流速和流量
懸浮液的流速只有達到一定值時才能實現十字流過濾,可見流速是最重要的影響因素。高流速能產生大的剪切力,從而抑制濾餅層增厚。例如在直徑為d的圓柱形流道中,濾餅層的厚度取決于剪切力而后者又是由懸浮液的流速p引起的.
較高的流速將使濾餅較薄,水力學阻力較低,從而流量較高。理論上講,無窮大的流速可使濾餅層厚度為零,濾液的流量為恒定值。但實際上,當流速達到一定程度后,流量的增加并不大,或者不增加。此外,也不應刻意追求最佳流速,因為那樣會消耗過大的能量,而且最佳流速還與懸浮液的種類有關。
過濾介質的堵塞和流量
無論在如何高的流速下過濾,流量均會出現下降現象。這不僅是由于出現了濾餅,更主要是由于微小固體顆粒貫穿到了微孔介質的內部,造成了內部堵塞。為減少內部堵塞,最好使用孔隙直徑小于1的微孔介質。
對流量的影響,介質內部堵塞要甚于濾餅的形成。例如實驗發現,用于超過濾的半透膜因孔徑非常小和致密,而不能被微粒貫穿到內部,其給出的流量,與孔徑較大、更稀疏介質的一樣高,盡管后者的水力學阻力較低。
應當指出,孔隙尺寸較大的介質與有意留在其上的沉淀層相結合,也能用于十字流過濾,其濾液清潔,流量高而且穩定。實現這一點的關鍵,是必須在靠近介質的表面處產生足夠大的剪切力,將餅層厚度控制在最小值。
至此,可歸納出如下影響錯流過濾機性能的要素:(1)介質孔隙大小或介質的致密度;(2)介質表面附近的剪切力大小;(3)控制沉淀層(或稱第二膜)形成的技術。