澄清過(guò)濾器概述

1、MSPI（Mixing-settler based on phase inversion）混合澄清槽

為了減小混合澄清槽占地面積，研究者將占地面積較大的澄清槽放置在混合槽底部的做法并不少見(jiàn)，反相槽是其中較有特色的一種，其工藝流程如圖1所示 ：

該設(shè)備的工作原理是將油水兩相通入到頂部的混合室中進(jìn)行接觸傳質(zhì)，充分混合后通過(guò)一個(gè)多孔板形成大量的混合相液滴并進(jìn)入澄清段，由于混合相液滴的密度比澄清室頂部的油相密度大，因此會(huì)緩慢向下沉降，沉降過(guò)程中混合相液滴內(nèi)的細(xì)小油滴逐漸從液滴內(nèi)部擴(kuò)散到油相主體，經(jīng)過(guò)充分澄清后液滴中只 剩水相，并最后進(jìn)入到底部的水相中。

由于采用管式澄清結(jié)構(gòu)，MSPI 型混合澄清槽具 有占地面積小，壓槽量低的優(yōu)點(diǎn)，但是該設(shè)備需要將物料通過(guò)泵輸送到高位混合槽中，消耗大量的電能，因此其工業(yè)應(yīng)用可行性還需進(jìn)一步研究。

2、無(wú)潛室混合澄清槽

攪拌槽的計(jì)算流體力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，CFD）模擬和實(shí)驗(yàn)研究表明 ，要達(dá)到較好的攪拌混合效果，通常需要設(shè)定攪拌槳安裝高度與攪拌槽高度比值在0.2~0.5間取值。而常見(jiàn)的箱式混合澄清槽中，攪拌槳一般安裝在混合室底部緊挨著潛室出口的位置，攪拌效果較差。箱式混合澄清槽這 種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為了利用攪拌槳的抽吸作用將前后級(jí)的油水兩相分別吸入混合室中進(jìn)行攪拌混合，從而提高設(shè)備的處理能力。

圖2為一種無(wú)潛室的混合澄清槽結(jié)構(gòu)圖：

無(wú)潛室混合澄清槽中通常采用大直徑槳葉，葉片旋轉(zhuǎn)形成渦流，促使油水兩相直接進(jìn)入混合室，經(jīng)攪拌混合后流體從混合相出口進(jìn)入澄清室中分相，混合相出口設(shè)置在遠(yuǎn)離兩液相入口的位置，兩相分相完成后分別進(jìn)入下一級(jí)設(shè)備。無(wú)潛室混合澄清槽無(wú)需考慮潛室對(duì)槳葉安裝高 度和轉(zhuǎn)速的約束，可根據(jù)需要選擇攪拌槳安裝位置并設(shè)定相應(yīng)的攪拌轉(zhuǎn)速，使物料充分混合而又不會(huì)過(guò)度 攪拌產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。但這種無(wú)潛室混合澄清槽物料可能未經(jīng)充分混合便已流出混合室，發(fā)生流體的短路現(xiàn)象，同時(shí)此設(shè)備中物料的級(jí)間流動(dòng)能力較弱，相同體積的設(shè)備對(duì)物料的處理能力比有潛室槽小。

混合澄清槽具有以下特點(diǎn) ：

（1）級(jí)效率高。在每一級(jí)設(shè)備內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)攪拌和澄清參數(shù)，待萃物的萃取效率可達(dá) 90% 以上。

（2）適應(yīng)性強(qiáng)。當(dāng)物料中目標(biāo)溶質(zhì)濃度或相比變化較大時(shí)仍可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的穩(wěn)定操作和高效萃取。

（3）放大簡(jiǎn)單。 混合澄清槽的體積可從小逐步放大至立方米級(jí)， 不同尺寸設(shè)備遵循相似放大的原理

（4）可操作性強(qiáng)。當(dāng)設(shè)備內(nèi)流體發(fā)生液泛或乳化等生產(chǎn)事故時(shí)，可通過(guò)停車(chē)靜置的方法解決，恢復(fù)正常后重新開(kāi)車(chē)即可迅速恢復(fù)運(yùn)行。

（5）占地面積大。混合澄清槽通常采用多級(jí)串聯(lián)的方式運(yùn)行，當(dāng)物料所需萃取級(jí)數(shù)較大時(shí)，整個(gè)萃取工藝的占地面積較大。

（6）物料存留量大。在多級(jí)串聯(lián)的運(yùn)行方式下，需要在開(kāi)車(chē)運(yùn)行前向槽內(nèi)加入充足的料液，對(duì)于級(jí)數(shù)較大的萃取工藝過(guò)程，設(shè)備內(nèi)存留的料液量巨大，萃取分離企業(yè)的一次性投資成本較高。

混合澄清槽雖然出現(xiàn)時(shí)間較早，但當(dāng)前其仍然 在石油、化工、冶金、核工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)前使用最普遍的萃取設(shè)備。因此，國(guó)內(nèi)外研究者不斷致力于開(kāi)發(fā)更高效、節(jié)能、簡(jiǎn)單的混合澄清槽形 式，以提高混合澄清槽的綜合性能。

澄清池是一種將絮凝反應(yīng)過(guò)程與澄清分離過(guò)程綜合于一體的構(gòu)筑物 。

水和廢水的混凝處理工藝包括水和藥劑的混合、反應(yīng)及絮凝體與水的分離三個(gè)階段。澄清池就是完成上述三個(gè)過(guò)程于一體的專(zhuān)門(mén)設(shè)備。

澄清池中起到截留分離雜質(zhì)顆粒作用的介質(zhì)是呈懸浮狀的泥渣。在澄清池中，沉泥被提升起來(lái)并使之處于均勻分布的懸浮狀態(tài)，在池中形成高濃度的穩(wěn)定活性泥渣層，該層懸浮物濃度約在3～10g/L。原水在澄清池中由下向上流動(dòng)，泥渣層由于重力作用可在上升水流中處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。當(dāng)原水通過(guò)泥渣懸浮層時(shí)，利用接觸絮凝原理，原水中的懸浮物便被泥渣懸浮層阻留下來(lái)，使水獲得澄清。清水在澄清池上部被收集。2100433B