助濾劑助濾劑，指能提高過濾效率或強化過濾過程的物質(zhì)。分類：介質(zhì)型助濾劑和化學(xué)助濾劑兩大類型。介質(zhì)型助濾劑是一些分散的顆粒物質(zhì)，如硅藻土，膨脹珍珠巖等。在過濾過程中，它們實際上起著過濾介質(zhì)的作用，其主要應(yīng)用在固體顆粒極小且對濾液有較高要求的場合，譬如水處理、化工及食品等工業(yè)的過濾作業(yè)。化學(xué)助濾劑(又稱預(yù)處理劑)又分兩種類型：一種是表面活性劑型助濾劑；另一種是高分子絮凝劑型助濾劑。它們主要用于提高過濾機的生產(chǎn)能力和希望降低濾餅水分的場合。如：冶金、礦物加工業(yè)用得較為普遍。介質(zhì)型助濾劑是一種顆粒均勻、質(zhì)堅硬、不可壓縮的粒狀物質(zhì)，因可以直接用作過濾介質(zhì)，故稱其為介質(zhì)型助濾劑，作為助濾劑，其作用在于防止膠狀微粒對濾孔的堵塞，亦即充當(dāng)實際的過濾介質(zhì)。這時，由于助濾劑表面往往有吸附膠體的能力，而且由這種細(xì)小堅硬的顆粒形成的濾餅具有格子型結(jié)構(gòu)，不可壓縮，濾孔不致于全部堵塞，可以保持良好的滲透性，既能使濾液中的細(xì)小顆粒式膠狀物質(zhì)被截留在格子骨架上，又能使清液有暢流的溝道。因此使用助濾劑，往往能大大提高過濾能力、改善濾液澄清度、提高生產(chǎn)效率、降低過濾成本。

助濾劑的使用方法，通常是在濾布面上預(yù)涂一層助濾劑層，此時，它是作為真正的過濾介質(zhì)。待過濾完畢后，助濾劑本身可與濾餅一道除去。除預(yù)涂外，助濾劑也可按一定比例均勻地混于濾漿中，然后一道加入過濾機，使其形成較疏松的濾餅，降低其可壓縮性，使濾液可以順暢流通。介質(zhì)型助濾劑的種類

可作為介質(zhì)型助濾劑的物質(zhì)種類較多，如：硅藻土、珍珠巖、纖維素、石棉、活性炭、紙粕、鋸屑及爐渣等，表13．1列出了幾種常用助濾劑的主要性質(zhì)。下面較詳細(xì)地討論各種常見的介質(zhì)型助濾劑及其應(yīng)用選擇。硅藻土助濾劑的性質(zhì)，取決于其原料性質(zhì)和制造方法。硅藻土化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，所含成分主要為非結(jié)晶質(zhì)的無定形SiO2(至少占80％以上)，通過加熱燒成可將非結(jié)晶質(zhì)的原料SiO2轉(zhuǎn)化為結(jié)晶質(zhì)，較純的硅藻土助濾荊除了熱堿溶液外，幾乎在所有的液體中都不溶解，其他的可溶成分也極少。與其他類型的助濾劑，如珍珠巖和纖維素等相比，硅藻土的滲透率和孔徑尺寸范圍較寬，就一定的滲透率而言，其平均孔徑比珍珠巖等助濾劑的要小，因而它具有較好的澄清效果。

影響硅藻土過濾性能的另一個重要因素是其粒度特性。三類硅藻土中，干燥制品粒度最細(xì)，融劑燒成制品粒度最粗，故其過濾速率也最高。從世界范圍看，硅藻土助濾劑應(yīng)用得最為普遍，尤其是對希望得到液體澄清度較高的場合和要求有較高濾液流速的情況下，例如，從石油工業(yè)的潤滑油到化學(xué)工業(yè)的聚乙烯；從食品工業(yè)的果汁、啤酒到藥品工業(yè)的抗菌素、維生素的過濾等等，都有硅藻土助濾劑的應(yīng)用。2、膨脹珍珠巖珍珠巖是指由火山噴發(fā)的酸性熔巖經(jīng)急速冷卻而成的玻璃質(zhì)巖石。