Принцип работы диатомитового фильтрующего средства
Функция фильтрующих добавок заключается в изменении агрегатного состояния частиц, тем самым изменяя распределение размеров частиц в фильтрате. Диатомитовые фильтрующие материалы в основном состоят из химически стабильного SiO2 с обильными внутренними микропорами, образующими различные жесткие каркасы. В процессе фильтрации диатомитовая земля сначала образует пористую среду фильтрующего материала (предварительное покрытие) на фильтровальной пластине. Когда фильтрат проходит через фильтрующую добавку, твердые частицы в суспензии образуют агрегированное состояние, и распределение размеров изменяется. Примеси крупных частиц захватываются и удерживаются на поверхности среды, образуя узкий слой распределения размеров. Они продолжают блокировать и захватывать частицы схожих размеров, постепенно образуя фильтровальный осадок с определенными порами. По мере продвижения фильтрации примеси с более мелкими размерами постепенно попадают в пористую среду фильтрующего материала из диатомита и задерживаются. Поскольку диатомит имеет пористость около 90% и большую удельную поверхность, попадание мелких частиц и бактерий во внутренние и внешние поры фильтрующего материала часто задерживается адсорбцией и другими причинами, что позволяет снизить фильтруемость на 0,1 мкм. Удаление мелких частиц и бактерий из фильтра обеспечивает хороший фильтрующий эффект. Дозировка фильтрующего материала обычно составляет 1–10% от массы задерживаемого твердого вещества. Слишком высокая дозировка может негативно повлиять на скорость фильтрации.
Эффект фильтрации
Эффект фильтрации диатомитового фильтрующего средства достигается в основном за счет следующих трех действий:
1. Эффект экранирования
Это эффект поверхностной фильтрации, при котором при течении жидкости через диатомит поры диатомита меньше размера частиц примесей, поэтому последние не могут пройти сквозь него и задерживаются. Этот эффект называется просеиванием. Фактически, поверхность фильтрационного осадка можно рассматривать как сито с эквивалентным средним размером пор. Если диаметр твёрдых частиц не меньше (или немного меньше) диаметра пор диатомита, твёрдые частицы будут «отсеиваться» из суспензии, играя роль в поверхностной фильтрации.
2. Эффект глубины
Эффект глубины - это эффект удержания глубокой фильтрации. При глубокой фильтрации процесс разделения происходит только внутри среды. Некоторые из более мелких частиц примесей, которые проходят через поверхность фильтрационного осадка, задерживаются извилистыми микропористыми каналами внутри диатомита и более мелкими порами внутри фильтрационного осадка. Эти частицы часто меньше микропор в диатомите. Когда частицы сталкиваются со стенкой канала, они могут оторваться от потока жидкости. Однако, смогут ли они этого добиться, зависит от баланса между силой инерции и сопротивлением частиц. Это действие перехвата и экранирования схоже по своей природе и относится к механическому воздействию. Способность отфильтровывать твердые частицы в основном связана только с относительным размером и формой твердых частиц и пор.
3. Эффект адсорбции
Эффект адсорбции совершенно отличается от двух упомянутых выше механизмов фильтрации и фактически может рассматриваться как электрокинетическое притяжение, которое в основном зависит от поверхностных свойств твердых частиц и самого диатомита. Когда частицы с малыми внутренними порами сталкиваются с поверхностью пористого диатомита, они притягиваются противоположно заряженными частицами или образуют цепочечные кластеры за счет взаимного притяжения между частицами и прилипают к диатомиту, что в совокупности относится к адсорбции. Эффект адсорбции более сложен, чем первые два, и обычно считается, что причина, по которой твердые частицы с меньшим диаметром пор задерживаются, заключается в основном в:
(1) Межмолекулярные силы (также известные как притяжение Ван-дер-Ваальса), включая постоянные дипольные взаимодействия, индуцированные дипольные взаимодействия и мгновенные дипольные взаимодействия;
(2) Существование дзета-потенциала;
(3) Процесс ионного обмена.
Время публикации: 01.04.2024