過(guò)濾操作的基本概念

過(guò)濾操作的基本概念第1頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第七章過(guò)濾

第一節(jié)過(guò)濾操作的基本概念第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論本章主要內(nèi)容第2頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、過(guò)濾過(guò)程二、過(guò)濾介質(zhì)三、過(guò)濾分類本節(jié)的主要內(nèi)容第一節(jié)過(guò)濾操作的基本概念第3頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四混合物的分離：液體和氣體混合物什么現(xiàn)象屬于過(guò)濾？混合物中的流體在推動(dòng)力（重力、壓力、離心力）的作用下通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，固體粒子被截留，而流體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)流體與顆粒物的分離。液－固分離，氣－固分離如砂濾池、袋式除塵器、口罩……

過(guò)濾分離的對(duì)象？粗大顆粒、細(xì)微離子、細(xì)菌、病毒和高分子物質(zhì)等

一、過(guò)濾過(guò)程第一節(jié)過(guò)濾操作的基本概念第4頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四固體顆粒：由一定形狀的固體顆粒堆積而成，包括天然的和人工合成的。天然：石英砂、無(wú)煙煤、磁鐵礦粒等。人工：聚苯乙烯發(fā)泡塑料球等。固體顆粒過(guò)濾介質(zhì)在水處理中的各類濾池中應(yīng)用廣泛，通常稱為濾料。二、過(guò)濾介質(zhì)第一節(jié)過(guò)濾操作的基本概念第5頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

織物介質(zhì)：又稱濾布，如棉、麻、絲、毛、合成纖維、金屬絲等編制成的濾布。

多孔固體介質(zhì)：如素?zé)沾砂寤蚬堋Y(jié)金屬板或管等。

多孔膜：由高分子有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料制成的薄膜，根據(jù)分離孔徑的大小，可分為微濾、超濾等。第一節(jié)過(guò)濾操作的基本概念第6頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.按過(guò)濾機(jī)理分：有表面過(guò)濾和深層過(guò)濾2.按促使流體流動(dòng)的推動(dòng)力分：重力過(guò)濾：在水位差的作用下被過(guò)濾的混合液通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，如水處理中的快濾池。

真空過(guò)濾：在真空下過(guò)濾，如水處理中的真空過(guò)濾機(jī)。

壓力差過(guò)濾：在加壓條件下過(guò)濾，如水處理中的壓濾濾池。離心過(guò)濾：使被分離的混合液旋轉(zhuǎn)，在所產(chǎn)生的慣性離心力的作用下，使流體通過(guò)周邊的濾餅和過(guò)濾介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)與顆粒物的分離。三、過(guò)濾分類

第一節(jié)過(guò)濾操作的基本概念第7頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(1)過(guò)濾過(guò)程在環(huán)境工程領(lǐng)域有哪些應(yīng)用。(2)環(huán)境工程領(lǐng)域中的過(guò)濾過(guò)程，使用的過(guò)濾介質(zhì)主要有哪些。(3)過(guò)濾的主要類型有哪些。(4)表面過(guò)濾和深層過(guò)濾的主要區(qū)別是什么。本節(jié)思考題第一節(jié)過(guò)濾操作的基本概念第8頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、過(guò)濾基本方程二、過(guò)濾過(guò)程的計(jì)算三、過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定四、濾餅洗滌五、過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算本節(jié)的主要內(nèi)容第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第9頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四表面過(guò)濾過(guò)程被過(guò)濾的顆粒粒徑較小的情況表面過(guò)濾通常發(fā)生在過(guò)濾流體中顆粒物濃度較高或過(guò)濾速度較慢的情況。給水處理：慢濾池污泥脫水：使用的各類脫水機(jī)（如真空過(guò)濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)等）濾餅過(guò)濾多孔性介質(zhì)第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第10頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)工作過(guò)程示意第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第11頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四帶式脫水機(jī)第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第12頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四主要特征：隨著過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行，流體中的固體顆粒被截留在過(guò)濾介質(zhì)表面并逐漸積累成濾餅層。濾餅層厚度：隨過(guò)濾時(shí)間的增長(zhǎng)而增厚，其增加速率與過(guò)濾所得的濾液的量成正比。過(guò)濾速度：由于濾餅層厚度的增加，因此在過(guò)濾過(guò)程中是變化的。