為使珍珠巖成為助濾劑，需要經(jīng)過一系列加工：破碎、磨礦、篩分和焙燒。破碎成一定的粒度珍珠巖，在快速加熱(800～1200℃)條件下，體積可膨脹4～20倍，這種膨脹的珍珠巖是一種多孔疏松調(diào)料，再經(jīng)磨礦和分級，便可得到膨脹珍珠巖助濾劑。膨脹珍珠巖的化學(xué)成分主要是SiO2和Al2O3，二者總計約占85％左右，此外還有少量的K2O和Na2O以及少量的Fe、Mg、Ca等氧化物。其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與硅藻土類似，除在熱的濃堿和氫氟酸中外，均不易溶解。3、纖維素纖維素為直徑15～20pm，長50～100pm的短纖維，由木材纖維經(jīng)特殊處理制得，常作為紙漿過濾的介質(zhì)。纖維素助濾劑可以由經(jīng)漂白或未漂白的木漿制得，為了得到粒級較細(xì)的纖維素助濾劑則要研磨。木屑也是一種助濾劑。作為助濾劑使用，纖維素比硅藻土和珍珠巖少得多，其主要原因是助濾劑成本較高和過濾效果不佳。因為纖維素濾餅的孔徑極大，對微細(xì)顆粒攔截能力差，以至于用最細(xì)粒度的纖維素助濾劑過濾原糖溶液，其澄清效果還不如最粗粒度的硅藻土和珍珠巖。纖維素助濾劑主要用于那些不宜使用硅藻土和珍珠巖的場合，如，熱堿溶液過濾和濾餅需要焙燒的場合，有時為了避免硅藻土和珍珠巖的可溶成分混入，在鍋爐補充水和金屬電鍍液的過濾過程中也常使用纖維紊助濾劑。此外，纖維素助濾劑還經(jīng)常與硅藻土和珍珠巖混合使用，或者纖維素作為最初的預(yù)敷層使用。4、石棉石棉是最早被應(yīng)用的助濾劑之一，長期以來與纖維素混合使用作啤酒過濾的助濾劑。由于石棉纖維直徑很細(xì)，故所得濾液澄清度較高，所以常常作為最初的預(yù)敷層與硅藻土和珍珠巖混合使用，過濾效果比纖維素更好。此外石棉的比表面積大，吸附性較強，所以常用于各種酒類過濾以除去細(xì)菌。石棉的可壓縮性強，單獨使用時，過濾速度受到限制。許多發(fā)達(dá)國家認(rèn)為石棉對健康有害，所以近年來石棉在過濾中的應(yīng)用有減少的趨勢。膜過濾

膜過濾是利用薄膜分離混合物的一種方法。不同組分構(gòu)成的均一的或非均一的混合物系，可利用薄膜的選擇透過性，使某些組分透過膜，而另一些組分被截留，從而實現(xiàn)了不同組分的分離。這種過程統(tǒng)稱為膜分離。根據(jù)分離的機理和推動力的不同，可區(qū)分為不同的膜分離方法，膜過濾就是其中的一種。它是利用流體壓力差作為推動力的篩分分離。此外還有利用濃度差、分壓差、電位差以及透過速率差等作為推動力的其他膜分離過程。膜過濾分類通常根據(jù)濾膜孔徑或被截留微粒的最小粒徑的大小，膜過濾可分為微孔過濾及超濾兩大類。嚴(yán)格講兩大類之間并沒有明顯的界限，而且它們相對常規(guī)過濾和反滲透之間也是沒有嚴(yán)格分界的。常規(guī)過濾能截留大于0.5μm的顆粒。它是靠濾餅層內(nèi)顆粒的架橋作用，才能截留如此小的顆粒，而不是直接靠過濾介質(zhì)孔隙篩分截留的，因為纖維編織的過濾介質(zhì)的孔隙通常有幾十微米大小。微孔過濾截留微粒范圍大約是0.05～10μm。多用于濾除細(xì)菌和細(xì)小的懸浮顆粒。從粒子的大小看，它是常規(guī)過濾操作的延伸。