固液過濾技術

第一章 緒論
1.1 固液分離
1.2 固液分離方法的種類與簡介
1.3 選擇合適固液分離方法的思考流程
1.4 本書內容
參考文獻

第二章 相關的流體力學基礎
2.1 單一粒子在各種流場的運動方程式
2.2 粒子群之沉降速度
2.3 絮凝物（floc）的移動速率
2.4 多孔媒體與流體流過多孔媒體—層流
2.5 流體流過多孔媒體之透過度
2.6 粒子層中之紊流流動
2.7 氣液兩相流體流經多孔媒質
2.8 流體流過粒子床時作用力之平衡與固體壓縮壓力
2.9 流體流經可壓密性多孔媒質
2.10 高壓縮性物質之過濾
參考文獻

第三章 前處理
3.1 緒論
3.2 物理處理
3.3 混凝與絮凝
3.4 凝聚動力學
3.5 實例
參考文獻

第四章 沉降與浮選分離
4.1 沉降分離
4.2 批式重力沉降曲線相關之實驗式
4.3 澄清分離
4.4 重力沉降濃縮
4.5 離心沉降
4.6 浮選操作
參考文獻

第五章 濾餅過濾之基礎
5.1 濾餅過濾系之質量關係
5.2 流體流過濾材之阻力
5.3 流體流經濾餅時之阻力
5.4 總括過濾方程式（overall filtration equation）
5.5 過濾式之傳統解法
5.6 可壓密性濾餅之過濾
5.7 曲面濾材上之濾餅過濾
5.8 併有沉降現象時的過濾
5.9 掃流過濾（cross-flow filtration）
5.10 離心過濾
5.11 濾餅的脫液
參考文獻

第六章 澄清過濾的理論與裝置
6.1 澄清過濾簡介
6.2 澄清過濾之基本原理
6.3 澄清過濾的種類
6.4 澄清過濾用濾料的選擇
6.5 澄清過濾裝置之操作
6.6 澄清過濾裝置之設計
6.7 澄清過濾裝置的種類
6.8 澄清過濾的最近發展
參考文獻

第七章 濾材及其選擇
7.1 濾材的分類及其特性
7.2 金屬網材（woven wire）
7.3 編織濾布（woven fabric; woven cloth）
7.4 非織物濾材（nonwoven media）
7.5 固液分離用濾材的選擇
7.6 高溫過濾用濾材
7.7 濾蕊式濾材（filter cartritage）
參考文獻

第八章 利用助濾劑之過濾
8.1 助濾劑之用法
8.2 助濾劑應具備之條件
8.3 主要助濾劑
8.4 選擇助濾劑之手法
8.5 助濾劑之用量
8.6 預鋪助濾劑層時之用量與可能遭遇的問題
8.7 利用助濾劑過濾之操作
8.8 可逆雙向過濾器
8.9 廢助濾劑之再生及處理
8.10 化工程序上利用助濾劑的應用例
參考文獻

第九章 難濾泥漿之過濾與分離
9.1 軟性膠狀物質之過濾
9.2 易結垢粒子之過濾
9.3 危險性物質之分離
9.4 高壓縮性物質之過濾
參考文獻

第十章 濾餅過濾有關之試驗
10.1 過濾試驗的目的與增設過濾程序的步驟
10.2 真空恆壓過濾試驗
10.3 正壓（加壓）型恆壓過濾試驗
10.4 恆率過濾試驗
10.5 小型壓濾器
10.6 階梯增壓恆壓過濾試驗
10.7 壓縮透過試驗（compression-permeability test）
10.8 濾餅成長之動態模擬法
10.9 毛細作用試驗（capillary suction time test）
10.10 液體澄清度
10.11 濾餅的洗滌試驗
10.12 影響過濾試驗結果的因素
10.13 其他注意之事項
10.14 離心分離試驗
參考文獻

第十一章 後處理：濾餅之洗滌、壓榨與脫液
11.1 濾餅後處理之目的
11.2 濾餅洗滌
11.3 濾餅壓榨
11.4 濾餅脫液乾燥
參考文獻

第十二章 膜過濾技術之基本原理與應用
12.1 簡介
12.2 分離機制與原理
12.3 濾膜之特性評估
12.4 常用之商業化膜材與模組
12.5 膜與模組之選擇
12.6 結垢現象與清洗
12.7 膜過濾應用與分離程序設計概念之簡介
參考文獻

