Гравитационная фильтрация
Гравитационная фильтрация — это метод фильтрации примесей из растворов с помощью силы тяжести, протягивающей жидкость через фильтр. В лабораториях используются два основных вида фильтрации: гравитационная и вакуумно-всасывающая. Гравитационную фильтрацию часто используют в химических лабораториях для фильтрации осадков реакций осаждения , а также осушающих агентов, недопустимых побочных веществ или оставшихся реагентов. Хотя его также можно использовать для отделения крепких продуктов, для этой цели чаще используется вакуумная фильтрация. [1]
Метод
[ редактировать ]Процесс удаления взвесей состоит из двух этапов: транспортировки и прикрепления. [2] Этот режим возникает, когда частицы перемещаются в другое место через фильтровальную бумагу.
Гравитационная фильтрация – это простой способ удаления твердых примесей или осадков из органической жидкости. Примеси задерживаются в фильтре. Гравитационная фильтрация позволяет собрать любые нерастворимые твердые вещества. [3]
История
[ редактировать ]В начале человеческой истории люди добывали чистую воду из мутных рек или озер, выкапывая ямы в песчаных берегах на глубину ниже ватерлинии реки или озера. Песок отфильтровал воду, и яма заполнилась чистой водой; этот метод использовался для реформирования городов и очистки городских вод. [4]
В сельском хозяйстве люди использовали гравитационную фильтрацию, чтобы позволить воде из более высоких мест течь в более низкие через фильтры. Таким образом, песок и мелкие камни фильтруют загрязнения, производя чистую воду.
В Азии люди качают воду из колодцев и наливают ее в банку с небольшим отверстием на дне. Банку наполняют мелкими камнями, а отверстие закрывают слоями марли.
Классические методы
[ редактировать ]Фильтрация обычно используется для фильтрации растворов, содержащих твердые вещества или нерастворимые осадки. [5]
Раствор сливают через свернутый конусом кусок фильтровальной бумаги в стеклянную воронку. Твердые частицы (или хлопья ) остаются на фильтровальной бумаге, в то время как отфильтрованный раствор улавливается колбой под воронкой. [6] Если фильтруется большой объем раствора, фильтровальную бумагу необходимо будет заменить во избежание засорения. [7]
Экспериментальная ошибка
[ редактировать ]Во многих лабораториях гравитационная фильтрация используется для фильтрации твердых частиц и определения выхода реакции. Необходимо принять во внимание ряд экспериментальных ошибок.
Некоторое количество выпавшего в осадок твердого вещества остается на фильтровальной бумаге или в воронке. В этом случае возникает разрыв между выходом продукта и измеренным выходом.
Если выпавшее в осадок твердое вещество не высушено тщательно, избыток жидкости повлияет на результаты эксперимента. В этом случае фактический выход осадков может оказаться больше теоретического.
Неправильное использование фильтровальной бумаги может повлиять на фильтрацию. Кроме того, повреждение фильтровальной бумаги может привести к тому, что небольшие частицы осажденных твердых частиц могут пройти через фильтр. [8]
Примеры отрасли
[ редактировать ]Морская вода
[ редактировать ]Были протестированы различные операции фильтрации с морской водой для растворения высоких концентраций диметилсульфониопропионата . [9]
Общепринятый
[ редактировать ]Эти фильтры содержат три стадии: флокуляцию , осветление и фильтрацию.
Типичные быстрые гравитационные фильтры содержат фильтрующие резервуары, изготовленные из нержавеющей стали или алюминия с покрытием. Приходящие потоки попадают через фильтр и улавливаются нижним дренажем. Фильтрующий материал удаляет частицы из воды. Обычно он имеет 3 слоя: антрацитовый уголь, кварцевый песок и гравий . [10]
Этот подход эффективен для удаления загрязнений и требует меньше времени на очистку, что снижает затраты.
Микроорганизмы
[ редактировать ]Целью проекта было удаление паразитов и других загрязнителей, таких как свинец . В проекте использовались фильтры с несколькими отверстиями, диаметры которых позволяют воде течь самотеком. [11]
Гравитационные фильтры
[ редактировать ]Эти фильтры используются в промышленности. Фильтр позволяет потоку жидкости проходить через среду, оставаясь или отфильтровывая примеси. Он может поддерживать большие объемы.
Некоторые системы гравитационных фильтров в химической промышленности могут удалять хлор и другие органические вещества или удалять железо и тяжелые отложения или песок. [12]
Гравитационный фильтр (жидкий)
[ редактировать ]Жидкость удаляется из газового потока с помощью коагуляторов в одну стадию. Элементы входят вместе с потоком и затем проходят через распределитель. Это устройство первичного разделения, которое может удалять частицы, а затем объединять картриджи в направлении изнутри наружу. В этом случае жидкости проходят через структуру фильтра, а затем стекают из сосуда. [13]
Модель СК
[ редактировать ]Этот фильтр представляет собой открытую систему песочных фильтров, используемую для очистки воды в малобюджетных условиях. Подходит для различных видов обратной промывки под давлением. Этот фильтр представляет собой автоматический гравитационный фильтр, который использует различное давление и осуществляет обратную промывку системы с помощью инжектора. Система не имеет элементов управления. Фильтры не имеют движущихся частей и насосов. Вода для обратной промывки хранится в резервуаре под фильтром. [14]
См. также
[ редактировать ]Список литературы
[ редактировать ]- ^ «Фильтрация» . orgchemboulder.com . Проверено 23 сентября 2019 г.
- ^ Дж. Пол Чэншоу-Ю, перевертыш Джерри Ю.К. ХуанЭ. Роберт БауманЮнг-Це Хунг. Гравитационная фильтрация .
- ^ Филип Д. Дэвис (2012). Альтернативные фильтрующие материалы для быстрой гравитационной фильтрации питьевой воды (PDF) (Диссертация).
- ^ «Гравитационная фильтрация» .
- ^ «Фильтрация» .
- ^ «Методы фильтрации» (PDF) .
- ^ «Рекристаллизация: гравитационная фильтрация» .
- ^ «РДГфильтрация» (PDF) .
- ^ Дорис Слезак, Рональд П. Киене (апрель 2006 г.). «Низкие концентрации растворенного ДМСП в морской воде, выявленные с помощью гравитационной фильтрации малого объема и отбора проб при диализе» . Лимнология и океанография . 4 (4): 80–95. дои : 10.4319/лом.2006.4.80 .
- ^ «»Системы гравитационной фильтрации» . napier-reid.com . Проверено 11 мая 2019 г.
- ^ «Картридж самотечной фильтрации для удаления микроорганизмов и/или других загрязнений» . Картридж гравитационного фильтра для удаления микроорганизмов и/или других загрязнений .
- ^ «Гравитационные фильтры – индивидуальные системы очистки воды, гравитационные фильтры – Wigen Water Technologies» . www.wigen.com . Проверено 11 мая 2019 г.
- ^ «Гравитационный фильтр (жидкостный)» .
- ^ «СК Гравитационный фильтр» .