過(guò)濾速度是描述過(guò)濾過(guò)程的關(guān)鍵！推動(dòng)力其它因素一、過(guò)濾基本方程第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第13頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四處理量：處理的流體流量或分離得到的純流體量V(m3)過(guò)濾推動(dòng)力：由流體位差、壓差或離心力場(chǎng)造成的過(guò)濾壓差p過(guò)濾面積：表示過(guò)濾設(shè)備的大小A(m2)過(guò)濾速度：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過(guò)單位面積的濾液量u過(guò)濾過(guò)程的主要參數(shù)第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第14頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四某一過(guò)濾時(shí)間t時(shí)的過(guò)濾狀態(tài)

p

過(guò)濾壓差

相應(yīng)的濾液量為V

過(guò)濾速度u定義為：

dt——微分過(guò)濾時(shí)間,sdV——dt時(shí)間內(nèi)通過(guò)過(guò)濾面的濾液量,m3

A——過(guò)濾面積,m2

Lm（表觀）第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

（7.2.1）第15頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四過(guò)濾速度與推動(dòng)力之間的關(guān)系可用下式（Darcy定律）表示：Rm：過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾阻力,1/mRc：濾餅層過(guò)濾阻力,1/m假設(shè)rm，r分別為過(guò)濾介質(zhì)和濾餅層的過(guò)濾比阻,1/m2

Rm=rmLm；Rc=rL

(7.2.2)

(7.2.4)

Ruth過(guò)濾方程r：與過(guò)濾介質(zhì)上形成的濾餅層的孔隙結(jié)構(gòu)特性有關(guān)L：與濾液量有關(guān)，在過(guò)濾過(guò)程中是變化的。第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第16頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四假設(shè)每過(guò)濾1m3濾液得濾餅f（m3）

V：濾液體積(m3)第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.5)……(7.2.8)另外，可把過(guò)濾介質(zhì)的阻力轉(zhuǎn)化成厚度為L(zhǎng)e的濾餅層阻力

(7.2.6)(7.2.7)則：或：(7.2.8)第17頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四濾餅層的比阻r有兩種情況：不可壓縮濾餅：濾餅層的顆粒結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在壓力的作用下不變形，r與p無(wú)關(guān)可壓縮濾餅：在壓力的作用下容易發(fā)生變形

r0：?jiǎn)挝粔翰钕聻V餅的比阻，m-2Pa-1；s：濾餅的壓縮指數(shù)，對(duì)于可壓縮濾餅，s=0.2～0.8，對(duì)于不可壓縮濾餅，s=0第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

經(jīng)驗(yàn)式：(7.2.9)第18頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四將比阻計(jì)算式代入式（7.2.8），得：假設(shè)則：令q=V/A，qe=Ve/A（qe稱為過(guò)濾介質(zhì)比當(dāng)量濾液體積），則

(7.2.12)（濾餅過(guò)濾基本方程）第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.10)(7.2.11)第19頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四K：過(guò)濾常數(shù)，如何測(cè)定?與下列因素有關(guān)：濾餅的顆粒性質(zhì)懸浮液濃度濾液黏度濾餅的可壓縮性qe：過(guò)濾介質(zhì)特性參數(shù)第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第20頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、過(guò)濾過(guò)程的計(jì)算確定濾液量與過(guò)濾時(shí)間和過(guò)濾壓差等之間的關(guān)系。（一）恒壓過(guò)濾在過(guò)濾過(guò)程中，過(guò)濾壓差自始自終保持恒定。對(duì)于指定的懸浮液，K為常數(shù)。對(duì)式(7.2.11)或式(7.2.12)進(jìn)行積分：第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.13a)(7.2.13b)第21頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四若過(guò)濾介質(zhì)阻力可忽略不計(jì)，則簡(jiǎn)化為：

如果恒壓過(guò)濾是在濾液量已達(dá)到V1，即濾餅層厚度已累計(jì)到L1的條件下開(kāi)始時(shí)，應(yīng)如何計(jì)算？K可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。

L1V1積分時(shí)：時(shí)間從0t，濾液量V1V

第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.14a)(7.2.14b)(7.2.15)第22頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四如何應(yīng)用恒壓過(guò)濾方程？設(shè)計(jì)型：已知要處理的懸浮液量和推動(dòng)力，求所需的過(guò)濾面積操作型：已知過(guò)濾面積和推動(dòng)力，求懸浮液的處理量；已知過(guò)濾面積和懸浮液的處理量，求推動(dòng)力。第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第23頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第24頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第25頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）恒速過(guò)濾