第十三章 超潔淨液體之製備
13.1 品質標準
13.2 超潔淨水
13.3 醫藥用純水
13.4 藥品液體之潔淨
參考文獻

第十四章 濾餅過濾裝置與其選擇
14.1 濾餅過濾裝置
14.2 離心過濾裝置
14.3 離心過濾器之規模放大
14.4 濾餅過濾裝置的選擇
14.5 選擇時應考慮與試驗事項
參考文獻

第十五章 濾餅過濾之程序計算與管理
15.1 過濾操作之週期
15.2 生產力（productivity）
15.3 濾餅過濾之程序計算
15.4 最佳過濾週期與最佳生產力
15.5 過濾程序之管理
15.6 過濾機的附屬裝置
15.7 濾餅過濾機的安裝
15.8 過濾程序之經濟評估
15.9 過濾操作不順之原因與對策
參考文獻

附錄A 粉粒體特性對濾性之影響
附錄B 軟體下載使用說明
索引

序

　　過濾是一種很古老的操作，但隨著環境的變遷，它一直在化學工業、能源工業及環境保護工業中擔任相當吃重的角色，在這十年來突飛猛進的電子製造工業、生物技術的領域更是顯示其重要性。然而由於濾餅成長、濾液在多孔介質之流動多半屬機率性現象，使不少實驗難以把握，其複雜的環境、條件實阻礙了不少年輕學者之投入，使過濾不像熱傳或蒸餾等為一般化學工程師所了解。

　　1994年，本書編者與畢業於美國休斯頓大學固液分離研究室前後期同學曾編撰了本書之前版「過濾技術」，由於該書為祝賀恩師七十五大壽而盡量由每位同學分擔提筆，內容有不甚統一之處，是故，於2004年重撰該書時，則以配合現場程序工程之需要為首要，雖也提及過濾理論，但以最簡易之手法重寫，盡量偏重實務方向，並以計算例介紹可能對現場工程人員有用的計算式之內容，並更名為「固液過濾技術」。

　　自第一版固液過濾技術於2004年出版迄今已近15年，固液過濾技術有長足的進步與發展，因此邀集原作者及三位新作者共同執筆改版。新版之固液過濾技術共有十五章，第一章簡介固液分離技術，接下來的十章涵蓋了前處理、沉降分離、澄清、過濾、壓榨等，但仍以濾餅過濾為主軸。此外，由於在尖端科技中對不含微粒液體之製備甚為重視，本書分別在第十二章及第十三章介紹膜過濾及超潔淨純水或液體之製備。最後特闢兩章，於第十四章與第十五章，談濾餅過濾之裝置選擇、程序規劃、程序計算及管理，細說濾餅過濾程序之最佳化、可能遭遇之問題，及過濾操作之管理原則。

　　規劃及重寫此書，得感謝固液分離領域眾多先驅，如編者之論文指導教授Tiller教授、亦師亦友之白戶紋平教授、英國過濾領域之著名學者Rushton教授與Wakeman教授等，以及日本液體澄清化技術工業會（LFPI），沒有他們精闢的貢獻，此書就無從編撰。於編撰過程參考了不少有關書籍與論文，在此對諸位著者感謝他們之貢獻。為使本書內容更瑧完整，特別邀請臺大同仁王大銘教授與許曉萍技士、淡江大學黃國楨教授、吳容銘教授及中興工程顧問社朱敬平博士共同執筆，擔綱各自專長之章節；此外，在實務操作方面，美國陶氏化學公司陳碔博士經驗豐富，特邀請執筆撰寫第九章難濾泥漿之過濾以饗讀者，在此對各位之熱心參與表示由衷之感謝。編書過程偏勞台灣過濾與分離學會鄭喬維秘書、臺大研究員吳思恩博士、陳建樺博士，以及周哲宇、蔡鴻源、林聖益、高子懿、蕭湘琪等五位助理，為本書及本人執筆部分的中文做修潤及校對所有例題，在此感謝她（他）們之幫忙。

　　本書出版的過程，淡江大學黃國楨教授不幸因病辭世。黃教授畢生投入固液過濾技術不遺餘力，並成功爭取世界過濾會議WFC12於2016年在台舉辦，對於固液過濾技術的教學、研究與人才培育貢獻卓著，謹以此書致在天上的黃國楨教授。

　　最後，亦藉此機會感謝科技部與臺大化工系多年來對敝人等在過濾研究之多方支持與照顧，尤其科技部近年支持先進過濾技術產學聯盟成立，使我國過濾的產學研界得以搭起堅實的合作平台；更感謝台灣過濾與分離學會及何兆全理事長與全體理監事會同意出版本書，使本書能順利付梓，在此一併致謝。