مبدأ العمل لمساعد مرشح الدياتوميت
تتمثل وظيفة مساعدات الترشيح في تغيير حالة تجميع الجسيمات، وبالتالي تغيير توزيع حجم الجسيمات في المرشح. يتكون مساعد مرشح الدياتوميت بشكل أساسي من SiO2 المستقر كيميائيًا، مع وجود مسام داخلية وفيرة، مما يشكل أطرًا صلبة مختلفة. أثناء عملية الترشيح، يشكل التراب الدياتومي أولاً وسطًا مساعدًا للمرشح مساميًا (طلاء مسبق) على لوحة الترشيح. عندما يمر المرشح عبر مساعد المرشح، تشكل الجزيئات الصلبة الموجودة في المعلق حالة مجمعة، ويتغير توزيع الحجم. يتم التقاط شوائب الجزيئات الكبيرة والاحتفاظ بها على سطح الوسط، مما يشكل طبقة توزيع ضيقة الحجم. وتستمر في حجب واحتجاز الجسيمات ذات الأحجام المتشابهة، وتشكل تدريجيًا كعكة مرشحة ذات مسام معينة. مع تقدم عملية الترشيح، تدخل الشوائب ذات أحجام الجسيمات الأصغر تدريجيًا إلى وسط مساعد مرشح الأرض الدياتومي المسامي ويتم اعتراضها. نظرًا لأن التراب الدياتومي يحتوي على مسامية تبلغ حوالي 90٪ ومساحة سطحية كبيرة محددة، فعندما تدخل الجزيئات الصغيرة والبكتيريا إلى المسام الداخلية والخارجية لمساعد الفلتر، غالبًا ما يتم اعتراضها بسبب الامتصاص وأسباب أخرى، مما قد يقلل 0.1 ميكرومتر. حققت إزالة الجزيئات الدقيقة والبكتيريا من m تأثير ترشيح جيد. تتراوح جرعة مساعد المرشح بشكل عام من 1 إلى 10% من الكتلة الصلبة التي تم اعتراضها. إذا كانت الجرعة عالية جدًا، فسوف تؤثر في الواقع على تحسين سرعة الترشيح.
تأثير التصفية
يتم تحقيق تأثير الترشيح لمساعد مرشح الدياتوميت بشكل أساسي من خلال الإجراءات الثلاثة التالية:
1. تأثير الفحص
هذا هو تأثير الترشيح السطحي، حيث عندما يتدفق السائل عبر التراب الدياتومي، تكون مسام التراب الدياتومي أصغر من حجم جسيمات جزيئات الشوائب، وبالتالي لا يمكن لجزيئات الشوائب المرور عبرها ويتم اعتراضها. ويسمى هذا التأثير النخل. في الواقع، يمكن اعتبار سطح كعكة المرشح كسطح غربال بمتوسط حجم مسام مكافئ. عندما لا يقل قطر الجزيئات الصلبة عن (أو أقل بقليل من) قطر مسام التراب الدياتومي، سيتم "غربلة" الجزيئات الصلبة خارج المعلق، مما يلعب دورًا في ترشيح السطح.
2. تأثير العمق
تأثير العمق هو تأثير الاحتفاظ بالترشيح العميق. في الترشيح العميق، تتم عملية الفصل فقط داخل الوسط. يتم إعاقة بعض جزيئات الشوائب الصغيرة التي تمر عبر سطح كعكة المرشح بواسطة القنوات المسامية الصغيرة المتعرجة داخل التراب الدياتومي والمسام الأصغر داخل كعكة المرشح. غالبًا ما تكون هذه الجسيمات أصغر من المسام الدقيقة الموجودة في الأرض الدياتومية. عندما تصطدم الجزيئات بجدار القناة، فمن الممكن أن تنفصل عن تدفق السائل. ومع ذلك، فإن قدرتهم على تحقيق ذلك يعتمد على التوازن بين قوة القصور الذاتي ومقاومة الجسيمات. إن إجراء الاعتراض والفحص هذا متشابه في طبيعته وينتمي إلى الإجراء الميكانيكي. ترتبط القدرة على تصفية الجزيئات الصلبة بشكل أساسي فقط بالحجم والشكل النسبيين للجزيئات الصلبة والمسام.
3. تأثير الامتزاز
يختلف تأثير الامتزاز تمامًا عن آليتي الترشيح المذكورتين أعلاه، ويمكن اعتبار هذا التأثير في الواقع بمثابة جذب كهربي، والذي يعتمد بشكل أساسي على الخصائص السطحية للجزيئات الصلبة والتراب الدياتومي نفسه. عندما تصطدم الجزيئات ذات المسام الداخلية الصغيرة بسطح التراب الدياتومي المسامي، فإنها تنجذب بشحنات متضادة أو تشكل مجموعات متسلسلة من خلال الجذب المتبادل بين الجزيئات وتلتصق بالتراب الدياتومي، وكلها تنتمي إلى عملية الامتزاز. يعد تأثير الامتزاز أكثر تعقيدًا من الأولين، ويُعتقد عمومًا أن سبب اعتراض الجزيئات الصلبة ذات أقطار المسام الأصغر يرجع بشكل أساسي إلى:
(1) القوى بين الجزيئية (المعروفة أيضًا باسم جذب فان دير فالس)، بما في ذلك التفاعلات ثنائية القطب الدائمة، والتفاعلات ثنائية القطب المستحثة، والتفاعلات ثنائية القطب اللحظية؛
(2) وجود إمكانات زيتا؛
(3) عملية التبادل الأيوني.
وقت النشر: 01 أبريل 2024