自清洗过滤器发展史

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自清洗过滤器是利用多孔性过滤介质，截留液体与固体颗粒混合物中的固体颗粒，而实现固、液分离的设备。自清洗过滤器广泛应用于化工、石油、制药、轻工、食品、选矿、煤炭和水处理等部门。
% }5 s3 w% V: I; m　　中国古代即已应用过滤技术于生产，公元前二百年已有植物纤维制作的纸。公元105年，蔡伦改进了造纸法，他在造纸过程中将植物纤维纸浆荡于致密的细竹帘上，水经竹帘缝隙滤过，一薄层湿纸浆留于竹帘面上，干后即成纸张。
　　最早的过滤大多为重力过滤，后来采用加压过滤提高了过滤速度，进而又出现了真空过滤。20世纪初发明的转鼓真空自清洗过滤器实现了过滤操作的连续化。此后，各种类型的连续自清洗过滤器相继出现。间歇操作的自清洗过滤器因能实现自动化操作而得到发展，过滤面积越来越大。为得到含湿量低的滤渣，机械压榨的自清洗过滤器得到了发展。
　　用过滤介质把容器分隔为上、下腔，即构成简单的过滤器。悬浮液加入上腔，在压力作用下通过过滤介质进入下腔成为滤液，固体颗粒被截留在过滤介质表面形成滤渣(或称滤饼)。
　　过滤过程中过滤介质表面积存的滤渣层逐渐加厚，液体通过滤渣层的阻力随之增高，过滤速度减小。当滤室充满滤渣或过滤速度太小时，停止过滤，清除滤渣，使过滤介质再生，以完成一次过滤循环。
　　液体通过滤渣层和过滤介质必须克服阻力，因此在过滤介质的两侧必须有压力差，这是实现过滤的推动力。增大压力差可以加速过滤，但受压后变形的颗粒在大压力差时易堵塞过滤介质孔隙，过滤反而减慢。
0 b/ z. V8 q" W( V& M2 Q3 r* j: `　　悬浮液过滤有滤渣层过滤、深层过滤和筛滤三种方式。滤渣层过滤是指在经过过滤初期后，形成了初始滤渣层，此后，滤渣层对过滤起主要作用，这时大、小颗粒均被截留；深层过滤是指过滤介质较厚，悬浮液中含固体颗粒较少，且颗粒小于过滤介质的孔道，过滤时，颗粒进入后被吸附在孔道内的过滤；筛滤是过滤截留的固体颗粒都大于过滤介质的孔隙，过滤介质内部不吸附固体颗粒的过滤方式，例如转筒式过滤筛滤去污水中的粗粒杂质。
! t( b" v# w& a2 B0 w7 I! \　　在实际的过滤过程中，三种方式常常是同时或相继出现。自清洗过滤器的处理能力取决于过滤速度。悬浮液中的固体颗粒大、粒度均匀时，过滤的滤渣层孔隙较为畅通，滤液通过滤渣层的速度较大。应用凝聚剂将微细的颗粒集合成较大的团块，有利于提高过滤速度。
9 \6 u3 x( ~& {  g2 }1 L　　对于固体颗粒沉降速度快的悬浮液，应用在过滤介质上部加料的自清洗过滤器，使过滤方向与重力方向一致，粗颗粒首先沉降，可减少过滤介质和滤渣层的堵塞；在难过滤的悬浮液(如胶体)中混入如硅藻土、膨胀珍珠岩等较粗的固体颗粒，可使滤渣层变得疏松；滤液粘度较大时，可加热悬浮液以降低粘度。这些措施都能加快过滤速度。
$ R% F) k2 u8 h  U　　自清洗过滤器按获得过滤推动力的方法不同，分为重力过滤器、真空自清洗过滤器和加压自清洗过滤器三类。重力过滤器是借助悬浮液的重力和位差，在过滤介质上形成的压力作为过滤的推动力，一般为间歇操作。
　　真空过滤器是在滤液出口处形成负压作为过滤的推动力。这种自清洗过滤器又分为间歇操作和连续操作两种。间歇操作的真空自清洗过滤器可过滤各种浓度的悬浮液，连续操作的真空自清洗过滤器适于过滤含固体颗粒较多的稠厚悬浮液。
　　加压过滤器以在悬浮液进口处施加的压力，或对湿物料施加的机械压榨力作为过滤推动力，适用于要求过滤压差较大的悬浮液，也分为间歇操作和连续操作两种。
　　自清洗过滤器应根据悬浮液的浓度、固体粒度、液体粘度和对过滤质量的要求选用。先选择几种过滤介质，利用过滤漏斗实验，测定不同过滤介质和不同压差下的过滤速度、滤液的固体含量、滤渣层的厚度和含湿量，找出适宜的过滤条件，初步选定自清洗过滤器类型，再根据处理量选定过滤面积，并经实际试验验证。
% J* U  ?2 x6 P( R　　正在发展的新型过滤设备有：机械力压榨过滤设备；能实现无滤渣层过滤的动态自清洗过滤器；洗选煤炭污水处理、化工和石油工业用的大型过滤设备。
) v' S9 z( Z- l9 x* D. I" O- a　　在过滤理论研究方面，滤渣层过滤阻力和孔隙率的测算、过滤速度、过滤设备的模拟和放大、稀薄液体澄清过滤和动态自清洗过滤器理，以及过滤介质的研究，都是重要的课题。利用电子计算机控制过滤操作是过滤设备的发展方向。
文章关键词： 过滤器

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