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低剪切力十字流过滤流速和过滤介质的堵塞对流量的影响

日期:2022-07-26    发布人:杭州菲贝   阅读量:0

流速和流量

悬浮液的流速只有达到一定值时才能实现十字流过滤,可见流速是最重要的影响因素。高流速能产生大的剪切力,从而抑制滤饼层增厚。例如在直径为d的圆柱形流道中,滤饼层的厚度取决于剪切力而后者又是由悬浮液的流速p引起的.

较高的流速将使滤饼较薄,水力学阻力较低,从而流量较高。理论上讲,无穷大的流速可使滤饼层厚度为零,滤液的流量为恒定值。但实际上,当流速达到一定程度后,流量的增加并不大,或者不增加。此外,也不应刻意追求最佳流速,因为那样会消耗过大的能量,而且最佳流速还与悬浮液的种类有关。

过滤介质的堵塞和流量

无论在如何高的流速下过滤,流量均会出现下降现象。这不仅是由于出现了滤饼,更主要是由于微小固体颗粒贯穿到了微孔介质的内部,造成了内部堵塞。为减少内部堵塞,最好使用孔隙直径小于1的微孔介质。

对流量的影响,介质内部堵塞要甚于滤饼的形成。例如实验发现,用于超过滤的半透膜因孔径非常小和致密,而不能被微粒贯穿到内部,其给出的流量,与孔径较大、更稀疏介质的一样高,尽管后者的水力学阻力较低。

应当指出,孔隙尺寸较大的介质与有意留在其上的沉淀层相结合,也能用于十字流过滤,其滤液清洁,流量高而且稳定。实现这一点的关键,是必须在靠近介质的表面处产生足够大的剪切力,将饼层厚度控制在最小值。

至此,可归纳出如下影响错流过滤机性能的要素:(1)介质孔隙大小或介质的致密度;(2)介质表面附近的剪切力大小;(3)控制沉淀层(或称第二膜)形成的技术。

低剪切力十字流过滤流速和过滤介质的堵塞对流量的影响