恒速過(guò)濾是指在過(guò)濾過(guò)程中過(guò)濾速度保持不變，即濾液量與過(guò)濾時(shí)間呈正比。或代入式（7.2.11）第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.16b)(7.2.16a)或(7.2.17b)(7.2.17a)第26頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四在恒速過(guò)程方程中，過(guò)濾壓差隨時(shí)間是變化，因此過(guò)濾常數(shù)K隨時(shí)間t變化若忽略過(guò)濾介質(zhì)阻力，則簡(jiǎn)化為:或第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.18a)(7.2.18a)第27頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)際上過(guò)濾模式常常采用：先恒速過(guò)濾后恒壓過(guò)濾在開(kāi)始過(guò)濾時(shí)，以較低的恒速操作，避免顆粒穿透過(guò)濾介質(zhì)。當(dāng)壓差上升到給定數(shù)值后，再采用恒壓過(guò)濾，直到過(guò)濾終止。計(jì)算：恒壓過(guò)濾中的起始濾液量為恒速過(guò)濾末段的濾液量第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第28頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第29頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第30頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第31頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、過(guò)濾常數(shù)的測(cè)定

（一）過(guò)濾常數(shù)K，qe的計(jì)算對(duì)于恒壓過(guò)濾，過(guò)濾積分方程改寫(xiě)為：

t/q

q

2qe/K

斜率1/K

第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.19)第32頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）壓縮指數(shù)s的計(jì)算在不同的過(guò)濾壓差下做過(guò)濾實(shí)驗(yàn)求得相應(yīng)的K，由上式可得s。第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.20)第33頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、濾餅洗滌

在某些過(guò)濾操作中，為了去除或回收濾餅中殘留的濾液或可溶性雜質(zhì)，需要在過(guò)濾結(jié)束時(shí)，對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌。洗滌過(guò)程需要確定的主要內(nèi)容是計(jì)算洗滌速度和洗滌時(shí)間。第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第34頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四洗滌速度是單位時(shí)間通過(guò)單位洗滌面積的洗滌液量：洗滌液在濾餅層中的流動(dòng)過(guò)程與過(guò)濾過(guò)程類似。洗滌速度與過(guò)濾終了時(shí)的濾餅層狀態(tài)有關(guān)。若洗滌壓力與過(guò)濾終了時(shí)的操作壓力相同，則洗滌速度與過(guò)濾終了時(shí)速度之間有如下近似關(guān)系：

、w——濾液、洗滌液的粘度，Pa·s；L、Lw——過(guò)濾終了時(shí)濾餅層厚度、洗滌時(shí)穿過(guò)的濾餅層厚度，m第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.21)第35頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四如果洗滌液走的路徑和過(guò)濾終了時(shí)的路徑完全相同，洗滌液粘度和濾液粘度亦相同，則：設(shè)洗滌液用量為Vw，則洗滌時(shí)間為第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.23)(7.2.24)第36頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四五、過(guò)濾機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力一般以單位時(shí)間得到的濾液量qV表示。（一）間歇式過(guò)濾機(jī)間歇式過(guò)濾機(jī)的每一個(gè)操作循環(huán)包括：

過(guò)濾tF洗滌tW卸料tD假設(shè)在每個(gè)操作循環(huán)中過(guò)濾機(jī)的濾液量為V，則間歇式過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力為：tT第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.26)第37頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）連續(xù)式過(guò)濾機(jī)

其定義與間歇式過(guò)濾機(jī)相同。但連續(xù)式過(guò)濾機(jī)在生產(chǎn)周期的任一時(shí)刻，過(guò)濾機(jī)不同部位同時(shí)進(jìn)行著過(guò)濾、洗滌、卸餅和清洗等操作。第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第38頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為n（r/s）,即旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為1/n(s)。起過(guò)濾作用的是浸沒(méi)在液體中的轉(zhuǎn)筒表面，所對(duì)應(yīng)的園心角與2之比稱為浸沒(méi)度。浸沒(méi)度等價(jià)于過(guò)濾時(shí)間在旋轉(zhuǎn)周期中所占的比例，因此每個(gè)周期中有效的過(guò)濾時(shí)間為：由式（7.2.13a）可求得每一周期可得的濾液量為：轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力為：（m3/s）第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