超濾截留粒徑范圍大約是1～20nm，相當(dāng)于分子量是500～300000的各種蛋白質(zhì)分手或相當(dāng)粒徑的膠體微粒。這種液體的滲超虹很小，在透過溶劑的同時，也會透過小分子溶質(zhì)，而將大分子溶質(zhì)截留。它和微孔過濾之間沒有明確分界。反滲透截留粒徑大約在0.1～1nm。即可截留無機離子和分子量小予500的低分子量有機分子。膜過濾的特點和常規(guī)濾餅過濾不同，微孔過濾和超濾所截留的微粒和溶質(zhì)大分子，并不在膜面形成濾餅，而仍懸浮子料漿中或以溶質(zhì)形式保留于料漿中，所以常將膜前的物質(zhì)總體稱為增濃液。透過濾膜的部分稱做濾液或滲透液等。反滲透的透過機理與膜過濾的區(qū)別在于，它所施加的壓力必須大予溶液的滲透壓，才能使溶液中的溶劑透過膜面分離出來。反滲透也是以壓力差作推動力的膜分離過程：但它要求的壓力差稂大，一般在2～10MPa，因而設(shè)備結(jié)構(gòu)要求也高。膜過濾與其他分離方法比較，具有如下特點：(1)和常規(guī)過濾過程相同，膜過濾中，特別是濃縮分離中，沒有相變過程，也沒有相變化的化學(xué)反應(yīng)，所以不消耗相變能，故能耗低；(2)用常規(guī)脫水方法處理微細(xì)物料時，常需添加絮凝物等，而膜過濾則無此必要，這既降低了成本，又減少了其他物質(zhì)可能引起的二次污染。(3)膜過濾沒有特別的溫度要求，所以可進(jìn)行熱敏感或熱不穩(wěn)定物質(zhì)的常溫膜過濾。如用于藥品、酶制劑、食品、飲料的分離、分級、濃縮、富集等。(4)膜過濾可用于濃縮過程，對回收微量有價值物質(zhì)十分有益。膜過濾的原理1、微孔過濾原理微孔過濾的介質(zhì)為均質(zhì)多孔結(jié)構(gòu)的濾膜，它類似多層疊置的篩網(wǎng)，其截留微粒的作用局限于膜的表面，能將液體中大于額定孔徑的微粒全部阻攔，且不會因壓力差升高而導(dǎo)致大于孔徑的微粒穿過濾膜。截留微粒的方式有：機械截留、架橋及吸附。與深層過濾相比，由于濾膜極薄，對濾液及濾液中有效成份的吸附量極小，貴重物料一般不會因吸附在過濾介質(zhì)上而損失。在除菌過程中，被截留在膜表面的菌體也不會像深層過濾那樣，由于滯留在孔道中的細(xì)菌的雙向繁殖而污染濾出系統(tǒng)。2、超濾原理超濾對大分子溶質(zhì)的截留分離包含以下三個過程：(1)膜面的機械截留(篩分)；(2)膜面及微孔內(nèi)的吸附(一次吸附)；(3)在微孔中持留而被去除(阻塞)。超濾膜的機械截留效果是由溶質(zhì)粒子的大小、形狀與膜孔徑的大小、形狀之間的關(guān)系決定的。吸附和阻塞過程則是膜與溶質(zhì)粒子物化性質(zhì)之間的相互作用結(jié)果。這三個過程相結(jié)合的統(tǒng)一效應(yīng)構(gòu)成了超濾的物質(zhì)分離機理。過濾介質(zhì)種類極多，且難有一種好的分類法。編織類過濾介質(zhì)通常分濾布、濾網(wǎng)兩大類；前者的原料為各種天然纖維和合成纖維；后者的材質(zhì)多為不銹鋼、青銅、蒙乃爾合金、鎳及其合金，鈦、鉭、銀及其合金等。

