择 769

16.3.2 压榨辊的刚度计算 769

16.3.3 变频调速交流异步电动机的转速计算 770

16.3.4 带式压榨过滤机的功率选择 770

16.4 离心机的设计计算 770

16.4.1 转鼓强度计算 770

16.4.2 临界转速计算 774

16.4.3 功率计算 775

16.4.4 刹车装置验算 779

16.4.5 液压系统计算 779

参考文献 783

17 过滤实验与选型 784

17.1 实验室过滤实验的理论基础 784

17.1.1 真比阻和表观比阻 784

17.1.2 非压缩性滤饼过滤方程式的积分形式 785

17.1.3 压缩性滤饼过滤方程式的积分形式 785

17.1.4 滤饼渗透率的计算法 787

17.2 用瓷漏斗法测定滤饼的比阻和压缩性 788

17.2.1 瓷漏斗法的试验装置 788

17.2.2 瓷漏斗试验的操作方法 790

17.2.3 过滤比阻的计算 791

17.2.4 滤饼压缩性的计算 791

17.3 毛细管吸引时间（CST）的测定 792

17.3.1 CST测定装置 792

17.3.2 CST测定装置的操作方法 792

17.3.3 比阻与CST的相互关系 793

17.4 絮团物理特性的测定法 794

17.4.1 絮团及其物理特性 794

17.4.2 絮团的力学性质及其测定法 795

17.5 絮团强度的测定方法——标准搅拌机法 797

17.5.1 实验装置和操作方法 797

17.5.2 实验室数据与工厂装置的关系 798

17.6 絮团强度的测定方法——棒插入法 800

17.6.1 实验装置 800

17.6.2 实验方法 800

17.6.3 絮团强度的定量评价 800

17.7 多功能过滤实验装置 802

17.7.1 实验装置的特点和组成 802

17.7.2 真空滤叶实验装置 803

17.7.3 压缩渗透实验装置 804

17.7.4 加压容器型和板框型过滤实验装置 807

17.7.5 过滤介质微孔的等效孔径测定 809

17.8 带式压榨实验装置 811

17.8.1 单辊实验装置 811

17.8.2 各种因素对脱水性能的影响 811

17.9 其他实验室试验方法 814

17.9.1 滤室截面突然缩小测量Cav法 814

17.9.2 压力探头测量滤饼高度法 814

17.10 过滤机的选型 816

17.10.1 选型时应考虑的要素 816

17.10.2 过滤形式的初步选定方法 820

参考文献 823

18 固液分离技术研究进展 824

18.1 过滤介质研究进展 824

18.1.1 新型离子交换过滤滤芯 824

18.1.2 新型纤维过滤器 824

18.1.3 有机预涂助滤剂的研究进展 825

18.2 滤饼结构研究进展 825

18.2.1 对超滤滤饼的二元图像进行三维重建 826

18.2.2 软胶体固结的多级蠕变 826

18.2.3 生物组织的过滤／固结分析 827

18.3 膜过滤研究进展 827

18.3.1 膜生物反应器在水处理中的应用趋势 828

18.3.2 科威特在微滤技术上的发展 828

18.3.3 医药行业中有机溶剂的纳滤 829

18.3.4 微滤膜在循环水养殖中的应用 830

18.4 研究测试与模拟 830

18.4.1 测量孔径分布的新方法 831

18.4.2 滤芯泡点测试仪 831

18.4.3 过滤计算流体力学模拟方法 832

参考文献 833

19 过滤技术在工业生产及其他领域中的应用 835

19.1 过滤技术在选矿、冶金及煤炭工业中的应用 835

19.1.1 过滤在选矿工业中的应用 835

19.1.2 过滤在有色冶炼中的应用 843

19.1.3 过滤在钢铁工业中的应用 856

19.1.4 过滤在煤炭工业中的应用 860

19.2 过滤技术在石油化学工业中的应用 864

19.2.1 过滤在石油工业中的应用 864

19.2.2 过滤在化学工业中的应用 867

19.3 过滤技术在医药及食品工业中的应用 880

19.3.1 过滤在医药工业中的应用 880

19.3.2 过滤在食品工业中的应用 888

19.4 过滤技术在其他领域中的应用 900

19.4.1 高速过滤技术在海水养殖及水净化工程中的应用 900

19.4.2 过滤在环保及其他领域中的应用 907

19.4.3 过滤布在工业部门的应用 909

参考文献 918

附录1 分离机械行业现行标准目录 921

附录2 过滤机及过滤介质生产厂商名录 923