(7.2.29)(7.2.30)(7.2.31)第39頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(1)表面過(guò)濾的過(guò)濾阻力由哪些部分組成。(2)表面過(guò)濾的過(guò)濾速度與推動(dòng)力和阻力的關(guān)系如何表示。(3)過(guò)濾常數(shù)與哪些因素有關(guān)。(4)哪些因素影響濾餅層比阻。(5)過(guò)濾介質(zhì)的比當(dāng)量濾液量的物理意義是什么。本節(jié)思考題第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第40頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(6)恒壓過(guò)濾和恒速過(guò)濾的主要區(qū)別是什么。(7)如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定過(guò)濾常數(shù)、過(guò)濾介質(zhì)的比當(dāng)量濾液量和壓縮指數(shù)。(8)洗滌過(guò)程和過(guò)濾過(guò)程有什么關(guān)系。(9)間歇式過(guò)濾機(jī)和連續(xù)式過(guò)濾機(jī)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)是什么。本節(jié)思考題第二節(jié)表面過(guò)濾的基本理論

第41頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論一、流體通過(guò)顆粒床層的流動(dòng)二、深層過(guò)濾過(guò)程中懸浮顆粒的運(yùn)動(dòng)三、深層過(guò)濾的水力學(xué)本節(jié)的主要內(nèi)容第42頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四深層過(guò)濾過(guò)程利用過(guò)濾介質(zhì)間空隙進(jìn)行過(guò)濾。通常發(fā)生在以固體顆粒為濾料的過(guò)濾操作中。濾料內(nèi)部空隙大于懸浮顆粒粒徑。懸浮顆粒隨流體進(jìn)入濾料內(nèi)部，在攔截、慣性碰撞、擴(kuò)散沉淀等作用下顆粒附著在濾料表面上而與流體分開(kāi)。流體在顆粒濾料層中的流動(dòng)規(guī)律第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論第43頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四深層過(guò)濾在水處理中的應(yīng)用水處理中的快濾池、加壓砂濾器深層過(guò)濾一般適用于流體中顆粒含量少的場(chǎng)合?？鞛V池第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論第44頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、流體通過(guò)顆粒床層的流動(dòng)顆粒床層是由一定大小和形狀的顆粒組成。

（一）混合顆粒的幾何特性1.粒度分布篩分實(shí)驗(yàn):采用一套標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行測(cè)量

混合顆粒的累計(jì)粒度分布曲線

大小稱量篩留物，計(jì)算在混合顆粒中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論第45頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.混合顆粒的平均粒徑混合顆粒的平均粒徑有多種表示方法。通常定義：比表面積等于混合顆粒的比表面積的顆粒粒徑對(duì)于球形顆粒，取1kg密度為p的混合顆粒，其中粒徑為dpi的顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為xmi，則混合顆粒的比表面積為：…單顆粒比表面積單位體積顆粒所具有的表面積第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論第46頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四假設(shè)混合顆粒的平均直徑為dpm，則對(duì)于非球形顆粒：

：顆粒的球形度devi：顆粒i的等體積當(dāng)量直徑各篩上篩留物的平均直徑第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論(7.3.1)(7.3.2)第47頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）顆粒床層的幾何特性

1.顆粒床層的空隙率

空隙率的大小與顆粒的形狀、粒度分布、顆粒床的填充方法和條件、容器直徑與顆粒直徑之比等有關(guān)。對(duì)于均勻的球形顆粒，最松排列的空隙率為0.48，最緊密排列時(shí)的空隙率為0.26。非球形顆粒任意堆積時(shí)的床層空隙率往往要大于球形顆粒，一般為0.35～0.7。第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論(7.3.3)第48頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.顆粒床層的比表面顆粒的比表面a：?jiǎn)挝惑w積顆粒所具有的表面積第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論床層的比表面積ab：?jiǎn)挝惑w積的床層中顆粒的表面積ab與a之間的關(guān)系如下：ab主要與顆粒尺寸有關(guān)，顆粒尺寸愈小，床層的比表面愈大。(7.3.4)第49頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.顆粒床層的當(dāng)量直徑顆粒床層中空隙所形成的流體通道結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。通常采用簡(jiǎn)化的流動(dòng)模型來(lái)代替床層內(nèi)的真實(shí)流動(dòng)過(guò)程。將實(shí)際床層簡(jiǎn)化成由許多相互平行的小孔道組成的管束。與床層厚度成正比l’=L第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論第50頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四顆粒床層的當(dāng)量直徑定義為：取面積1m2，厚度為1m的顆粒床層為基準(zhǔn)，根據(jù)簡(jiǎn)化模型第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論第51頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四對(duì)于非球形顆粒，

