過濾設備基礎知識及發(fā)展過程
過濾設備是利用多孔性過濾介質，截留液體與固體顆粒混合物中的固體顆粒，而實現固、液分離的設備。過濾設備廣泛應用于化工、電力、石油、制藥、輕工、食品、選礦、煤炭和水處理等部門。
中國古代就已應用過濾技術于生產，在公元前二百年已有植物纖維制作的紙。公元105年，蔡倫改進了造紙法，他在造紙過程中將植物纖維紙漿蕩于致密的細竹簾上，水經竹簾縫隙濾過，一薄層濕紙漿留于竹簾面上，干后即成紙張。
最早的過濾設備大多為重力過濾，后來采用加壓過濾提高了過濾速度，進而又出現了真空過濾。20世紀初發(fā)明的轉鼓真空過濾機實現了過濾操作的連續(xù)化。此后，各種類型的連續(xù)過濾機相繼問世。間歇操作的過濾機因能實現自動化操作而得到發(fā)展，過濾面積越來越大。為得到含濕量低和清潔度較高的液體，機械壓榨的過濾機得到了飛速發(fā)展。
用過濾介質把容器分隔為上、下缸，即構成簡單的過濾器。懸浮液加入上缸，在壓力作用下通過過濾介質進入下缸成為濾液，固體顆粒雜質被截留在過濾介質表面形成濾渣(或稱濾餅)。
過濾過程中過濾介質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。當濾室充滿濾渣或過濾速度太小時，停止過濾，清除濾渣，使過濾介質再生，以完成一次過濾循環(huán)。
液體通過濾渣層和過濾介質必須克服阻力，因此在過濾介質的兩側必須有壓力差，這是實現過濾的推動力。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易堵塞過濾介質孔隙，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過過濾初期后，形成了初始濾渣層，此后，濾渣層對過濾起主要作用，這時大、小顆粒均被截留；深層過濾是指過濾介質較厚，懸浮液中含固體顆粒較少，且顆粒小于過濾介質的孔道，過濾時，顆粒進入后被吸附在孔道內的過濾；篩濾是過濾截留的固體顆粒都大于過濾介質的孔隙，過濾介質內部不吸附固體顆粒的過濾方式，例如轉筒式過濾篩濾去污水中的粗粒雜質。
在實際的過濾過程中，三種方式常常是同時或相繼出現。過濾機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，過濾的濾渣層孔隙較為暢通，濾液通過濾渣層的速度較大。應用凝聚劑將微細的顆粒集合成較大的團塊，有利于提高過濾速度。
對于固體顆粒沉降速度快的懸浮液，應用在過濾介質上部加料的過濾機，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，可加熱懸浮液以降低粘度。這些措施都能加快過濾速度。
過濾機按獲得過濾推動力的方法不同，分為重力過濾器、真空過濾機和加壓過濾機三類。重力過濾器是借助懸浮液的重力和位差，在過濾介質上形成的壓力作為過濾的推動力，一般為間歇操作。
真空過濾器是在濾液出口處形成負壓作為過濾的推動力。這種過濾機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可過濾各種濃度的懸浮液，連續(xù)操作的真空過濾機適于過濾含固體顆粒較多的稠厚懸浮液。
加壓過濾器以在懸浮液進口處施加的壓力，或對濕物料施加的機械壓榨力作為過濾推動力，適用于要求過濾壓差較大的懸浮液，也分為間歇操作和連續(xù)操作兩種。
過濾機應根據懸浮液的濃度、固體粒度、液體粘度和對過濾質量的要求選用。先選擇幾種過濾介質，利用過濾漏斗實驗，測定不同過濾介質和不同壓差下的過濾速度、濾液的固體含量、濾渣層的厚度和含濕量，找出適宜的過濾條件，初步選定過濾機類型，再根據處理量選定過濾面積，并經實際試驗驗證。
正在發(fā)展的新型過濾設備有：機械力壓榨過濾設備；能實現無濾渣層過濾的動態(tài)過濾機；洗選煤炭污水處理、化工和石油工業(yè)用的大型過濾設備。
在過濾理論研究方面，濾渣層過濾阻力和孔隙率的測算、過濾速度、過濾設備的模擬和放大、稀薄液體澄清過濾和動態(tài)過濾機理，以及過濾介質的研究，都是重要的課題。利用電子計算機控制過濾操作是過濾設備的發(fā)展方向。
