隨著過(guò)濾應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,難過(guò)濾的物質(zhì)已屢見(jiàn)不鮮(如圾微小顆;蚪饘贇溲趸)。為了提高此類物質(zhì)的過(guò)濾速度,人們開(kāi)發(fā)出了與傳統(tǒng)濾餅過(guò)濾法完全不同的動(dòng)態(tài)過(guò)濾法和與之相應(yīng)的十字流動(dòng)態(tài)過(guò)濾機(jī)。
傳統(tǒng)的濾餅過(guò)濾機(jī)理,濾漿垂直于過(guò)濾介質(zhì)的表面流動(dòng),固體被介質(zhì)所截留,逐漸形成濾餅。隨著過(guò)濾的持續(xù)進(jìn)行和濾餅層的增厚,過(guò)濾速度明顯減小,直至濾液停止流出。濾餅過(guò)濾又稱為終端過(guò)濾(dead end filtration)。
在過(guò)濾難過(guò)濾物質(zhì)時(shí),過(guò)濾介質(zhì)的7L隙會(huì)很快發(fā)生堵塞.增厚的濾餅逐漸密實(shí),最終導(dǎo)致過(guò)濾速度急劇降低:在對(duì)此類濾漿進(jìn)行濾餅過(guò)濾時(shí),必須使用絮凝劑(如聚丙烯酰胺)或助濾劑(如硅藻土)
由上可知,在過(guò)濾過(guò)程中,濾餅的增厚是妨礙過(guò)濾速率提高的主要因素,故應(yīng)予以限制。限制濾餅厚度的方法歸納如下:
(1)借助質(zhì)量力(重力或離心力)或電泳力卸除濾餅。
(2)利用液體噴射、刮刀或刷子卸除濾餅。
(3)借助濾液相對(duì)于過(guò)濾介質(zhì)的反向流動(dòng)卸除濾餅(如可逆過(guò)濾)。
(4)利用振動(dòng)卸除濾餅或防正濾渣在過(guò)濾介質(zhì)上沉積。
(5)利用十字流過(guò)濾限制濾餅增厚。
如果過(guò)濾始終在薄餅層下進(jìn)行,而且這樣的餅層處于動(dòng)態(tài)之中,則這樣的過(guò)濾稱為動(dòng)態(tài)過(guò)濾。動(dòng)態(tài)過(guò)濾可分為十字流過(guò)濾和機(jī)械式動(dòng)態(tài)過(guò)濾。后者也采用了前者的過(guò)濾原理。過(guò)濾的機(jī)理,即濾漿一邊平行于過(guò)濾介質(zhì)流動(dòng),一邊受到過(guò)濾。濾液的流速遠(yuǎn)低于濾漿的流速,二者的流動(dòng)方向互相垂直交錯(cuò),因此十字流過(guò)濾又稱錯(cuò)流過(guò)濾。濾漿的快速流動(dòng),對(duì)堆積在介質(zhì)上的顆粒起到了剪切掃流的作用,從而抑制了餅層的增厚,使近乎于恒速的高過(guò)濾速度有可能實(shí)現(xiàn)。如果用RO、UF、MF及F分別表示反滲透、超過(guò)濾、微孔過(guò)濾及一般濾餅過(guò)濾。
根據(jù)掃流剪切力的大小,十字流動(dòng)態(tài)過(guò)濾又可分為低剪切力十字流過(guò)濾和高剪切力十字流過(guò)濾。