為了達(dá)到水質(zhì)要求，在制備純化水、超純水的過(guò)程中，通常需要選擇過(guò)濾器對(duì)水“凈化”，因此需要考慮流體的特性、操作條件、顆粒性質(zhì)、過(guò)濾膜類(lèi)型以及過(guò)濾所要求的程度等因素。

圖一　凈得瑞純化水設(shè)備

一、流體的特性

在過(guò)濾的過(guò)程中，使用的濾材、濾芯硬件以及濾殼材質(zhì)與過(guò)濾的流體必須兼容。如果過(guò)濾器的濾芯被流體腐蝕或者損壞，會(huì)污染過(guò)濾后的流體。因此，在過(guò)濾時(shí)，先了解流體的特性，是呈酸性還堿性，是水性、油性還是溶劑型，黏度情況以及化學(xué)離子成分。流體的黏度越高，過(guò)濾速度越慢。流體中的流體成分帶有電荷越高，靜電俘獲的作用就越明顯。

二、操作條件

操作條件是影響過(guò)濾效果的一個(gè)重要因素，包括壓差、流速和溫度。

在選擇過(guò)濾器時(shí)，必須提供足夠的壓力來(lái)源，不僅是抵消過(guò)濾器抗力的壓力，還有的在濾材被堵塞時(shí)能夠使得流體繼續(xù)以可以接受的流速流動(dòng)的壓力，進(jìn)而充分利用過(guò)濾器的容污能力。但壓差并不是無(wú)限增加，否則有可能破壞過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)的同時(shí)造成截留能力減弱，也就是說(shuō)，過(guò)濾器使用者應(yīng)當(dāng)過(guò)濾器在合適的壓差下進(jìn)行操作。

流速以單位時(shí)間內(nèi)的流量來(lái)統(tǒng)計(jì)。流速直接受壓差影響，壓差越大，流速越大。不同黏度的流體對(duì)流速也會(huì)有影響，如果其他條件不變，黏度加倍，過(guò)濾器系統(tǒng)對(duì)流體的原始抗力就會(huì)加倍；而要保持相同流速的壓差就要增加。

在過(guò)濾時(shí)，溫度會(huì)影響流體的黏度，也會(huì)影響流體與過(guò)濾器之間的兼容性。流體的黏度通常會(huì)隨著溫度的增加而減少。如果流體黏度太大，可能需要先提高溫度以減低黏度再進(jìn)行過(guò)濾。當(dāng)然，同時(shí)也要考慮流體及過(guò)濾器對(duì)該溫度條件的耐受能力。同一個(gè)過(guò)濾器，在不同溫度下的耐受能力是不同，溫度越高，大的耐受壓差越低。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，操作人員需要對(duì)過(guò)濾器特性有一定的了解，并保證在生產(chǎn)、清洗與滅菌時(shí)的操作條件均在允許范圍內(nèi)。

三、顆粒性質(zhì)

根據(jù)料液中的顆粒物對(duì)于過(guò)濾效果的影響，可將其分為可變形顆粒與不可變形顆粒兩種。可變形顆粒是指在壓力作用下會(huì)發(fā)生形變的軟性顆粒，如膠體、脂質(zhì)體、細(xì)胞碎片等均屬于可變形顆粒；不可變形顆粒則是與軟性顆粒相對(duì)的硬顆粒，如沙粒、粉塵、脫落纖維、金屬粉末與活性炭等都屬于不可變形顆粒。

當(dāng)不可變形顆粒大于濾膜的孔徑，被截留在上游堆積并形成一層中間有一定空隙的餅狀結(jié)構(gòu)，液體可以透過(guò)沙粒到達(dá)濾紙的下游。比如，純化水系統(tǒng)中的采用的活性炭過(guò)濾器就是典型的不可變性顆粒過(guò)濾機(jī)制。而可變形顆粒在不同操作環(huán)境下，由于受壓變形而出現(xiàn)許多不確定的狀況。需要注意的是，可變形顆粒發(fā)生形變后，可以透過(guò)比其實(shí)際粒徑小的模孔并進(jìn)入下游，使得過(guò)濾效果達(dá)不到預(yù)期。同時(shí)，可變形顆粒堆積在濾膜表面，造成孔道被堵塞使得過(guò)濾無(wú)法順利進(jìn)行，過(guò)濾器的壽命也會(huì)因此縮短。

四、過(guò)濾器的種類(lèi)

過(guò)濾器濾材可劃分為表面型和深度型。其中表面過(guò)濾器或者網(wǎng)式過(guò)濾的所有濾孔都在單一平面上，此類(lèi)過(guò)濾器主要依賴(lài)直接截留進(jìn)行污物截留，比如，金屬編織篩網(wǎng)過(guò)濾器及織布過(guò)濾器。絕大部分的過(guò)濾器是深度型，該過(guò)濾器的濾材類(lèi)似具有三維網(wǎng)狀的有一定厚度的海綿，對(duì)污物的截留不僅發(fā)生在濾材表面，更多發(fā)生在彎曲的通路的內(nèi)部。比如，膜式過(guò)濾器及深度過(guò)濾器。

膜式過(guò)濾的截留率高達(dá)99.99999%以上，除菌級(jí)過(guò)濾器都屬于膜式過(guò)濾器。膜式過(guò)濾器的孔道分布均勻，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，具有良好耐高壓性且易于進(jìn)行完整性檢測(cè)。過(guò)濾器內(nèi)部彎曲復(fù)雜的孔道可以有效提高截留細(xì)菌的能力。與膜式過(guò)濾器相比，深度過(guò)濾器的濾材厚度更大，容污能力更強(qiáng)，主要材質(zhì)包括纖維基架、助濾劑、合成樹(shù)脂等三類(lèi)物質(zhì)。

五、過(guò)濾程度

選擇過(guò)濾器要能以相關(guān)工藝所要求的程度去除流體中的污物，一旦確定所需去除污物的尺寸，就可以選擇完成該要求的過(guò)濾器類(lèi)型。根據(jù)需要去除污物的不同，可將過(guò)濾方式分為以下五種：

①除顆粒過(guò)濾，精度一般大于0.45μm；

②微生物負(fù)荷控制過(guò)濾，精度一般不超過(guò)0.22μm或0.2μm；

③除菌過(guò)濾，過(guò)濾精度一般為0.45μm或者0.2μm，但并非去除的概念；

④支原體控制過(guò)濾，精度通常為0.1μm；

⑤除病毒過(guò)濾等。通用納米表示，具有高效的小尺寸無(wú)包膜病毒及大病毒去除能力。