过滤技术是一个非常古老的化工单元操作。虽然具有悠久的历史,但在近代化工中一直没有引起人们应有的重视。近年来,随着工业生产技术的发展,过滤技术的重要性越来越受到人们的重视,自1974年召开了第一次国际过滤会议以来已经举行了五次世界性的专业会议。第一次国际颗粒技术会议于1986年在德国召 开,这从一个侧面反映了过滤和相关技术的理论研究和应用开发在近年来已经有 了较大的发展。与此同时,我国在1987年和1990年已经召开了两次全国非均相 分离学术报告会,此外,机械学会流体工程学组也定期举行分离机械技术交流会。 这表明过滤技术在我国已日益受到人们的重视E。世界过滤大会是当今世界上过 滤与分离机械行业学术地位最高的学术会议。最初由总部设在英国伦敦的国际过 滤学会(下设欧洲、美国、英国、法国、加拿大、比利时、南非、日本等分会) 主办,每三至四年举行一次。第十届世界过滤大会于2008年4月14-18 H在德国莱比锡市举行,会议有来自全世界约400名代表参会,会上发表了300余篇论 文,内容涉及空气、工业气体、废气的过滤与分离,液体的过滤与分离、废水的 处理和水的净化、过滤材料和膜分离等领域。会议论文涉及基础研究、应用基础研究和工业化应用等方面的工作。从本次会议的报告内容来看,最大的特点是约 有三分之一的论文涉及膜和膜分离过程、膜的应用等内容,可见膜的分离过程受 到各国学者的普遍重视。此外,各个领域中均有一定数量的论文涉及了基础或应 用基础研究,也有一定数量的论文涉及过滤与分离过程及其优化等的内容圆。
为加快过滤速率,扩大可滤范围,科研工作者们做出了许多努力。一般而言,可通过改变滤饼结构、改变颗粒构形、限制滤饼层的增长来达到上述目的。常用的手段包括使用助滤剂、对悬浮液进行预处理、采用动态过滤等手段図。
为减缓由于压力升高而造成滤饼压紧以及介质的堵塞,可以使用助滤剂。在使用助滤剂作表面过滤时,截留颗粒的平均直径可达到1〜2pn,甚至更小。对助滤剂的技术要求是刚性(不可压缩)、适当的粒度和形成较为疏松的滤饼。常用的助滤剂是硅藻土,此外还有膨胀珍珠岩、纤维素、石棉等。助滤剂有两种使用方法:一是预敷,即在过滤开始时先过滤仅含助滤剂的悬浮体,使助滤剂在过滤介质表面形成1〜2mm厚的预敷滤饼层,然后再对实际悬浮体进行过滤;二是将助滤剂以一定比例混入待滤的悬浮体中。但过量使用助滤剂,并不能提高滤饼的透过性,应通过试验找岀助滤剂的最佳加入量。
对悬浮液进行预处理,通常是在悬浮体中加入少量的化学药剂,改变颗粒的聚集状态,使其便于过滤。化学药剂对悬浮液的处理机理主要包括凝聚作用和絮凝作用凹。
动态过滤(十字流过滤)是利用各种作用力以限制滤饼的增长,从而提高过滤效率。这些作用力主要包括:流体动力、离心力和机械作用力等,而实际上往往是上述诸力的联合作用。