1濾布濾布是過濾領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛、品種最多的一類過濾介質(zhì)。其原料特性、編織方案和加工過程，是影響濾布性能的重要因素。1、濾布的材質(zhì)及原料性能濾布的化學(xué)穩(wěn)定性，吸水等物理性能及機械強度等是它的基本性能。而這些基本性能則取磚于介質(zhì)的原材料性質(zhì)。(2)復(fù)絲纖維紗復(fù)絲紗由單絲捻成。由復(fù)絲紗制成的濾布比單絲濾布結(jié)實，柔韌性更大，但較易堵塞。濾布規(guī)格為100～1000gsm(化纖織品)。垂直自動壓濾機須用較高gsm值的濾布，而水平式壓濾機則適宜應(yīng)用較低gsm值的介質(zhì)。(3)短纖維紗(紡織紗)由天然纖維(棉、毛)和長合成短纖維切割而成，切割長度一般為40～100mm織成的濾布截留能力強。有時為充分發(fā)揮各種紗的優(yōu)勢，常編織成混合型的濾布，如用單絲為經(jīng)線，復(fù)絲為緯線；或與之相反。3、編織法和精整A織法與一般布相同，濾布的織法基本上有平紋、斜紋和緞紋三種；在此基礎(chǔ)上，可衍生出的織法達(dá)300種以上。B濾布的精整為進(jìn)一步改善濾布的工藝性能，應(yīng)對編織成的濾布進(jìn)行砑光、起絨和熱處理等精整加工工藝。砑光為增強濾布的截留性能和剝離性能，常用熱壓滾滾壓濾布，使布面平整光滑，縮小了濾布的孔隙率，謂之砑光。但此工藝可使濾布變薄、強度降低。起絨用梳齒細(xì)密的鋼梳使濾布表面產(chǎn)生柔軟的細(xì)絨毛，以便改善濾布對微細(xì)顆粒的截留性能。熱處理熱處理主要用于合成纖維類濾布。其目的是使濾布性質(zhì)穩(wěn)定，同時能適用于較高的工作溫度。2濾網(wǎng)性能及應(yīng)用由多種金屬絲編織成的濾網(wǎng)，具有耐磨損、耐腐蝕、耐高溫性能，使用中不會出現(xiàn)收縮、延伸現(xiàn)象、因而壽命很長。此外，濾網(wǎng)表面很光滑，不易堵塞。正由于濾網(wǎng)具有上述優(yōu)點，故盡管價格很高，但應(yīng)用仍很廣泛。編織金屬網(wǎng)極適宜于制作過濾器的濾葉和離心過濾機、圓筒過濾機的轉(zhuǎn)鼓；另一重要的用途是制作可清洗的濾芯，一其額定截留值(濾網(wǎng)最大孔徑)一般為300-1μm。由于能用化學(xué)方法清洗。這種濾芯能反復(fù)使用，航空、宇航是這類濾芯的最大用戶。除此之外，濾網(wǎng)還常用作助濾劑預(yù)敷層過濾的底襯介質(zhì)及其他易損撓性介質(zhì)(如濾布、濾紙等)的支持體。濾網(wǎng)的材料除金屬絲外，有時還用塑料單絲。金屬絲網(wǎng)發(fā)展較快，由于絲徑可小至0.02mm，故網(wǎng)孔徑可小至1μm。如斜紋荷蘭網(wǎng)可截留1μm的顆粒，平紋荷蘭網(wǎng)也可截留8pm的粒子，很適宜裝備轉(zhuǎn)鼓真空過濾機。雙經(jīng)線平紋荷蘭紋網(wǎng)的強度比同孔徑的普通平紋荷蘭紋網(wǎng)高，孔徑小，但易被細(xì)粒堵塞，斜紋荷蘭紋網(wǎng)則更結(jié)實。過濾速率較高、易清洗、抗堵塞性能好的當(dāng)屬反荷蘭紋網(wǎng)，其截留粒徑小至10μm；還有一種β紋荷蘭紋網(wǎng)，截留粒子的能力特別強，且耐用、易清洗，截留粒徑為80～10μm。3非編織過濾介質(zhì)非編織過濾介質(zhì)有時亦稱為無紡過濾介質(zhì)，其種類多，制作方法各異。大部分是將纖維稍加整理，壓制成片狀或板狀的過濾介質(zhì)，也有針刺制作的、加熱粘結(jié)制作的。在這類介質(zhì)中，由于纖維是最小結(jié)構(gòu)單位，它們之間的孔隙都被用于過濾，所以有效過濾面積最大，而介質(zhì)孔隙很小，適宜于高澄清度的過濾。但易堵塞，且大多強度不高。1、濾氈

