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2019年马会全年资料 固液分离的发展趋势

[来源:原创] [作者:浙江北斗星环保科技有限公司] [日期:17-09-07] [热度:]

十几年来,随着物料脱水技术应用领域的扩大,很多要求固液分离的浆体中的固形物颗粒粒度都很细,且有越来越细之势,而且总的发展趋势是要求滤液的高澄清度和滤渣的低含液量,以减少干燥和进一步处理的工作量,降低固液分离成本。因此,固液分离技术正处于方兴未艾的发展期,但由于固液分离所涉及的领域和学科非常广泛,其发展速度也很快,其发展趋势大致在如下几方面。

(1)在不太增加能耗的前提下发展和改进各种压滤机

为降低滤渣的含液量和降低脱水总成本,促进各式压滤机的发展,同时基于对滤饼尤其是可压缩滤饼性质的深入研究,应更加重视和发展滤饼的压榨或压缩技术。

间断式板框压滤机仍是主要的压滤设备,国内外产量均很大。提高板框压滤机的工作压力是降低滤饼水分的重要措施,国外的板框式压滤机的工作压力,一般为0.6~ 1.4 MPa,有些可达2.5 MPa,最高可达7.O MPa。间断式板框压滤机在材料、板框结构、进出口布置、过滤介质、提高和合理采用过滤压力以及过滤机理等多方面进行研究和改进。理论上提出了板框压滤机是半横流式而非端式过滤等观点。板框材料和结构上也有新的发展,如除铸铁外,还采用不锈钢或涂有合成树脂膜的铝合金、青铜、聚丙烯( PP)或聚乙烯(PVC)、CPVC板框等。有些滤板不仅可承受2.0~2.5 MPa的压力,而且可耐150度以下的高温。合理的板框设计是压滤机制造的核心技术,国内外还有一些设计用的数学模型,关键是使料浆在最低的压力下能均匀分布在滤布上,使液体能顺利透过,并使滤饼能受到挤压和剪切。为进一步降低滤饼水分,国内外还发展了加有隔膜压榨的板框压滤机。

带式压滤机以其连续工作的优越性和大量处理污泥的特点,在国外得到很大的发展,尤其在设备的结构上,包括脱水辊和挤压辊的大小、个数和布置等有较大的发展。为大幅度降低滤渣含湿率,压榨机已进入脱水设备行列,并正在改进和发展。

旋转圆筒式压滤机的类型有多种。德国生产的圆盘式连续压滤已为国人所熟悉。如用于药物、染料、食用油、有机溶液以及纤维素等过滤消毒的旋转压滤机,用不锈钢制成,工作压力为0.3—0.6 MPa,过滤面积0.12-7.7 m²,直径可达2m,滤饼厚度2 -150 mm,得到较多的应用。

螺旋压榨机是一个非常紧凑的设备,脱水、压榨和运输筛分全由一个螺旋来完成。螺旋安在一个多孔的机壳内,它既是压榨机构也是运输机构。由于螺旋和机壳间的空间越来越小,物料被压挤,其有效体积也不断缩小。压榨机的种类基本有两种:一种是圆筒形外壳,螺旋的螺距逐渐减小;一种是圆锥形外壳,螺旋直径逐渐减小。

(2)沉降离心机潜力的开发

沉降离心机和过滤离心机是固液分离的重要设备,用途广,发展快,品种多,国内外的厂家也相当多。除转鼓和螺旋结构外,离心机在机械传动、检测、指示、自动控制以及密封等方面,都有待完善。过滤离心机原则上分为间断上悬式、自动短循环间断式和连续输送式等。为了满足微细物料的脱水的要求,上悬式的过滤介质可用帆布、金属丝加强布或金属丝网。对于沉降离心机,关键问题是降低其滤液浊度和滤渣水分。微米乃至纳米级料浆的浓缩和过滤是当前的难题,目前唯有管式离心机的给料粒度可小到0.5 - 50 um。据称,直径约100 mm的管式离心机的转速可达20000 r/min,分离因素约达40000。一种高固体脱水离心机,通过延长脱水时间、采用适当的离心力和改进钵体结构,可以提高滤渣含固量。该机沉渣水分可比一般离心机低3%一10%,而且能耗低,关键是改进了扭矩控制系统,使钵体和卧螺间的速差降低至1~ 30 /min,这样就延长了脱水时间,而且不会发生堵塞。NOXON沉降式离心机具有很强的检测和自动调整能力,其控制系统中存储了多种调整曲线.可根据不同的处理污泥,选择最佳操作条件,既可浓缩,也可澄清。

(3)复合技术正在实践中发展

复合技术在过滤脱水中的应用已经越来越普遍。

J - VAP压滤机,将蒸发、真空技术结合在板框压滤机上,使滤饼水分几乎达到干燥的水平,可在55%~ 99%固含量范围内选择。其过滤室很窄,所以初步过滤阶段的时间很短,只是排除自由水,接着就用65-80度的热水压缩滤室,并引入真空,使残存的水分能蒸发,此阶段的时间可根据物料性质设定,该阶段终了后即卸饼。这种压滤机可处理特细的料浆。

Larox和Scheibler两个过滤公司共同开发的过滤机利用了微米和亚微米颗粒能附着在过滤介质的纤维上的吸附现象,尽管这些颗粒的粒度足以通过介质的孔隙,但这样的料浆通过这种压滤机后滤液极清,固体颗粒浓度仅百万分之几,而且完全不需要助滤剂。

在压滤机上加电场是从处理污泥开始的,因为提高带式压滤机处理能力是污水处理过程中产生的污泥处理中的重要课题。根据研究,各种污泥的极限脱水率都很相似,但电导率相差较大,所以将电场引入过滤过程,颗粒在电场作用下的电泳和液体在电场作用下的电渗,以及电流通过料浆导致的料浆温度升高,黏度降低等,都会对污泥的脱水性产生较大的影响。根据小型实验的结果,滤饼含固率可由20%上升到40%。电脱水的关键问题是能耗大。

(4)膜过滤技术蓬勃发展

由于需要脱水的物料的固形物颗粒越来越小,纳米级料浆的脱水成为突出的课题。为解决细粒固形物固液分离问题,膜过滤技术得到应用。膜滤包括微滤、超滤、反渗透、纳滤等,它已是一个专门学科,在理论上和技术上都相当丰富。目前在同液分离中应用的膜过滤技术主要是微滤至超滤(微滤截留粒度O l~ IO um,超滤为0 001~0.1um)。过滤介质是膜过滤的关键,微孔膜的孔径标准一般为O.l um、0.2um、0.3 um、0.45 um、0.65 um和5um,也可做成10um。制作微孔膜的方法很多,目前国内外商品化的微孔膜主要有混合纤维素酯、再生纤维素、聚氯乙烯、聚酰胺、芳香聚酰胺、聚硫聚四氟乙烯、改性丙烯酸聚合物等。各种膜均可做成各式的膜组件,有平板式、卷式、中空式、折叠式、管式等,再将组件做成设备或装置。

微孔过滤介质也得到蓬勃的发展,除微滤膜外,还有各种滤芯、烧结微孔过滤介质和复合膜微孔过滤介质。滤芯的应用场合很多,从气体、液体到多种油类。滤芯虽然可以经清洗再生,但大多数是一次性的,所以应尽可能价廉。滤芯的最高工作压力一般为0.5 MPa。

(5)其他

絮凝剂、凝聚剂和助滤剂、助滤料仍是料浆脱水的重要辅助手段,同样过滤介质作为过滤机的心脏也是重要的研究方面。

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