低剪切力十字流過濾沉淀層的形成和懸浮液的入口濃度對流量的影響

沉淀層的形成

  在理論上，可以期望沉淀層（濾餅層）的水力學(xué)阻力為恒定值。但實(shí)際上,濾液的流量卻在隨著時(shí)間而緩慢下降，甚至在高剪切力下也不例外。這一點(diǎn)已被下述試驗(yàn)所證實(shí)。

貝克（Bake）等人用孔隙尺寸為0.2呻的陶瓷微孔濾管，對細(xì)分散在水中的TiO2-2H₂0粉末進(jìn)行十字流過濾研究;懸浮液的線速度為3m/s（對此類微孔濾管而言已屬高速）。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),沉淀層的比阻隨著過濾的持續(xù)進(jìn)行而增大。原因是沉淀層中的細(xì)顆粒連續(xù)集中增密。換言之，在十字流流道中，細(xì)顆粒的這種選擇性沉淀是造成流量下降的原因之一。

上述試驗(yàn)結(jié)果表明，存在著第四個(gè)支配十字流過濾的要素,即懸浮液中固體顆粒的尺寸分布。

懸浮液的入口濃度

十字流過濾對懸浮液入口濃度的變化不敏感。這意味著,在過濾之前無須對懸浮液進(jìn)行任何預(yù)處理。這一點(diǎn)可用以下對比試驗(yàn)來證實(shí)。

當(dāng)用深層過濾型濾芯對自來水進(jìn)行傳統(tǒng)深層過濾時(shí)，發(fā)現(xiàn)濾芯必須由預(yù)過濾器來加以保護(hù)，否則其孔隙會迅速堵塞。而采用十字流過濾時(shí)，卻在未用任何預(yù)分離的情況下,連續(xù)以大致恒定的流量獲得了清潔水。

懸浮液的濃度對十字流過濾無明顯影響，從而使十字流過濾能適應(yīng)濃度變化范圍很大的懸浮液。這一獨(dú)道特性，傳統(tǒng)過濾是不具備的。