濾氈很早就應(yīng)用于過濾操作。其原料早年多為羊毛，現(xiàn)今則基本為人工合成材料，如尼龍、聚酯，oletin，aerylic等。由于合成材料價格低廉，用之制成的濾氈又有較好的顆粒截留性能，良好的防霉菌、防腐和較好的抗堵塞等性能，因而在較多的過濾場合(甚至包括壓濾機、轉(zhuǎn)鼓真空過濾機)被認(rèn)可和應(yīng)用。濾氈由三維均勻的纖維團(tuán)制成，可以用一定的結(jié)構(gòu)和選定的纖維旦值來控制濾孔尺寸，達(dá)到所要求的微米級顆粒截留率。用濾氈過濾時壓力降小、過濾精度高，可作為極細(xì)物料和膠體物料的過濾介質(zhì)。

針刺氈是一種較新型的無紡過濾介質(zhì)，是把數(shù)層纖維(通常為聚丙烯、尼龍等)絮片用特殊的針上、下穿行軋制成氈，再經(jīng)精整(熱壓、砑光)成型。為提高強度，常常在針刺氈底部加置一層粗紡布。改變絮片層數(shù)和針的排列模式可以調(diào)整濾氈的滲透率和孔眼尺寸。還可以通過選配不同原料改變?yōu)V布表面性質(zhì)。用于固液分離的針刺氈的規(guī)格通常為500-700gsm。用于過濾粗粒磁鐵精礦時，壽命可達(dá)7～12個月，而過濾微細(xì)物料時則易堵塞。近期發(fā)展起來的由不銹鋼、鈮、鉭、銅等金屬纖維制成的濾氈，纖維直徑4～25μm；特別適合在高溫和易腐蝕環(huán)境下工作。2、濾紙濾紙為片狀纖維制品，應(yīng)用非常廣泛，按用途可分為分析濾紙，層析濾紙和工業(yè)濾紙。濾紙的主要原料是纖維素，如棉、禾木科植物及木材等。近幾十年來，其用料范圍更擴至無機纖維(如玻璃纖維、陶瓷纖維)、金屬纖維、合成纖維等，為進(jìn)一步改善濾紙性能、降低濾紙成本開辟了更為廣闊的前景。濾紙的孔徑主要取決于制作的壓力，通常分為標(biāo)準(zhǔn)濾紙、皺紋狀濾紙、濕強度濾紙、精密過濾用濾紙等五類，每類又有若干個型號。濾紙常用的性能參數(shù)為厚度、重量(gsm)、濾水速度(mL／min)、濕強度、截留顆粒尺寸(μm)、表面光滑度等，應(yīng)用時，應(yīng)查閱有關(guān)技術(shù)資料。

孔隙率是濾紙的重要參數(shù)，取決于原料和加工工藝。纖維越細(xì)的濾紙孔隙率越大，過濾速度越小，而截留能力越高。通常，纖維素纖維較粗，而玻璃纖維較細(xì)，故而以前者為基體的濾紙截留性能較差，但因價格較低、機械性能尚好而應(yīng)用廣泛。玻璃纖維濾紙價格較高，故主要在實驗室應(yīng)用。由于其使用溫度可達(dá)500℃，超過多種其他介質(zhì)的耐溫性能，且壽命長，通過能力大，故可與石棉、金屬材料的介質(zhì)相競爭。濾紙遇水膨脹，強度減弱，可以用三聚氰酰胺樹脂、氯丁橡膠等粘結(jié)劑浸漬，以增加過濾強度和改進(jìn)過濾性能。

