Στα προηγούμενα δύο άρθρα, εισήγαγαμε τους τρεις βασικούς μηχανισμούς φιλτραρίσματος και τις διαφορές μεταξύ της επιφανειακής φιλτραρίσματος και των μέσων βαθιάς φιλτραρίσματος.Πώς κρίνετε την απόδοσή του;Πώς καθορίζετε πότε να αντικαταστήσετε το στοιχείο φίλτρου; Αυτό απαιτεί κατανόηση τριών βασικών δεικτών απόδοσης: διαφορική πίεση, διάρκεια ζωής και ακρίβεια.
Αυτοί οι τρεις δείκτες αποτελούν το "Χρυσό Τρίγωνο" της αξιολόγησης των επιδόσεων των φίλτρων.
Διαφορετική πίεση (ΔP): Το "βαρόμετρο υγείας" ενός φίλτρου
Η διαφορική πίεση (DP ή ΔP) αναφέρεται στη διαφορά πίεσης μεταξύ της ανωτέρω (πλευράς τροφοδοσίας) και της κατωτέρω (πλευράς φίλτρου) ενός φίλτρου κατά τη διάρκεια της λειτουργίας.Είναι η πιο άμεση και κρίσιμη παράμετρος για την αξιολόγηση της λειτουργικής κατάστασης ενός φίλτρου.
[Σχήμα 1: Τυπική διαφορική πίεση φίλτρου έναντι καμπύλης ζωής χρόνου]
Τρεις βασικές έννοιες διαφορικής πίεσης
Καθαρή διαφορική πίεση: Η αρχική πτώση πίεσης σε ένα ολοκαίνουργιο φίλτρο πριν συλλάβει οποιαδήποτε ρύπανση.Η καθαρή ΔP αντικατοπτρίζει την εγγενή αντίσταση ροής του ίδιου του φίλτρου, τόσο πιο ελεύθερα περνάει το υγρό.
Διαφορετική πίεση λειτουργίας: Καθώς το φίλτρο λειτουργεί, οι μολυσματικές ουσίες διατηρούνται προοδευτικά, οι πόροι του μέσου αποκλείονται σταδιακά και το ΔP αυξάνεται αναλόγως.Η ΔP λειτουργίας είναι μια δυναμικά μεταβαλλόμενη τιμή.
Μέγιστη επιτρεπόμενη διαφορική πίεση: το μέγιστο ΔP που μπορεί να αντέξει η δομή του φίλτρου χωρίς μηχανική βλάβη.υπάρχει κίνδυνος ρήξης του φίλτρου ή διαρροής μέσων, και το φίλτρο πρέπει να αντικατασταθεί αμέσως.
Πρακτική συμβουλή: Κατά την πραγματική λειτουργία συνιστάται να ρυθμίζεται το ΔP αντικατάστασης στο 80%~90% του μέγιστου επιτρεπόμενου ΔP,διατηρώντας περιθώριο ασφάλειας για την αποφυγή αιφνίδιας άνοδος της πίεσης από τη βλάβη του φίλτρου και τη μόλυνση της μεταγενέστερης διαδικασίας.
Σχήμα ζωής του φίλτρου
Η διάρκεια ζωής του φίλτρου περιγράφεται συνήθως με μια καμπύλη ΔP έναντι του χρόνου.
Αρχική φάση: ΔP είναι χαμηλή και αυξάνεται αργά.
Ενδιάμεση φάση: Καθώς συσσωρεύονται οι μολυσματικές ουσίες, σχηματίζεται σταδιακά μια τούρτα φίλτρου και πυκνώνει, προκαλώντας αύξηση ΔP με επιταχυνόμενο ρυθμό.
Τερματική φάση: Οι περισσότεροι πόροι αποκλείονται, η ΔP αυξάνεται απότομα προς τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή και το στοιχείο φίλτρου πρέπει να αντικατασταθεί.
Οι βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του φίλτρου περιλαμβάνουν: τη συγκέντρωση ρύπων στην τροφή, τη διανομή μεγέθους σωματιδίων, την ιξώδες του υγρού, το ρυθμό ροής και την ικανότητα συγκράτησης βρωμιών του ίδιου του φίλτρου.
