流速和流量
懸浮液的流速只有達(dá)到一定值時(shí)才能實(shí)現(xiàn)十字流過濾,可見流速是最重要的影響因素。高流速能產(chǎn)生大的剪切力,從而抑制濾餅層增厚。例如在直徑為d的圓柱形流道中,濾餅層的厚度取決于剪切力而后者又是由懸浮液的流速p引起的.
較高的流速將使濾餅較薄,水力學(xué)阻力較低,從而流量較高。理論上講,無窮大的流速可使濾餅層厚度為零,濾液的流量為恒定值。但實(shí)際上,當(dāng)流速達(dá)到一定程度后,流量的增加并不大,或者不增加。此外,也不應(yīng)刻意追求最佳流速,因?yàn)槟菢訒?huì)消耗過大的能量,而且最佳流速還與懸浮液的種類有關(guān)。
過濾介質(zhì)的堵塞和流量
無論在如何高的流速下過濾,流量均會(huì)出現(xiàn)下降現(xiàn)象。這不僅是由于出現(xiàn)了濾餅,更主要是由于微小固體顆粒貫穿到了微孔介質(zhì)的內(nèi)部,造成了內(nèi)部堵塞。為減少內(nèi)部堵塞,最好使用孔隙直徑小于1的微孔介質(zhì)。
對(duì)流量的影響,介質(zhì)內(nèi)部堵塞要甚于濾餅的形成。例如實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),用于超過濾的半透膜因孔徑非常小和致密,而不能被微粒貫穿到內(nèi)部,其給出的流量,與孔徑較大、更稀疏介質(zhì)的一樣高,盡管后者的水力學(xué)阻力較低。
應(yīng)當(dāng)指出,孔隙尺寸較大的介質(zhì)與有意留在其上的沉淀層相結(jié)合,也能用于十字流過濾,其濾液清潔,流量高而且穩(wěn)定。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的關(guān)鍵,是必須在靠近介質(zhì)的表面處產(chǎn)生足夠大的剪切力,將餅層厚度控制在最小值。
至此,可歸納出如下影響錯(cuò)流過濾機(jī)性能的要素:(1)介質(zhì)孔隙大小或介質(zhì)的致密度;(2)介質(zhì)表面附近的剪切力大小;(3)控制沉淀層(或稱第二膜)形成的技術(shù)。