過(guò)濾是純化水系統(tǒng)應(yīng)用廣泛的操作單元之一，利用具有滲透能力的過(guò)濾濾材將水中的顆粒、微生物等雜質(zhì)分離出來(lái)。這種膜過(guò)濾分離技術(shù)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，是當(dāng)前較為的技術(shù)之一。

過(guò)濾器中的過(guò)濾膜是其核心組件，決定了過(guò)濾裝置的功能。按照濾膜的分離能力，可分為反滲透膜、超濾膜、微濾膜、納濾膜等。四種膜過(guò)濾技術(shù)的參數(shù)對(duì)比如下圖所示：

圖一　過(guò)濾技術(shù)的參數(shù)對(duì)比

過(guò)濾的過(guò)程主要通過(guò)直接截留機(jī)制、慣性撞擊機(jī)制與擴(kuò)散截留機(jī)制截留污物。根據(jù)過(guò)濾器的種類和流體的不同，每種機(jī)制的重要性和作用會(huì)有所改變。

一、直接截留機(jī)制

直接截留機(jī)制在液體和氣體中有著同等的效果。直接截留機(jī)制適用于尺寸大而不能通過(guò)曲折濾材通路的粒子，根據(jù)過(guò)濾膜的孔徑大小進(jìn)行篩選和截留尺寸比孔徑大的污物。根據(jù)圖一中各種濾膜孔徑的大小，可以看出，反滲透技術(shù)的級(jí)別相對(duì)其他的三種過(guò)濾方式要高很多，出水水質(zhì)效果為反滲透＞納濾＞超濾＞微濾。

二、慣性撞擊機(jī)制

慣性撞擊機(jī)制利用一定質(zhì)量的物體具有慣性的原理。慣性使得流體中的污物不跟隨流體作繞過(guò)濾材的運(yùn)動(dòng)，而是直接撞擊到濾材。當(dāng)顆粒質(zhì)量越大時(shí)，慣性撞擊的作用越發(fā)明顯，因此，慣性撞擊機(jī)制所致的截留效率也隨著污物的尺寸的增大而增大。

三、擴(kuò)散截留機(jī)制

由于流體分子持續(xù)不斷和隨機(jī)撞擊所致的布朗運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致懸浮顆粒在流體流線的周圍隨意移動(dòng)。由于布朗運(yùn)動(dòng)增加顆粒與濾料之間接觸的可能性，進(jìn)一步增加截留顆粒的可能性，然而，布朗運(yùn)動(dòng)對(duì)小粒子的影響比較大，因此，擴(kuò)散截留所致的截留效率隨著粒子的減小而增大。

慣性撞擊和擴(kuò)散截留在液體的應(yīng)用均不如在氣體中應(yīng)用中有效。相比過(guò)濾液體的過(guò)濾精度，使用同一過(guò)濾器來(lái)過(guò)濾干燥氣體時(shí)的過(guò)濾效果要好很多。比如，某過(guò)濾器進(jìn)行液體過(guò)濾時(shí)，其精度為0.2μm，當(dāng)進(jìn)行氣體過(guò)濾時(shí)，其精度可以達(dá)到0.03μm。

除了以上三種機(jī)制存在外，過(guò)濾還可以通過(guò)靜電俘獲作用去除小體積污物。微粒之間互相摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，當(dāng)這些微粒接觸到過(guò)濾濾材內(nèi)部時(shí)，很容易撞擊到內(nèi)部彎曲的孔道隨機(jī)被吸附住。而且，在制藥工藝中污物多數(shù)帶負(fù)電荷，如果過(guò)濾濾材帶正電荷，可以有效提高污物的去除能力。