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技术支持 abc 2022-09-02 11:40:58 290

压力损失

滤芯压力损失是指空气或液体通过滤芯时,在滤芯的进出口间形成的压力降,用Pa或kPa表示。滤芯压力损失与滤芯的类型、材质、结构、孔隙度、粘性、储灰量等因素有关,一般来说,滤芯压力损失随着流量的增加而增加,随着储灰量的增加而增加。

亲水性处理

滤芯亲水性处理是指对滤芯表面进行一定的改性或涂层,使其具有亲水性,即能够吸附并留存水分子的特性。滤芯亲水性处理的目的是提高滤芯的过滤效率、延长滤芯的使用寿命、减少滤芯的堵塞和污染等。

滤芯亲水性处理的方法有多种,例如:

 ●  化学改性法:利用化学反应或物理吸附,在滤芯表面引入含氧或含氮的极性基团,如羟基、羧基、胺基等,增加滤芯表面的极性和亲水性13。例如,聚四氟乙烯(PTFE)膜可以通过氧等离子体处理或硫酸钠处理来增加其亲水性。

 ●  物理涂层法:利用物理方法,在滤芯表面涂覆一层亲水性的高分子材料或无机材料,如聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酰胺(PAM)、硅胶等,形成一层亲水性的薄膜。例如,聚丙烯(PP)膜可以通过浸渍PVA溶液来增加其亲水性。

 ●  生物改性法:利用生物技术,在滤芯表面接枝或固定一些具有亲水性的生物分子或生物酶,如蛋白质、多肽、多糖等,提高滤芯表面的生物相容性和亲水性13。例如,聚砜(PSF)膜可以通过接枝明胶来增加其亲水性。

水蒸气活化法

滤芯水蒸气活化法是一种物理活化法,是指在高温下(一般为800℃~900℃),利用水蒸气作为活化剂,与滤芯中的碳原子发生氧化反应,从而在滤芯内部形成发达的微孔结构,提高滤芯的比表面积和吸附性能。

滤芯水蒸气活化法的主要反应式如下:

C+H2O→H2+COΔH=31kcal

C+2H2O→2H2+CO2ΔH=18kcal

滤芯水蒸气活化法的优点是对环境污染小,制得的滤芯无需过多的后处理,适用于各种类型和形状的滤芯。滤芯水蒸气活化法的缺点是活化温度较高,耗能较大,活性炭得率较低。

滤芯水蒸气活化法的应用领域包括:

 ●  空气净化:利用滤芯水蒸气活化法制备的活性炭纤维或活性炭布等,可以用于除臭、除甲醛、除苯等有害气体的吸附和分解。

 ●  水处理:利用滤芯水蒸气活化法制备的聚丙烯、聚醚砜、聚四氟乙烯等超滤膜或反渗透膜等,可以用于水中的悬浮物、胶体、细菌、有机物等的分离和净化 。

 ●  催化剂载体:利用滤芯水蒸气活化法制备的具有高比表面积和多孔结构的活性炭或碳纳米管等,可以用于负载金属或非金属催化剂,提高催化剂的分散性和稳定性 。

疏水性

滤芯疏水性是指滤芯表面对水分子的排斥性,即能够阻止水分子通过滤芯的特性。滤芯疏水性的好坏影响了滤芯的过滤效果、耐用性和安全性。

滤芯疏水性的优点是:

 ●  用于气体过滤:滤芯疏水性可以用于气体的无菌过滤,如发酵罐、二氧化碳、氮气、压缩空气等,能够有效截留噬菌体、细菌和微粒,保证气体的纯净和安全。

 ●  耐高温、强酸、强碱:滤芯疏水性可以提高滤芯的耐温和耐化学性能,使其适用于高温、强酸、强碱等恶劣环境,延长滤芯的使用寿命。

滤芯疏水性的缺点是:

 ●  不适用于液体过滤:滤芯疏水性会阻碍液体通过滤芯,降低过滤效率和流量,增加过滤阻力和能耗。

 ●  需要定期测试:滤芯疏水性可能会因为使用时间、温度、压力等因素而发生变化,影响过滤效果和安全性,因此需要定期进行完整性测试,检查滤芯表面是否有气泡或漏点。

滤芯疏水性的测试方法有:

 ●  压力差法:该方法主要是将疏水性滤芯装入过滤器中,然后通过压力差将水从滤芯外部向滤芯内部进行过滤,观察滤芯表面是否有气泡或漏点,来判断滤芯的完整性。

 ●  气泡点法:该方法主要是将疏水性滤芯浸入水中,然后通过真空泵将空气从滤芯内部向外部抽出,测量产生第一个气泡时的压力值,来判断滤芯的最大孔径。

扩散实验

滤芯扩散实验是一种非破坏性的完整性测试方法,主要用于检测滤芯是否有缺陷或损坏。目的是:

 ●  检测滤芯是否有缺陷或损坏:滤芯扩散实验可以通过测量气体扩散流量来判断滤芯的完整性,如果扩散流量超过规定的限值,说明滤芯有缺陷或损坏,不能有效截留微生物或颗粒。

 ●  评估滤芯的过滤性能:滤芯扩散实验可以通过滤芯表面的扩散流率来评估滤芯的气体通透性和过滤效率,扩散流率与滤膜的孔隙率、流量和有效过滤面积等方面有关。

 ●  保证过滤工艺的安全性:滤芯扩散实验是一种非破坏性的完整性测试方法,可以在过滤前后或过程中进行,以确保过滤器自身的完整性及正确安装,符合制造商提供的标准。

泡点测试

滤芯泡点测试是一种非破坏性的完整性测试方法,它的原理是:

 ●  当滤膜和滤芯用一定的溶液(如纯水或异丙醇)完全浸润后,其孔隙中充满了液体,形成一个液相隔膜。

 ●  当在滤芯的一侧加压(如用压缩空气或氮气),随着压力的增加,气体会从滤芯的另一侧放出,表现为水中出现大小、数量不等的气泡。

 ●  当压力达到一个临界值时,气体会冲破最大孔径处的液相隔膜,使其完全破裂,气体可以连续地通过滤芯,水中出现稳定的气泡。这个临界压力值就是滤芯的泡点压力。

滤芯泡点测试的方法是:

 ●  将已清洁和灭菌的滤芯安装在过滤器中,并用相应的溶液充分浸润。

 ●  将过滤器出口端用软管浸入水中,并将进口端用高强度管道与压力表和氮气或无菌压缩空气相连。

 ●  逐渐开启进气阀通入气体,并观察水中鼓出的第一个稳定的气泡。这时所显示的压力值即为滤芯的泡点压力。

 ●  将测得的泡点压力与制造商提供的参数值或对照表格进行比较,判断滤芯是否合格。

保压测试

滤芯保压测试是一种非破坏性的完整性测试方法,它的原理是:

将干燥的滤芯装入过滤器外壳后,在滤芯的上游注满水,将压力打到一定值后,保压10–20分钟后,通过仪器的压力损失感应测算每分钟的流速,并看水有无透过滤膜从滤芯下游流出。

如果水没有透过滤膜,说明滤芯是完整的,如果水有透过滤膜,说明滤芯有缺陷或泄漏。

滤芯保压测试的方法是:

