х поділу вибір найбільш відповідної фільтрувальної перегородки досить складний, у зв'язку з низкою вимог, одночасне виконання яких не можна досягти вибором однієї з наявних фільтрувальних перегородок. Тому вибір нерідко зводиться до знаходження найбільш розумного компромісу між різними, взаємно суперечливими вимогами, що пред'являються до фільтрувальної перегородці в даних умовах поділу суспензії.
2. Основні розрахункові формули і залежності
) При р=const об'єм фільтрату V, що пройшов через 1 м2 фільтруючої поверхні за час t, і тривалість фільтрування т зв'язані рівнянням:
(1)
Де З -константа фільтрування, що характеризує гідравлічний опір фільтрувальної перегородки (тканини), м3/м2; К - константа фільтрування, що враховує режим процесу фільтрування та фізико-хімічні властивості осаду і рідини м2/с; ?- Тривалість фільтрування, с. Константи К. і С визначаються дослідним шляхом.
) Швидкість фільтрування [в м3/(м2-с)] визначається з рівняння:
(2)
) Константа фільтрування К (в м2/с), віднесена до 1 м2 фільтруючої поверхні, при? p=const
(3)
де? p - перепад тисків на фільтрі, Па; ? - динамічний коефіцієнт в'язкості фільтрату, Па-с; r - питомий опір осаду (у розрахунку на 1 кг міститься в ньому твердого сухої речовини), м/кг; с - маса сухого твердого речовини, що відкладається па фільтрі при проходженні через фільтруючу поверхню 1 м3 фільтрату, кг/м3.
) Величина C (у кг/м3) може бути виражена через концентрацію фильтруемой суспензії x наступним чином:
(4)
де р - щільність фільтрату, кг/м3; х - масова концентрація твердої фази в суспензії, кг/кг; m - маса вологого осаду в розрахунку на 1 кг міститься в ньому сухої речовини, кг/кг. При підстановці значення з в рівняння (3) отримуємо наступну формулу для константи К (в м2/с):
(5)
Якщо відома константа фільтрування K, то питомий опір осаду r може бути знайдено з рівняння (3), вирішеного щодо r (м/кг сухого осаду):
(6)
5) Константа фільтрування С (в м3/м2), яка характеризує опір фільтрувальної перегородки (тканини) і віднесена до 1 м2 поверхні фільтра, при р=const визначається наступним виразом
(7)
або у відповідності з рівнянням (4):
(8)
де RТК - питомий опір фільтруючої тканини (на 1 м2 поверхні), м/м2; r - питомий опір осаду, м/кг. Отже, якщо значення константи фільтрування С (в м3/м2) відомо, то питомий опір тканини може бути обчислено за формулою:
(9)
) Кількість сухої речовини G (в кг) в осаді, одержуваному на фільтрі, залежить від кількості зібраного фільтрату V, щільності фільтрату р, масової частки твердої фази в суспензії x вологості осаду (виражається масовим відношенням т) і може бути обчислене по формулою:
(10)
) Концентрація твердої фази в суспензії х залежно від щільності суспензії рс виражається формулою:
(11)
Щільність суспензії:
(12)
У цих формулах х - масова концентрація твердої фази в суспензії, кг/кг; рс - щільність суспензії, кг/м3; р - щільність рідкої фази, кг/м3; ртв -щільність твердої фази, кг/м3; n - маса рідкої фази в суспензії на одиницю маси твердої фази (Т: Ж=1: n).
За формулою (12) можна обчислити і густина вологого осаду, розглядаючи його як концентровану суспензію.
. Обладнання
Власне фільтром є тонка сітка з мікроскопічними отворами. В якості фільтруючого матеріалу можуть бути використані кварцовий пісок, подрібнений гравій, коксовий дріб'язок, а також всі види газифікованого твердого палива (буре вугілля, торф, деревина). Вибір матеріалу здійснюється в залежності від виду стічних вод і наявності фільтруючого матеріалу.
Класифікація фільтрів
Однією з основних характеристик, що використовуються для класифікації фільтрів, є періодичність або безперервність їх дії, у зв'язку з чим вони поділяються на фільтри періодичної і безперервної дії. Обидва типи широко застосовують в промисловості для процесів фільтрування з утворенням осаду.
Безперервний процес відповідає сталому процесу, коли параметри речовини (температура, тиск, склад) в кожній точці апарату не змінюються з часом.
Будь існуючий фільтр безперервної дії відрізняється тим, що кожен елементарний ділянку його поверхні фільтрування безперервно переміщується по замкнутій кривій, пр...
