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过滤知识扫盲 第三部分

2018-8-11 15:20| 发布者: core| 查看: 2357| 评论: 0|原作者: 韩峰

摘要: 水族箱中的过滤系统总是忽略进气设备。就好像蛋白分离器的泵头上连接的文氏管。房间内的空气中很有灰尘、油、烟和其它整蒸汽。在吸气管内放入一块空气滤片能有效的阻拦这些物质进入水族箱。空气比水更能自由的通过过 ...
水族箱中的过滤系统总是忽略进气设备。就好像蛋白分离器的泵头上连接的文氏管。房间内的空气中很有灰尘、油、烟和其它整蒸汽。在吸气管内放入一块空气滤片能有效的阻拦这些物质进入水族箱。空气比水更能自由的通过过滤层,这种过滤一般很小,也不贵。对于水族箱护理来说很有必要。 我看到很多人关注这个帖子,我对滤筒的钟情甚至引起了好多人在论坛中讨论。
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好像那些兄弟们有更重要的东西要投资,比如除藻剂、水族添加剂。相关的投票帖中滤筒并不占优,不过别着急,等投票关闭后,我会找人篡改数据的。  我曾提到过用0.25微米的折叠过滤器过滤,除极小的细菌外,几乎能过滤一切。因为滤筒使用的一般是标准过尺寸的滤材,所以,你可以看看是否有过滤孔较细的标准尺寸的过滤物质可用于滤筒。目前,0.25微米的过滤直径已经不是什么稀奇的事了,只能被称为“普通微粒过滤”。在此下一级别还有超滤(ultra-filtration)、纳米过滤(nano-filtration)和反渗透过滤。它们所能达到的过滤效果在几十年前很难实现。使用超滤或纳米过滤过滤可口可乐,能在不改变味道的前提下完全去除可乐的颜色,使其变成清澈无色的可乐。

为了庆祝这一伟大的发明,我们干杯。  这个级别的过滤使用的都是薄膜技术。现在一提到薄膜过滤技术,我们就会想到表面型过滤。但是当被过滤物质的颗粒只有几埃或者1000道尔顿时,使用的薄膜是一种比较密实的材质。从分子理论角度说,头发的直径已经是个天文数字了。令人惊讶的的是,早期的这种过滤效果已经很好了。1960年,David Sourirajan在加州大学的实验室中发明了第一个RO过滤器。随后发展了结构更为开放的过滤。现在我的0.25微米过滤器已经可以直接使用了。

水流经过后,颗粒物质全部被过滤出。问题出现了,水流的通过受到了严格的限制。使用0.25微米的过滤器能够在3分钟内终结水族箱内沙尘暴。即使1微米大小的颗粒也能被过滤出。因此,在过滤前加一个预过滤是很有必要的。我在这种过滤前加一个泡沫过滤管,从而大大减轻过滤的负担。另一个小提示。在清理水族箱风暴时,先让水族箱沉淀1-2天。然后用刚才的过滤器进行过滤,你会发现很快微米过滤器就发生堵塞了。这时卸下微米过滤器,用醋泡一泡重新使用。不要清洗过滤器前面加的预过滤管。为什么呢?就像我在前面说的,随着使用时间的增加,拦截式过滤的效果会越来越好。

现在它能过滤更小的颗粒了,从而进一步减轻了微米过滤器的负担。即便这样,多准备些醋还是能用上的。如果没有加州大学的发明改进,薄膜过滤同样会遭遇刚才的阻塞问题,错流过滤(CCF,Cross current filtration)就是其解决方案。现在,薄膜过滤与微粒过滤的用作原理有所不同。筛选、拦截和压紧都不是解决之道。如果你在电子显微镜下观察RO过滤膜,会发现没有可辨别的孔状结构。

实际上,今天还有很多人争论其真正的工作原理。大多数学者认为这是一种静电排斥和扩散原理综合的结果,但没人能肯定这个结论。无论怎样,“CCF”原理就是在RO膜的进水口一侧用水流不断流过,持续带走被过滤出来的物质,有效地防止了累积效应。这中设置有效地保证了RO膜不会在过滤了几加仑水后就发生堵塞。几乎所有的超滤都使用了这种方法。过滤是鱼友门最关心的过滤。正是由于有了RO,人们避免了连续更换DI滤芯这种化学过滤装置。在有些RO的应用中,使用两段式RO(反渗透)过滤取代了DI(去离子)过滤。虽然过滤效果不能到达真正的DI过滤效果,但已经十分接近了。问题是RO在200psi(200磅/平方英寸)的压力下工作效率最高。
家用RO一般在40-70psi条件下工作。在这种低压条件下,RO工作并不十分理想。渗透作用是稀溶液会通过半透膜向高浓度溶液移动。如果在U形管中用半透膜进行均匀分隔,一侧倒入盐水,一侧倒入水,两侧液面高度相同,你会发现,盐水一侧的水位会逐渐升高。这是因为水从半透膜渗透到盐水一侧。随着时间的过去,盐水一侧的水位不再升高。这是因为盐水一侧与淡水一侧达到一种平衡,几乎没有淡水向另一侧渗透。这个高程差就是渗透压。在反渗透过程中,我们在盐水一侧使用超过渗透压的高压。淡水会与盐分离,穿过半透膜向淡水一侧运动。最终结果是水被净化成淡水,污水被排出。

RO设备是如何构造及实现这个原理的还是个我们尚不掌握的机密。半透膜上没有可见的微孔结构,人们猜想水分子是从薄膜分子间的空隙穿过的。家用半透膜一般使用聚砜骨架,聚酰胺材质。聚酰胺有孔状分子结构,就像迷宫一样,因此可以解释扩散发生在这些分子空隙之间。 无论举什么样的离子,反渗透作用确实发生,而且我们能改进的方法也不多。

1、提高温度。温度升高时水的粘度减小,从而提高输出率。  
2、提高压力。可以调节排水阀或设置增压泵。
3、优化废水排除率。
优化废水排除率有点让人迷惑。其实没有固定的平衡比率。一般水质较硬的话,会加快废水排除率,以带走过滤的废物,防止阻塞半透膜,如果水质较软会提高压力,减低废水排除率,节约水源。水的PH值和溶解在其中的离子也会影响处理结果。反渗透还可以去除许多有机化合物,而DI去离子过滤却做不到。一般情况下,气体能够通过RO膜,低分子量的有机分子也能。活性炭可以过滤水中的氯气,但不能过滤氯胺。RO过滤也不能去除氯胺,DI过滤可以。如果你用RO水作为补给淡水,最好测下水中是否含有氯胺。

好了,今天先到这里。关于机械过滤的内容也即将完成了。

本文转自于海水驿站,转需请注明出处。


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