在压滤机过滤工艺中,助滤剂的主要作用是改善滤料的渗透性、提高过滤效率或提升滤液澄清度。以下是几种常用的助滤剂及其特点和应用场景:
一、按材质分类的常见助滤剂
1. 无机类助滤剂
1)硅藻土
成分:由硅藻化石经加工制成,主要成分为二氧化硅。
特点:孔隙率高(达80%~90%)、比表面积大,吸附性强,能有效截留细小颗粒,且化学性质稳定(耐酸不耐碱)。
应用:广泛用于食品饮料(如啤酒、果汁)、医药、化工、水处理等行业的澄清过滤,尤其适合低黏度液体。
2)珍珠岩
成分:天然火山玻璃经膨化处理形成的多孔颗粒。
特点:质轻、成本低,孔隙结构均匀,过滤速度快,但吸附能力略低于硅藻土。
应用:常用于工业废水处理、矿物加工、油脂脱色等领域,适合处理含有较多胶体或悬浮颗粒的溶液。
3)活性炭
成分:由木材、煤等经高温活化制成的多孔碳材料。
特点:吸附能力极强,可去除色素、异味、有机物及部分重金属,但颗粒细小时易堵塞滤布,常与其他助滤剂(如硅藻土)配合使用。
应用:食品加工(如蔗糖脱色)、饮用水净化、医药脱碳过滤等。
4)石英砂
成分:天然二氧化硅颗粒,硬度高、化学性质稳定。
特点:成本低、耐磨性好,常用于粗过滤或作为过滤层的支撑介质(如砂滤池),但过滤精度较低。
应用:水处理预处理、冶金行业渣液分离等。
2. 有机类助滤剂
1)纤维素类(如纸浆、木浆)
成分:天然植物纤维经加工制成的纤维状物质。
特点:价格低廉、可生物降解,能形成疏松滤饼,提高滤液通过性,但强度较低,易被压缩。
应用:食品加工(如酱油过滤)污水处理、油脂过滤等,适合含油或高黏度物料。
2)合成纤维(如聚丙烯纤维、聚酯纤维)
成分:人工合成的高分子纤维。
特点:强度高、耐化学腐蚀,可改善滤饼的透气性和机械性能,常与无机助滤剂混合使用。
应用:化工、冶金、矿山等行业的高固体含量物料过滤。
3)淀粉及其衍生物**
成分:天然淀粉或改性淀粉(如阳离子淀粉)。
特点:亲水性强,可吸附胶体颗粒,形成絮状滤饼,同时兼具絮凝作用,常用于低浓度悬浮液的预处理。
应用:食品加工、造纸废水处理等。
二、按功能分类的特殊助滤剂
1. 絮凝剂(辅助型助滤剂)
作用:通过电荷中和或架桥作用使细小颗粒聚集成较大絮团,改善过滤性能(如降低滤饼阻力)。
常见类型:
无机絮凝剂:聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)等,用于工业废水处理。
有机絮凝剂:聚丙烯酰胺(PAM)及其衍生物,分阳离子、阴离子和非离子型,广泛应用于各行业固液分离。
1)聚丙烯酰胺产品说明
聚丙烯酰胺是最早开发出的有机高分子絮凝剂,由于其有良好的絮凝及助凝作用,在工业给水处理及污水处理中广泛应用。固体PAM能以任意比例溶于水,水溶液为均匀透明的液体。分子量的大小对溶解度影响较小,但当溶液浓度高于10%时,因分子间氢原子的键合作用,可呈现出类似凝胶状的结构。固体粉末产品在使用前须配成水溶液,为防止溶解过程粉末结团出现“鱼眼”现象,可在溶解槽内先加入计量一半的温水(不超过60℃),在搅拌下将粉末缓慢加入,再补足余量水,搅拌至完全溶解。水溶液浓度一般为0.1-0.05%,也可先配制0.1-0.2%的溶液,使用时再进行稀释,溶液的存放时间不要超过5天,尽可能的现配现用,在投加溶液的时候采用多点连续投加方式,以充分发挥该产品的絮凝作用。
2)产品应用基本原理
产品为有机高分子产品在单独颗粒间发生架桥的过程。“架桥”就是聚合物链段吸附在不同的颗粒上,促进颗粒的聚集。絮凝剂的活性基团带的电荷与颗粒的电荷发生抵消。絮凝剂吸附在颗粒上,通过架桥或电中和使颗粒失去稳定性。
阴离子型絮凝剂通常与带正电荷的悬浮液(正动电电位)起作用,例如某些盐类与金属氢氧化物悬浮液。阳离子型絮凝剂通常与带阴电的如二氧化硅或有机物悬浮液起作用。
3)另外,在使用我公司有机高分子产品外,还会在此之前辅助无机产品,如:聚合氯化铝(PAC),因为水中胶体颗粒通常粒径小于1微米,不停地作布朗运动。布朗运动的能量足以阻止颗粒在重力下沉降,使之长时间保持悬浮状态。胶体悬浮液既可以是稳定的,也可以变为不稳定。 PAC的作用就是使颗粒间的电斥力发生减少、中和或反向,以达到破坏其布朗运动,使其胶体的重力作用得以体现出来。
2. 表面活性剂
作用:降低液体表面张力,改善滤饼的脱水性能,防止滤布堵塞。
应用场景:含油污水过滤、高黏度物料(如油墨、涂料)的过滤。
三、助滤剂的选择原则
1. 物料性质:
滤液酸碱性:硅藻土耐酸,碳酸钙(需谨慎用于酸性环境)耐碱。
颗粒大小:细颗粒物料需吸附性强的助滤剂(如硅藻土),粗颗粒可选用珍珠岩或石英砂。
2. 过滤目标:
澄清度要求高:优先选硅藻土、活性炭。
追求过滤速度:可选珍珠岩、纤维素类。
3. 成本与环保:
食品医药行业:需选用食品级助滤剂(如硅藻土、纤维素),避免化学残留。
工业场景:优先考虑成本(如石英砂、粉煤灰)和可回收性。
四、助滤剂的使用方法
1、预涂法:在过滤介质表面预先涂覆一层助滤剂,形成初始过滤层,适用于精密过滤(如啤酒过滤)。
2、混合法:将助滤剂直接加入待过滤物料中,搅拌均匀后过滤,适合高黏度或胶体含量高的体系。
3、分层添加:根据过滤阶段逐步添加不同类型的助滤剂(如先加絮凝剂再加固形助滤剂),优化过滤效率。
压滤机滤饼的成型效果不仅仅是压滤机的机械性能(压力),更重要的过滤工艺的准确选择(加助滤剂,对物料进行预处理,达到可分离的状态),合理选择助滤剂可显著提升压滤机的处理能力和过滤质量,实际应用中需结合具体工况通过实验确定理想方案。
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