纯化水系统中的过滤技术和基本机制

净得瑞 2020.12.26 17:00 214

过滤是纯化水系统应用最为广泛的操作单元之一,利用具有渗透能力的过滤滤材将水中的颗粒、微生物等杂质分离出来。这种膜过滤分离技术,应用领域不断拓展,是当前较为先进的技术之一。

过滤器中的过滤膜是其核心组件,决定了过滤装置的功能。按照滤膜的分离能力,可分为反渗透膜、超滤膜、微滤膜、纳滤膜等。四种膜过滤技术的参数对比如下图所示:

1.png

图一 过滤技术的参数对比

过滤的过程主要通过直接截留机制、惯性撞击机制与扩散截留机制截留污物。根据过滤器的种类和流体的不同,每种机制的重要性和作用会有所改变。

一、直接截留机制

直接截留机制在液体和气体中有着同等的效果。直接截留机制适用于尺寸大而不能通过曲折滤材通路的粒子,根据过滤膜的孔径大小进行筛选和截留尺寸比孔径大的污物。根据图一中各种滤膜孔径的大小,可以看出,反渗透技术的级别相对其他的三种过滤方式要高很多,出水水质效果为反渗透>纳滤>超滤>微滤。

二、惯性撞击机制

惯性撞击机制利用一定质量的物体具有惯性的原理。惯性使得流体中的污物不跟随流体作绕过滤材的运动,而是直接撞击到滤材。当颗粒质量越大时,惯性撞击的作用越发明显,因此,惯性撞击机制所致的截留效率也随着污物的尺寸的增大而增大。

三、扩散截留机制

由于流体分子持续不断和随机撞击所致的布朗运动导致悬浮颗粒在流体流线的周围随意移动。由于布朗运动增加颗粒与滤料之间接触的可能性,进一步增加截留颗粒的可能性,然而,布朗运动对小粒子的影响比较大,因此,扩散截留所致的截留效率随着粒子的减小而增大。

惯性撞击和扩散截留在液体的应用均不如在气体中应用中有效。相比过滤液体的过滤精度,使用同一过滤器来过滤干燥气体时的过滤效果要好很多。比如,某过滤器进行液体过滤时,其精度为0.2μm,当进行气体过滤时,其精度可以达到0.03μm。

除了以上三种机制存在外,过滤还可以通过静电俘获作用去除小体积污物。微粒之间互相摩擦会产生静电,当这些微粒接触到过滤滤材内部时,很容易撞击到内部弯曲的孔道随机被吸附住。而且,在制药工艺中污物多数带负电荷,如果过滤滤材带正电荷,可以有效提高污物的去除能力。

相关资讯

电话

13316843982

客服

留言

顶部