dea：等比表面積當(dāng)量直徑dev：等體積當(dāng)量直徑：形狀系數(shù)…與床層空隙率和顆粒尺寸有關(guān)則顆粒床層的當(dāng)量直徑為：第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論(7.3.5)(7.3.6)第52頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（三）流體在顆粒床層中的流動(dòng)

1.流動(dòng)速度根據(jù)上述的簡(jiǎn)化模型，流體在顆粒床層中的流動(dòng)可以看成是在小孔道管束中的流動(dòng)。流體在孔道內(nèi)的流動(dòng)可以看成是層流。流動(dòng)速度可以用Hagen-Poiseuille定律來(lái)描述。ul——流體在床層空隙中的實(shí)際流速，m/s；deb——顆粒床層的當(dāng)量直徑，m;p——流體通過(guò)顆粒床層的壓力差，Pa；——流體粘度，Pas；l’——孔通道的平均長(zhǎng)度，m。第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論(7.3.7)第53頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四又，顆粒床層的空床流速u：dV——dt時(shí)間內(nèi)通過(guò)床層的濾液量，m3；A——垂直于流向的顆粒床層截面積，m2。床層空隙中的實(shí)際流速ul與空床流速u之間有如下關(guān)系：實(shí)際流速與空床流速的物理意義？第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論(7.3.9)(7.3.8)第54頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四按照簡(jiǎn)化模型，孔通道的長(zhǎng)度l’與顆粒床層厚度L成正比，則Kozeny-Carmam方程Kl為Kozeny系數(shù)，與下列因素有關(guān)：床層顆粒粒徑、形狀床層空隙率等在床層空隙率＝0.3～0.5時(shí)，Kl＝5。第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論(7.3.11)第55頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.顆粒床層的阻力

顆粒床層比阻則：流體在顆粒床層中流動(dòng)速度的影響因素？一是促使流體流動(dòng)的推動(dòng)力p；二是阻礙流體流動(dòng)的因素rL：(1)流體黏度；(2)床層阻力：床層性質(zhì)（比阻r）及厚度L。與顆粒床（過(guò)濾介質(zhì)）的顆粒大小和孔隙率有關(guān)通過(guò)試驗(yàn)求得。第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論(7.3.12)第56頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(1)遷移行為：顆粒偏離流線運(yùn)動(dòng)到濾料內(nèi)部空隙表面推動(dòng)力主要包括：a.擴(kuò)散作用力（布朗運(yùn)動(dòng)），主要對(duì)非常小的顆粒（<1m）起作用；b.重力沉降，當(dāng)顆粒較大時(shí)，重力沉降起主要作用；c.流體運(yùn)動(dòng)作用力（慣性力），如慣性離心力，使顆粒偏離流線而運(yùn)動(dòng)到濾料表面。

第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論二、深層過(guò)濾過(guò)程中懸浮顆粒的運(yùn)動(dòng)顆粒進(jìn)入濾料內(nèi)部后，主要包括以下幾個(gè)行為：

第57頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(2)附著行為：影響附著的作用力有：靜電作用力（靜電斥力或靜電引力）范德華引力(3)脫落行為：影響附著顆粒脫落的主要因素有：流體對(duì)附著顆粒的剪切作用運(yùn)動(dòng)顆粒對(duì)附著顆粒的碰撞作用。第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論第58頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、深層過(guò)濾的水力學(xué)過(guò)濾過(guò)程中，流體通過(guò)濾料層時(shí)的流速和水頭損失。

（一）清潔濾料床層過(guò)濾初期，濾料層孔隙尚無(wú)堵塞，孔隙大小與孔隙率沒(méi)有變化。流速計(jì)算：第三節(jié)深層過(guò)濾的基本理論(7.3.11)加壓砂濾器第59頁(yè)，共69頁(yè)，2023年，2月20日，星期四如果K