Принцип работы диатомитового фильтрующего элемента
Функция фильтрующих добавок заключается в изменении агрегатного состояния частиц, тем самым изменяя распределение частиц по размерам в фильтрате. Диатомитовые фильтрующие добавки в основном состоят из химически стабильного SiO2 с большим количеством внутренних микропор, образующих различные твердые каркасы. В процессе фильтрации диатомитовая земля сначала образует пористый фильтрующий материал (предварительное покрытие) на фильтрующей пластине. Когда фильтрат проходит через фильтрующую добавку, твердые частицы в суспензии образуют агрегатное состояние, и распределение по размерам изменяется. Примеси крупных частиц захватываются и удерживаются на поверхности среды, образуя узкий слой с распределением по размерам. Они продолжают блокировать и захватывать частицы схожих размеров, постепенно образуя фильтрационный осадок с определенным количеством пор. По мере продолжения фильтрации примеси меньших размеров постепенно проникают в пористый диатомитовый фильтрующий материал и задерживаются. Поскольку диатомитовая земля имеет пористость около 90% и большую удельную площадь поверхности, когда мелкие частицы и бактерии попадают во внутренние и внешние поры фильтрующего материала, они часто задерживаются из-за адсорбции и других причин, что может снизить удаление мелких частиц и бактерий на 0,1 мкм, обеспечивая хороший фильтрующий эффект. Дозировка фильтрующего материала обычно составляет 1-10% от массы задерживаемых твердых частиц. Если дозировка слишком высока, это фактически повлияет на улучшение скорости фильтрации.
Эффект фильтрации
Фильтрационный эффект диатомитового фильтрующего материала достигается главным образом за счет следующих трех действий:
1. Эффект скрининга
Это эффект поверхностной фильтрации, при котором при прохождении жидкости через диатомитовую землю поры диатомитовой земли меньше размера частиц примеси, поэтому частицы примеси не могут пройти и задерживаются. Этот эффект называется просеиванием. Фактически, поверхность фильтрационного осадка можно рассматривать как поверхность сита с эквивалентным средним размером пор. Когда диаметр твердых частиц не меньше (или немного меньше) диаметра пор диатомитовой земли, твердые частицы будут «отсеиваться» из суспензии, играя роль поверхностной фильтрации.
2. Эффект глубины
Глубинный эффект — это эффект удержания при глубокой фильтрации. При глубокой фильтрации процесс разделения происходит только внутри среды. Некоторые более мелкие частицы примесей, проходящие через поверхность фильтрационного осадка, задерживаются извилистыми микропористыми каналами внутри диатомитовой земли и более мелкими порами внутри фильтрационного осадка. Эти частицы часто меньше микропор в диатомитовой земле. При столкновении с стенкой канала частицы могут отделиться от потока жидкости. Однако возможность этого зависит от баланса между инерционной силой и сопротивлением частиц. Это перехват и фильтрующее действие схожи по своей природе и относятся к механическому воздействию. Способность отфильтровывать твердые частицы в основном зависит только от относительного размера и формы твердых частиц и пор.
3. Эффект адсорбции
Эффект адсорбции совершенно отличается от двух упомянутых выше механизмов фильтрации, и этот эффект фактически можно рассматривать как электрокинетическое притяжение, которое в основном зависит от поверхностных свойств твердых частиц и самой диатомитовой земли. Когда частицы с малыми внутренними порами сталкиваются с поверхностью пористой диатомитовой земли, они притягиваются противоположными зарядами или образуют цепочки за счет взаимного притяжения между частицами и прилипают к диатомитовой земле, что относится к адсорбции. Эффект адсорбции сложнее, чем первые два, и обычно считается, что причина, по которой твердые частицы с меньшим диаметром пор задерживаются, в основном обусловлена:
(1) Межмолекулярные силы (также известные как силы притяжения Ван дер Ваальса), включая постоянные дипольные взаимодействия, индуцированные дипольные взаимодействия и мгновенные дипольные взаимодействия;
(2) Существование дзета-потенциала;
(3) Процесс ионного обмена.
Дата публикации: 01.04.2024