除顆粒過濾是一種常見的物理過濾方法,可用于去除流體中的懸浮顆粒。廣泛應用于水處理、空氣凈化、化工、食品工業等領域。基本原理是利用孔徑為目標顆粒大小的過濾器,將液體或氣體中的顆粒物截留在過濾器表面,使之從較干凈的出口流出。根據過濾器孔徑不同,可分為微過濾、超濾和納濾三種方法。

微過濾是在過濾器上形成孔徑大小在0.1-10微米之間的孔道,用來去除直徑大于0.1-10微米的懸浮顆粒。微過濾常用于飲水凈化、制藥和化妝品、半導體生產等領域。
超濾則是將過濾器孔徑縮小到幾納米至幾十納米之間,用來去除直徑大于幾納米至幾十納米的懸浮顆粒。超濾常用于大分子物質的分離純化、污水深度處理等領域。
納濾是將過濾器孔徑進一步縮小至納米級別,用來去除直徑大于納米級別的微粒、離子和分子。納濾常用于飲用水凈化、化學品分離純化等領域。
下面將從以下幾個方面來詳細探討除顆粒過濾技術:
1.過濾器材料
過濾器材料是影響過濾性能的關鍵因素之一。過濾器主要有兩種材料,分別是金屬網和無機纖維過濾材料。
金屬網的特點是耐腐蝕、高強度、可重復使用。但金屬網的孔徑有限,一般僅適用于微過濾。此外,金屬網的價格偏高,在大面積應用中成本較高。
無機纖維過濾材料的種類較多,其主要特點是質地輕、滲透性好、耐高溫、便于生產等。無機纖維過濾材料常用的有瓷膜、陶瓷膜和納濾膜等。這些材料不僅可用于微過濾、超濾,還可用于納濾。不過,無機纖維過濾材料的價格比較昂貴,有時也會因加工不當而受到一定的限制。
2.過濾器孔徑
過濾器的孔徑大小對過濾效果有著直接的影響。不同的要求需要在過濾器孔徑上做出不同的選擇。如果要求過濾精度高,孔徑應該小于顆粒大小;如果要求產量高,孔徑應該略大于顆粒大小??讖酱笮⊥ǔJ且宰畲罂讖健⒆钚】讖胶推骄讖絹肀硎?。
當硬顆粒過濾和軟顆粒過濾的孔徑相同時,它們的操作界面質量和過濾操作的規范性差異較大。確保有效孔徑是消息傳遞的關鍵。
3.過濾速度
速度與顆粒大小、孔徑大小、過濾器材料等因素相關。一般來說,過濾速度越慢,過濾效果越好,但生產效率就會越低。因此,需要在過濾速度和過濾效果之間做出權衡。
此外,過濾器材料也會因過濾速度而有所不同。不同的材料對過濾速度的要求不同,通常需要將材料與速度做出匹配,以保證過濾效果。
4.過濾層厚度
除顆粒過濾層厚度也會影響過濾效果。層厚度越大,過濾效果越好,但也會降低生產效率。過濾層厚度的設定需要考慮到經濟性,以及對過濾器材料的要求等因素。
5.逆流清洗
逆流是通過逆向流動液體或氣體來清洗過濾器,以去除過濾器表面的顆粒物。逆流清洗是一種普遍采用的清洗方法,有助于提高過濾效果和過濾器使用壽命。
逆流清洗的實施需要更多的動力和材料投入,其中耗費的時間、動力和化學藥劑等也需要將成本,效益和環境等因素綜合考慮。