Η πορώσεια: Ο κώδικας απόδοσης που κρύβεται στα κενά
Η πορώστεια αναφέρεται στη σχέση του ανοιχτού όγκου κενού προς τον συνολικό όγκο μέσα στο φίλτρο.η πορώσεια επηρεάζει σημαντικά πολλές πτυχές της απόδοσης του φίλτρου.
Η αύξηση της πορώδους επιφάνειας αποφέρει τα ακόλουθα οφέλη:
Μειωμένη γραμμική ταχύτητα ροής: Περισσότερος κενός χώρος σημαίνει χαμηλότερη πραγματική ταχύτητα ανά μονάδα έκτασης, δίνοντας στα σωματίδια περισσότερες ευκαιρίες να υποκριθούν.
Χαμηλότερη διαφορική πίεση: Το υγρό περνά μέσα από πιο ανοιχτά κανάλια, μειώνοντας τόσο την αρχική όσο και την λειτουργική ΔP.
Διευρυμένη διάρκεια ζωής: Μεγαλύτερος όγκος αποθήκευσης φιλοξενεί περισσότερους ρύπους, επιβραδύνοντας τον ρυθμό αύξησης ΔP.
Η διάμετρος των ινών είναι κρίσιμη για την πορώστια και την ικανότητα διατήρησης της βρωμιάς.ταυτόχρονη βελτίωση της αποτελεσματικότητας του διήθησης και της ικανότητας αποθήκευσης της βρωμιάςΑυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα φίλτρα υψηλών επιδόσεων χρησιμοποιούν παγκοσμίως υλικά μικροτελών ινών.
Απόλυτη αξιολόγηση έναντι ονομαστικής αξιολόγησης: Σταματήστε να τα μπερδεύετε
[Σχήμα 2: Εικόνα απόλυτης αξιολόγησης (αριστερά) έναντι ονομαστικής αξιολόγησης (δεξιά) ]
Στην επιλογή φίλτρων, η "ακριβότητα" είναι μια από τις πιο συχνά παρεξηγημένες έννοιες.
Απόλυτη αξιολόγηση
Η απόλυτη βαθμολογία αναφέρεται στο μέγεθος σωματιδίων που ένα φίλτρο μπορεί να διατηρήσει 100% υπό συγκεκριμένες συνθήκες δοκιμής (συνήθως ανά βιομηχανικό πρότυπο όπως ISO ή NAS).Τα σωματίδια μεγαλύτερα από αυτό το μέγεθος θα αφαιρεθούν εντελώς..
Η έννοια της απόλυτης διαβάθμισης είναι πολύ αυστηρή, η οποία συνήθως επαληθεύεται με μεθόδους όπως οι δοκιμές σημείων φυσαλίδας.Τα φίλτρα με απόλυτες ικανότητες είναι κατάλληλα για εφαρμογές με εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις καθαρότητας, όπως η φαρμακευτική διήθηση νερού για ένεση και η παραγωγή υπερακαθαρμένου νερού με ημιαγωγούς.
Ονομαστική αξιολόγηση
Ο ονομαστικός βαθμός είναι ένας σχετικός δείκτης, ο οποίος συνήθως εκφράζει ότι ένα φίλτρο επιτυγχάνει μια ορισμένη ποσοστιαία απόδοση αφαίρεσης (π.χ. 95% ή 98%) για ένα δεδομένο μέγεθος σωματιδίων.Ονομαστική ικανότητα δεν εγγυάται 100% αφαίρεση.
Η ονομαστική ικανότητα προσδιορίζεται συνήθως με βάση την τιμή βήτα (β):
β ((x) = N_πάνω / N_κάτω
Όπου το N_upstream είναι ο αριθμός των σωματιδίων μεγαλύτερων από x μικρών προς τα πάνω, και το N_downstream είναι ο αριθμός των σωματιδίων μεγαλύτερων από x μικρών προς τα κάτω.
