过滤的作用是什么?

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过滤,在物理中代表着一种去除杂质的过程或装置;在化学中则代表着分离提纯的一种方法;而在生物方面,却又代表着细胞器(细胞间质)把细胞的物质与体液分开的一种方式…… 它无处不在,又无所不能。

在日常生活中,人们在使用自来水时经常会遇到这样的情况:打开水龙头,流出的水混浊不堪,需要放置一会儿,等沉淀后才可以使用。这就是自来水厂运用了净水过滤的方式,将水源中的固体颗粒、胶体及微生物滤去,以保证供水水质。 而当人们食用水果蔬菜时,考虑到可能有的土腥味或农药残留,也会先用流动的清水冲洗几遍,这也是利用了过滤的原理,使得一些可溶性有毒物质被阻止在体内沉积。

同样地,在实验室里,有时候为了得到纯净的某一物质,也需要经过过滤的操作——用玻璃纱罩住试管口,轻轻晃动,液体中的不溶物就会沉入试管底部。 这看似平平无奇的过滤装置,实际上却蕴藏着巨大的能量。只要给定一定的时间和空间,它就可以将混合物里的各种成分分离开来。

在工业生产上,由于过滤过程操作简单、设备需求低、费用低廉,因此经常被用于初级提纯。如从盐水中提取食盐、从铁矿浆中提取铁、从石墨矿浆中提取石墨等等,凡是可以采用沉淀、结晶和萃取的方法难以达到目的,都可以通过过滤来实现。 随着现代科技的发展,人们对过滤的应用也越来越广泛。例如,在石油提炼过程中,为了脱除原油中的水分和溶解杂质,通常要先进行加热烘干,再运用过滤的方法将其分离。

而医学研究也表明,肺泡表面的肺液,通过对吸入气体的过滤和加温加湿,可以防止呼吸道干燥、净化吸入空气,为机体提供了氧气来源。 虽然过滤在诸多领域发挥重要作用,然而其缺陷也很明显。例如,在分离溶液时,只能除去悬浮在介质中的微粒,而对溶解于水中的离子型化合物束手无策。如果离子所带电荷相同,相互之间又可以相互排斥,那么就无法与其中的任何一方结合,从而无法被吸附除去。

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反渗透膜的分离孔径在0.1~0.3nm之间,它所能截留的物质直径在0.5nm以上,理论上,水中的阴阳离子、重金属离子都能透过,而水中的有机物杂质、细菌、病毒和泥沙胶体等则被拦截。因此,需要在滤前增加杀菌和混凝滤池。杀菌是为防止水中微生物繁殖污堵膜元件。水中碳酸钙、氧化铁等也会严重污堵膜芯孔道而影响透水率和脱盐率,通常在滤前加酸性药剂降低水的pH值或投加阻垢分散剂抑制水体结垢和分散金属氧化物。

反渗透膜的耐压性能很强,可承受150kg/cm2以上的压力而不坏。膜的渗透速度和脱盐率是随加在膜两侧的压力升高而增加,渗透速度和脱盐率也和膜的种类、性能、进水含盐量、水温、pH值有关。膜的工作压力通常为15~20kg/cm2。

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