568
Solid^Liquid Separation

book... · Solid–liquid separation Liquid constrained, particles free Particles constrained liquid free Flotation (dispersed-air, dissolved-air, electrolytic) Gravity

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  • Solidliquid separation

    Liquid constrained,particles free

    Particles constrainedliquid free

    Flotation(dispersed-air,dissolved-air,electrolytic)

    Gravitysedimentation(thickeners,clarifiers)

    Centrifugalsedimentation

    Cake filtration(vacuum, pressure,

    centrifugal)

    Deep bed filtration(sand and coke)

    Screening(dewatering,

    vibratingscreens)

    Fixed wall(hydrocyclones)

    Rotating wall(sedimentingcentrifuges)

    Novel methods(magneticseparationHGMS)

    Mechanical expression(compression)

    Electrokinetic effects

    Methods for limitingcake growth

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    Non-hazardous waste

    Strip feed

    Strip

    Concentrated hazardous wasteMACS particles

    recycled

    Magneticseparation

    (e.g. HGMS)

    Extraction

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    Feed

    Deckreversing

    mechanism

    Solids

    Screen deck

    Liquid and fines

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    1 2 %

  • Micrometers(Log Scale)

    Note: 1 Micron = 4 10 5 Inches (0.00004 Inches)

    12 2 2 2 25 5 5 588 8 8 83 3 3 3

    10

    100 200 1000 10,000 20,000 100,000 500,000

    100 1000 104 105 106 107200300500800

    2000300050008000

    Angstrom Units(Log Scale)

    Approx. Molecular Wt.(Saccharide Type

    No Scale)

    RelativeSize of

    CommonMaterials

    PROCESSFOR

    SEPARATION

    20 30 50 80

    REVERSE OSMOSIS(Hyperfiltration)

    ULTRAFILTRATION

    MICROFILTRATION

    PARTICLE FILTRATION

    Scanning Electron Microscope Visible To Naked EyeOptical Microscope

    lonic Range Molecular Range Macro MolecularRange Micro Particle Range Macro Particle Range

    Aqueous Salts

    Metal lon

    Sugars

    Atomic Radii

    Pyrogen

    Carbon Black Paint Pigment

    Virus

    Colloidal Silica/Particles

    Albumin Protein

    Tobacco Smoke

    Bacteria

    Coal Dust

    Yeast Cells

    0.001 0.01 0.1 1.0 10 1000100

    Lung DamagingDust

    RedBloodCells

    Milled Flour

    Pollens

    Human Hair

    Beach Sand

    Mist

    @ Copyright 1984 Osmonics, Inc.1 Angstrom Unit = 10 Meters = 10 Micrometers (Microns) 10 4

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    50

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    Particle size, , mx

    Laboratorytubularcentrifuge

    Solidsejectingdisccentrifuge

    Wovensyntheticcloth(clean)

    Depth typecentridgefilter(clean)

    50 mm diameterhydrocyclone

    Decantertypecentrifuge

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    Particle size

    Low High Low LowHigh High

    Flocculationx < 5 m x > 50 m5 < < 50x

    Concentration

    EquipmentThickener

    Deep bed filterCartridge filtersPrecoat filtrationSedimentingcentrifuges

    Cake filtrationRV filtersPressure filtersPlate and framefilters

    Settling tanksCentrifugesHydrocyclonesScreens

    Filteringcentrifuges

    Thickener

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    0.4

    0.3

    0.2

    0.1

    0 4 8Particle size , mx

    f xN( ) by number

    fx(),

    m1

    f xL( ) by length

    f xS( ) by surfacef xM( ) by mass or volume

    (a)

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    8

    6

    4

    2

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    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    f xN( )

    f xM( )

    Area= 100%

    Area = 100%

    f xN( )3

    Particle size , m(b)

    x

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    fx(),

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    202

    404

    606

    808

    10010(oversize)

    Differentiation

    Frequencydistribution

    Particle size , mx

    Area = 100%

    Integration

    Fx(),

    %

    Cumulative distribution(undersize)

    0 8 16 24 320 8 16 24 32

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    ),%

    m1

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    98979592.5908580

    70

    605040

    30

    20

    10

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    FM

    x, m

    F(x

    ), %

    c

    0.8

    Cubic means

    Quadratic means

    Arithmetic means

    Medians

    Harmonic means

    Modes

    0.6

    0.6 0.5 0.499

    9590

    80706050403020

    10

    5

    1

    0.20.25 0.5 0.75 1 1.5 2 3 4 5 6 7 8 910 15 20 25

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    5

    5

    Particle sizes, m

    10

    10

    15

    15

    20

    20

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    Quadratic mean

    Arithmetic mean

    Mode Harmonic mean

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    25

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    Feed

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    M, Q,

    Overflow

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    Mc , , UdFcdx

    Separator

    Underflow

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    Fx

    Fx

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    Gx(),

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    x, mCut size

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    40

    60

    80

    100

    0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

    0 10 3020 40

    25

    50

    75

    100

    Gx(),

    %

    x, m

    Depth type Surface type

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    ), %

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    ( ,F Fc)

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    Feed

    Underflow

    Clarification

    Paddle movement

    Overflow

    Gritremoval

    Primaryclarifier

    Aerationtank

    Sludge dewatering(vac. filter, filter press,

    centrifuge or belt press)

    Finaleffluent

    Secondaryclarifier

    Dewatered sludge

    Thickener

    Rawsewage

    SLOG

    EFFL

    Activatedsludgerecycle

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    PLAN VIEW

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