 ●  将已清洁和灭菌的滤芯安装在过滤器中,并用水充分浸润。

 ●  将过滤器出口端用软管浸入水中,并将进口端用高强度管道与压力表和氮气或无菌压缩空气相连。

 ●  逐渐开启进气阀通入气体,并将压力调节到80%的泡点压力。

 ●  保持该压力10–20分钟,并观察仪器显示的每分钟流速和水中是否有气泡。

 ●  将测得的流速与制造商提供的参数值或对照表格进行比较,判断滤芯是否合格。

分类

根据过滤原理和精度,可以将滤芯分为不同的过滤方式,如微孔过滤、反渗透、纳滤、超滤等。微孔过滤是利用孔径大小来拦截颗粒物的一种物理过滤方法,适用于去除较大的悬浮物和细菌等;反渗透是利用高压力来逆向推动溶液通过半透膜的一种分离方法,适用于去除水中的盐分和有机物等;纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种分离方法,适用于去除水中的硬度离子和染料等;超滤是利用半透膜上的孔隙来截留高分子物质的一种分离方法,适用于去除水中的蛋白质和病毒等。

β值

滤芯β值是指过滤比,它是一种用来衡量滤芯过滤效率的指标。过滤比的定义是:滤芯上游流体中大于某一给定尺寸的颗粒数与滤芯下游流体中大于同一尺寸的颗粒数之比。例如,如果滤芯上游有100个大于5微米的颗粒,而滤芯下游只有1个大于5微米的颗粒,那么该滤芯的过滤比β5为100。

过滤比β值越大,说明滤芯的过滤效率越高,能够更好地截留特定尺寸的颗粒。一般来说,过滤比β值可以用于不同的颗粒尺寸,如2微米、10微米、20微米等,以反映滤芯对不同大小颗粒的过滤性能。例如,一个滤芯的过滤比β10为100,表示该滤芯能够截留99%的大于10微米的颗粒。

过滤比β值是根据国际标准ISO 16889进行测试和评定的。该标准规定了一种使用颗粒计数器和添加了杂质的测试液体的方法,来测量不同尺寸颗粒在过滤前后的数量变化,并计算出过滤比β值4。该标准还列出了八个常用的反映过滤效率的过滤比β值:2、10、20、75、100、200、1000和2000。

过滤寿命

滤芯过滤寿命是指滤芯能够有效地过滤流体中的杂质的时间,它受到滤芯的材质、结构、过滤精度、使用环境等因素的影响。一般来说,当滤芯上的杂质太多,导致流体流通不畅或过滤效果下降时,就需要更换新的滤芯。不同类型的滤芯有不同的过滤寿命。

表面过滤过滤器

表面过滤过滤器是一种利用滤芯的表面层来截留流体中的杂质的过滤器,它与深层过滤过滤器不同,后者是利用滤芯的整个厚度来进行过滤的。滤芯表面过滤过滤器的优点是过滤精度高,阻力小,易于清洗和再生。

深度过滤器

深度过滤器是一种利用过滤器的主体上的多孔结构来截留流体中的杂质的过滤器,它与表面过滤器不同,后者只利用过滤器的表面层来进行过滤。深度过滤器的优点是容污量大,对颗粒大小不敏感,适用于高浊度、高粘度、高温度的液体过滤。

通风过滤器

通风过滤器是一种用于通风系统中的空气过滤器,它可以去除空气中的尘埃、颗粒、微生物、气体等污染物,保证室内空气质量和舒适度,同时保护空气处理单元和设备的正常运行。

过滤精度

过滤精度是指滤芯的孔径大小,也就是包含杂质的溶液通过滤芯时,允许通过的最大颗粒的尺寸。滤芯过滤精度一般以微米(μm)为单位,过滤精度越高,表示滤芯的孔径越小,能够去除的颗粒越细小。

粒径分布

粒径分布是指滤芯的长度、直径、孔径等参数,它们决定了滤芯的过滤性能、容尘量、通量等特点。不同类型的滤芯有不同的尺寸分布,一般需要根据滤芯的型号和标识来确定。

超滤

超滤的工作原理是利用一种多孔膜的拦截能力,以物理筛分的方式,将溶液中的大小不同的物质颗粒分开。在一定的压力下,当流体流经膜表面时,小于膜孔的 溶剂 (水)及小分子 溶质 透过膜,成为 净化 液(滤清液),而大于膜孔的溶质及溶质集团被截留,随水流排出,成为浓缩液。


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