濾紙廣泛應(yīng)用于自動車輛和工業(yè)中的褶疊式濾芯，分離粒度范圍為0.5～500μm。也可用于板框式壓濾機、板式過濾機、管式過濾機、精密型過濾機上。薄的濾紙(0.2～0.3mm)用于重力或真空為動力的小型過濾器；而厚的濾紙(0.5～lmm)則用于加壓式大規(guī)模過濾。有時，濾紙和濾布還可以組合使用。此時，濾布不僅是第二介質(zhì)，而且是濾紙的支持物；而濾紙則截留下微細(xì)顆粒和膠體顆粒，延長了濾布的壽命。3、過濾襯墊過濾襯墊(纖維板和纖維墊)是精密過濾介質(zhì)之一，是由石棉和纖維素制成的抄造型過濾介質(zhì)，厚度2～5mm。其中，石棉為主要原料，纖維直徑為20-～25nm；而直徑為20～30μm的纖維素纖維則作為支撐體，所以石棉能在其中構(gòu)成致密的空隙，適宜于通過內(nèi)部過濾來除掉微量的細(xì)微顆粒，工作穩(wěn)定性也很好，特別適用于液體凈化，故主要用于深層過濾，有時也用在壓濾機上。過濾襯墊填加不同填料可起到不同的強化過濾性能的作用，如：添加硅藻土顆粒，可增加介質(zhì)的孔隙率；加入活性炭，則有吸附活性。在過濾襯墊產(chǎn)品中，也有孔隙大小不同的兩層乃至多層產(chǎn)品。4、非織造濾布非織造濾布屬干法制造的片狀過濾介質(zhì)，是用粘結(jié)劑和溶劑以及加熱的方法將棉、人造纖維等粘結(jié)加熱制成的非織布。這類濾布重量低于濾氈，厚度較薄，為0.2-2mm，滲透率較高，與紙介質(zhì)相比，顆粒截留率較低，而強度卻高出許多。非織造濾布主要用于凈化低濃度懸浮液，也可用以凈化乳漿、飲料、清漆及潤滑油。其機理在于，由該介質(zhì)的表面或表面附近部分來截100μm以上的低分散顆粒，由其內(nèi)層截留高分散的顆粒。非織造濾布有時也用于濾餅過濾，如過濾植物樹膠。有時為提高強度，可用稀疏的布貼于非織造布的兩面；而欲提高其熱穩(wěn)定性，則須涂一薄層鎳等熱穩(wěn)定性物質(zhì)，在200℃時，可保持穩(wěn)定。4剛性多孔介質(zhì)剛性多孔介質(zhì)是用陶瓷、塑料、金屬粉末等燒結(jié)制成的。控制粉末粒度和燒結(jié)溫度、時間等工藝條件，可得到孔隙均勻、滲透性各異的剛性介質(zhì)。當(dāng)增大強度，剛性過濾介質(zhì)的厚度可高達(dá)20μm以上。介質(zhì)的不撓性，使得過濾時的壓力波動對濾餅影響很小，適合精密過濾。通常，這類介質(zhì)具有耐腐蝕、壽命長、易卸料等優(yōu)點，但滲入其中的顆粒則很難排出。剛性多孔介質(zhì)的另一優(yōu)點是可按工藝要求，制成所需要的形狀。1、陶瓷

陶瓷由粉末狀陶土在1400℃窯溫下燒制而成，雖然易碎多損，但價格低廉，高耐腐蝕，且孔隙范圍尺寸極寬，為0.1～2500μm。因此，廣泛應(yīng)用于氣體分離，氣體除塵和從氣體中捕集液體。隨著壓濾機的發(fā)展，尤其是高壓吹氣技術(shù)的應(yīng)用，氣耗(能耗)的比重加大。為降低氣耗量，已開發(fā)出僅允許濾液，而不讓空氣通過的親水過濾介質(zhì)，而親水陶瓷是其中最為成功者。由于可把親水過濾介質(zhì)的孔隙假設(shè)為無數(shù)根毛細(xì)管因而只要過濾機的工作壓力小于陶瓷過濾介質(zhì)毛細(xì)孔的臨界壓力，則可實現(xiàn)上述的不耗氣過濾。親水陶瓷由強親水性的氧化鋁基材料燒結(jié)而成，其孔隙直徑為1．5～2μm。過濾時，這種過濾介質(zhì)的阻力將遠(yuǎn)大于濾餅的阻力，因而在設(shè)計微孔陶瓷介質(zhì)時，在滿足其強度、剛度前提下，應(yīng)盡量減小過濾介質(zhì)的厚度。微孔陶瓷過濾介質(zhì)氣耗極低，用于