珪藻土濾過助剤の動作原理
濾過助剤の機能は、粒子の凝集状態を変化させ、それによって濾液中の粒子のサイズ分布を変えることです。珪藻土フィルターアイダレは化学的に安定なSiO2を主成分とし、内部に豊富な微細孔があり、様々な硬い骨格を形成しています。濾過プロセス中、珪藻土はまずフィルタープレート上に多孔質の濾過助剤媒体（プレコーティング）を形成します。濾液が濾過助剤を通過すると、懸濁液中の固体粒子が凝集状態を形成し、粒度分布が変化します。大きな粒子の不純物は媒体の表面に捕捉されて保持され、狭いサイズ分布の層を形成します。それらは同様のサイズの粒子をブロックして捕捉し続け、特定の細孔を持つフィルターケーキを徐々に形成します。ろ過が進むにつれて、より小さな粒子サイズの不純物が徐々に多孔質珪藻土ろ過助剤に入り込み、捕らえられます。珪藻土は気孔率が約90％と比表面積が大きいため、ろ過助剤の内外の細孔に小さな粒子や細菌が侵入すると、吸着などにより遮断されることが多く、0.1μが減少することがあります。微粒子や細菌を除去し、良好な濾過効果を実現しました。濾過助剤の添加量は一般に、捕集された固体質量の 1 ～ 10% です。添加量が多すぎると、実際には濾過速度の向上に影響を及ぼします。
フィルタリング効果
珪藻土濾過助剤の濾過効果は主に以下の3つの作用によって発揮されます。
1. スクリーニング効果
これは流体が珪藻土中を流れる際に、珪藻土の細孔が不純物粒子の粒径よりも小さいため、不純物粒子が通過できずに遮断される表面濾過効果です。この効果はふるい分けと呼ばれます。実際、フィルターケーキの表面は、同等の平均細孔径を備えたふるい表面とみなすことができます。固体粒子の直径が珪藻土の細孔直径以上（またはわずかに小さい）の場合、固体粒子は懸濁液から「ふるい分け」され、表面濾過の役割を果たします。
2. 奥行き効果
深層効果は、深層ろ過の保持効果です。深層ろ過では、分離プロセスは媒体内部でのみ発生します。フィルターケーキの表面を通過する小さな不純物粒子の一部は、珪藻土内の曲がりくねった微多孔性チャネルとフィルターケーキ内の小さな細孔によって妨げられます。これらの粒子は、多くの場合、珪藻土の微細孔よりも小さいです。粒子が流路の壁に衝突すると、液体の流れから離脱する可能性があります。ただし、これを実現できるかどうかは、粒子の慣性力と抵抗のバランスにかかっています。この迎撃と遮蔽動作は本質的に類似しており、機械的動作に属します。固体粒子を濾過して除去する能力は、基本的に固体粒子と細孔の相対的なサイズと形状にのみ関係します。
3. 吸着効果
吸着効果は、上記の 2 つの濾過メカニズムとはまったく異なり、実際には動電引力として見られ、主に固体粒子と珪藻土自体の表面特性に依存します。内部に小さな細孔を持つ粒子が多孔質珪藻土の表面に衝突すると、逆の電荷によって引き付けられたり、粒子間の相互引力により鎖状クラスターを形成して珪藻土に付着しますが、いずれも吸着に属します。吸着効果は最初の 2 つよりも複雑で、より小さな細孔直径を持つ固体粒子が遮断される理由は主に次のとおりであると一般に考えられています。
(1) 永久双極子相互作用、誘起双極子相互作用、瞬間的双極子相互作用を含む分子間力 (ファンデルワールス引力としても知られる)。
(2) ゼータ電位の存在。
(3) イオン交換プロセス。
投稿時刻: 2024 年 4 月 1 日