大流量過濾芯的微孔膜過濾過程的驅動力(即,施加到過濾流體的壓力)使得流體能夠實現(xiàn)過濾。
以液體過濾為例,液體和小顆粒(溶質)通過膜收集作為滲透物,懸浮顆粒被膜截留并收集作為濃縮保留物。顆粒攔截的機制取決于膜的性能(物理和化學)以及膜和顆粒之間相互作用的性質。當膜的孔徑小于懸浮顆粒的尺寸時,顆粒在其幾何開始處被阻擋,不能進入或通過膜,但與滲透物分離。這種分離機制稱為表面過濾或篩網(wǎng)過濾機制。如果膜的孔徑大于顆粒尺寸,在這種情況下,顆??梢赃M入膜孔。當它與孔壁接觸并粘附時,它們將被過濾。因為這種過濾發(fā)生在膜中,這種分離機制被稱為深度過濾機制。
大流量過濾芯的微濾過程根據(jù)主液和滲透液在膜兩側的移動方向可分為共流和錯流過程。在共流微濾中,被膜截留的顆粒隨時間累積成濾餅層。如果使用深度過濾膜,截留的顆粒將積聚在膜的孔中。如果使用表面過濾膜,截留的顆粒將積聚在膜的孔中。如果使用表面過濾膜,截留的顆粒將積聚在膜表面。在這兩種情況下,過濾阻力都會增加。
如果在恒壓下進行過濾,過濾通量將降低。如果在恒定流量條件下進行過濾,這將導致膜兩側的壓降增加。因此,共流微濾必須定期清除膜上積聚的顆?;蚋鼡Q膜,因此微濾過程是一個間歇操作過程。當主懸浮液與膜表面相切時,主懸浮液中的顆粒被膜截留,滲透液垂直于膜表面流過膜。這一過程稱為橫流微濾,有時也稱為切向微濾。被膜截留的顆粒在膜表面上形成濾餅層。由于在壓力下主液體和膜表面之間的切線產(chǎn)生的高剪切力,膜表面上的濾餅顆??梢员蝗コ?,因此濾餅層相對較薄。微濾的交叉流配置在控制濃度極化和濾餅層的積聚方面是有效的,因此在長時間運行后仍然可以保持高通量。