Princip fungování filtrační pomůcky s křemelinovým filtrem
Funkcí filtračních pomocných látek je změnit agregační stav částic, a tím změnit distribuci velikosti částic ve filtrátu. Filtrační pomocné látky na bázi křemelinky se skládají převážně z chemicky stabilního SiO2 s hojnými vnitřními mikroporézy, které tvoří různé tvrdé struktury. Během filtračního procesu křemelina nejprve vytvoří na filtrační desce porézní filtrační médium (předběžnou vrstvu). Když filtrát prochází filtračním médiem, pevné částice v suspenzi se agregují a distribuce velikosti se změní. Nečistoty z velkých částic jsou zachyceny a uchovávány na povrchu média a tvoří úzkou vrstvu s distribucí velikosti. Ty nadále blokují a zachycují částice podobných velikostí a postupně vytvářejí filtrační koláč s určitými póry. Jak filtrace postupuje, nečistoty s menšími velikostmi částic postupně vstupují do porézního filtračního média na bázi křemelinky a jsou zachyceny. Protože křemelina má poréznost asi 90 % a velký specifický povrch, když malé částice a bakterie vstoupí do vnitřních a vnějších pórů filtračního prostředku, často jsou zachyceny adsorpcí a z jiných důvodů, což může snížit 0,1 μ. Odstranění jemných částic a bakterií z m dosáhlo dobrého filtračního účinku. Dávkování filtračního prostředku je obvykle 1–10 % zachycené pevné hmotnosti. Pokud je dávkování příliš vysoké, ve skutečnosti to ovlivní zlepšení rychlosti filtrace.
Filtrační efekt
Filtrační účinek křemelinové filtrační pomůcky se dosahuje hlavně prostřednictvím následujících tří akcí:
1. Screeningový efekt
Jedná se o efekt povrchové filtrace, kdy když tekutina protéká křemelinou, póry křemeliny jsou menší než velikost částic nečistot, takže částice nečistot nemohou projít skrz a jsou zachyceny. Tento efekt se nazývá prosévání. Povrch filtračního koláče lze ve skutečnosti považovat za sítový povrch s ekvivalentní průměrnou velikostí pórů. Pokud průměr pevných částic není menší (nebo o něco menší) než průměr pórů křemeliny, pevné částice budou ze suspenze „vyfiltrovány“ a budou hrát roli v povrchové filtraci.
2. Hloubkový efekt
Hloubkový efekt je retenční efekt hloubkové filtrace. Při hloubkové filtraci dochází k separačnímu procesu pouze uvnitř média. Některé z menších nečistot, které procházejí povrchem filtračního koláče, jsou blokovány klikatými mikroporézními kanály uvnitř křemelinky a menšími póry uvnitř filtračního koláče. Tyto částice jsou často menší než mikroporézy v křemelince. Když částice narazí na stěnu kanálu, je možné se oddělit od proudu kapaliny. Zda toho však dosáhnou, závisí na rovnováze mezi setrvačnou silou a odporem částic. Toto zachycování a stínění má podobnou povahu a patří k mechanickému působení. Schopnost filtrovat pevné částice v podstatě souvisí pouze s relativní velikostí a tvarem pevných částic a pórů.
3. Adsorpční účinek
Adsorpční efekt se zcela liší od dvou výše zmíněných filtračních mechanismů a lze jej ve skutečnosti vnímat jako elektrokinetickou přitažlivost, která závisí hlavně na povrchových vlastnostech pevných částic a samotné křemeliny. Když částice s malými vnitřními póry narazí na povrch porézní křemeliny, jsou přitahovány opačnými náboji nebo tvoří řetězcové shluky vzájemnou přitažlivostí mezi částicemi a ulpívají na křemelině, což vše patří k adsorpci. Adsorpční efekt je složitější než první dva a obecně se předpokládá, že důvodem, proč jsou pevné částice s menším průměrem pórů zachycovány, je především:
(1) Mezimolekulární síly (známé také jako van der Waalsova přitažlivost), včetně permanentních dipólových interakcí, indukovaných dipólových interakcí a okamžitých dipólových interakcí;
(2) Existence zeta potenciálu;
(3) Proces iontové výměny.
Čas zveřejnění: 1. dubna 2024