β10 = 1000 → 99,9% απόδοση αφαίρεσης για σωματίδια 10 μικρομικρών
β5 = 100 → 99% αποδοτικότητα αφαίρεσης σωματιδίων 5 μικρών
β1 = 20 → 95% απόδοση απομάκρυνσης σωματιδίων 1 μm
Γενικά, μια τιμή βήτα 5000 ή υψηλότερη (δηλ. ≥ 99,98% απόδοση αφαίρεσης) θεωρείται ότι πλησιάζει την απόλυτη ικανότητα αξιολόγησης.
表格
Επίπεδο ακρίβειας αποδοτικότητας αφαίρεσης τιμής βήτα
1 0% Καμία επίδραση διήθησης
2 50% Σφιχτή διήθηση
20 95% Γενική ονομαστική ικανότητα
100 99% υψηλότερη ακρίβεια
1000 99,9% Υψηλή ακρίβεια
5000 99,98% Σχεδόν απόλυτη βαθμολογία
10000 99,99% Απόλυτη αξιολόγηση
Σημαντική σημείωση: Κατά τη σύγκριση προϊόντων φίλτρου από διαφορετικούς κατασκευαστές, πρέπει πάντα να επαληθεύεται αν η αναφερόμενη ικανότητα είναι απόλυτη ή ονομαστική.Ένα φίλτρο με την ετικέτα "10 μμ ονομαστικό" μπορεί να έχει πολύ χειρότερη απόδοση από ένα με την ετικέτα "10 μμ απόλυτο"Το χάσμα απόδοσης μεταξύ των δύο μπορεί να καλύψει μια ολόκληρη τάξη μεγέθους.
Επισκόπηση των περιοχών διεργασίας φιλτραρίσματος
Βάσει της ακρίβειας διήθησης, οι κοινές βιομηχανικές διαδικασίες διήθησης/διαχωρισμού μπορούν να κατηγοριοποιηθούν γενικά ως εξής:
表格
Τύπος διαδικασίας Τυπικός εύρος ακρίβειας Αφαίρετοι στόχοι
Υφάσματα φίλτρου / Φίλτρα βάθους 1μ100 μm Στερεές ουσίες σε αναστολή, μεγάλες ακαθαρσίες σωματιδίων
Μικροφιλτράρισμα (MF) 0.1·10 μm Βακτήρια, ζύμες, αιωρούμενα στερεά
Υπερίφλεξη (UF) 0,001 ∆0,1 μm Πρωτεΐνες, ένζυμα, κολλοειδή, ιοί
Νανοφιλτράρισμα (NF) 0,001·0,01 μm Πολυδυναμικά ιόντα, οργανικά, χρωστικές ύλες
Αντίστροφη όσμωση (RO) < 0,001 μm Λυμμένα άλατα, ιόντα μετάλλων
Πλήρης περίληψη
Σύνοψη της σειράς αρχών διήθησης:
Μέρος 1: Οι τρεις βασικοί μηχανισμοί φιλτραρίσματος: άμεση παρακολούθηση, αδράνεια και δέσμευση διάχυσης, καθώς και ο βοηθητικός ρόλος της προσρόφησης.
Μέρος 2: Διαφορές μεταξύ των μέσων επιφανειακής φιλτραρίσματος και των μέσων βαθιάς φιλτραρίσματος· σύγκριση κινδύνου μεταξύ δομών με σταθερούς πόρους και δομών χωρίς σταθερούς πόρους.
Μέρος 3: Η διαφορική πίεση είναι ο βασικός δείκτης της υγείας του φίλτρου· η πορώστεια και η διάμετρος των ινών καθορίζουν την ικανότητα συγκράτησης βρωμιάς.η διάκριση μεταξύ απόλυτων και ονομαστικών αξιολογήσεων είναι κρίσιμη ̇ πάντα επιβεβαιώστε τη μεθοδολογία αξιολόγησης κατά την επιλογή του προϊόντος.
Η διήθηση μπορεί να φαίνεται απλή, αλλά ενσωματώνει πλούσιες φυσικές αρχές και μηχανική σοφία.Ελπίζουμε ότι αυτή η σειρά τριών τμημάτων σας βοήθησε να οικοδομήσετε μια συστηματική κατανόηση της τεχνολογίας διήθησης και να λάβετε πιο επιστημονικά τεκμηριωμένες αποφάσεις διήθησης στην πραγματική σας εργασία.
