真空過濾器是在濾液出口處形成負(fù)壓作為過濾的推動(dòng)力。這種過濾機(jī)又分為間歇操作和連續(xù)操作兩種。間歇操作的真空過濾機(jī)可過濾各種濃度的懸浮液,連續(xù)操作的真空過濾機(jī)適于過濾含固體顆粒較多的稠厚懸浮液。
間歇操作的過濾機(jī)因能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作而得到發(fā)展,過濾面積越來越大。為得到含濕量低的濾渣,機(jī)械壓榨的過濾機(jī)得到了發(fā)展。
用過濾介質(zhì)把容器分隔為上、下腔,即構(gòu)成簡(jiǎn)單的過濾器。懸浮液加入上腔,在壓力作用下通過過濾介質(zhì)進(jìn)入下腔成為濾液,固體顆粒被截留在過濾介質(zhì)表面形成濾渣(或稱濾餅)。
過濾過程中過濾介質(zhì)表面積存的濾渣層逐漸加厚,液體通過濾渣層的阻力隨之增高,過濾速度減小。當(dāng)濾室充滿濾渣或過濾速度太小時(shí),停止過濾,清除濾渣,使過濾介質(zhì)再生,以完成一次過濾循環(huán)。
液體通過濾渣層和過濾介質(zhì)必須克服阻力,因此在過濾介質(zhì)的兩側(cè)必須有壓力差,這是實(shí)現(xiàn)過濾的推動(dòng)力。增大壓力差可以加速過濾,但受壓后變形的顆粒在大壓力差時(shí)易堵塞過濾介質(zhì)孔隙,過濾反而減慢。
懸浮液過濾有濾渣層過濾、深層過濾和篩濾三種方式。濾渣層過濾是指在經(jīng)過過濾初期后,形成了初始濾渣層,此后,濾渣層對(duì)過濾起主要作用,這時(shí)大、小顆粒均被截留;深層過濾是指過濾介質(zhì)較厚,懸浮液中含固體顆粒較少,且顆粒小于過濾介質(zhì)的孔道,過濾時(shí),顆粒進(jìn)入后被吸附在孔道內(nèi)的過濾;篩濾是過濾截留的固體顆粒都大于過濾介質(zhì)的孔隙,過濾介質(zhì)內(nèi)部不吸附固體顆粒的過濾方式,例如轉(zhuǎn)筒式過濾篩濾去污水中的粗粒雜質(zhì)。
在實(shí)際的過濾過程中,三種方式常常是同時(shí)或相繼出現(xiàn)。過濾機(jī)的處理能力取決于過濾速度。懸浮液中的固體顆粒大、粒度均勻時(shí),過濾的濾渣層孔隙較為暢通,濾液通過濾渣層的速度較大。應(yīng)用凝聚劑將微細(xì)的顆粒集合成較大的團(tuán)塊,有利于提高過濾速度。
對(duì)于固體顆粒沉降速度快的懸浮液,應(yīng)用在過濾介質(zhì)上部加料的過濾機(jī),使過濾方向與重力方向一致,粗顆粒首先沉降,可減少過濾介質(zhì)和濾渣層的堵塞;在難過濾的懸浮液(如膠體)中混入如硅藻土、膨脹珍珠巖等較粗的固體顆粒,可使濾渣層變得疏松;濾液粘度較大時(shí),可加熱懸浮液以降低粘度。這些措施都能加快過濾速度。