过滤与膜分离技术
膜分离技术原理
膜分离技术原理
膜分离技术是一种用于净化、分离、精制和回收物质的有效技术。
它
采用选择性膜分离物质，使用渗透力和渗透阻力来实现物质的分离，从而
达到清除污染物、回收有用物质等目的。
膜分离技术主要有四种，分别是
透析、滤清、膜沉积和膜催化。
透析是膜分离技术中最常用的一种方式，它采用游离溶液流经离子交
换膜，使纯溶质从混合物中分离出来的技术。
其核心思想是，利用离子交
换膜的尺寸筛选能力，把相对较大的物质和离子留在溶液中，而小的分子
和离子却能够透过离子交换膜，从而实现渗透分离。
滤清也是一种常用的膜分离技术，它是将混合废水流经纳米膜，使悬
浮物和有机物不能穿透，致使其留在膜面外，而水则能够透过纳米膜，从
而实现净化效果。
膜沉积是一种利用膜面上的电荷差作用，来实现溶液中不同种类离子
的分离的现象。
当离子与膜面发生电荷交叉时，离子会被吸附在膜面，逐
渐形成沉积物，从而分离污染物。
最后，膜催化是一种利用膜催化剂在膜面上发生反应，使反应物质分
解或形成新物质的技术。
膜催化可以利用活性催化剂在膜上发生化学反应，从而实现水处理或有机物的分离的目的。
过滤和膜分离技术
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（5）过滤分离设备和技术
为提高过滤速率和效果一般采用如下措施： ①选择合适的过滤介质 ②增大过滤的表面积 ③增加助滤剂 ④增加过滤推动力 ⑤提高温度。
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第二节 膜和膜组件
• 1.膜的分类
• 1)按膜的孔径大小分 微滤膜0.025～10µm； 超滤膜0.001～0.02µm；反渗透膜0.0001～ 0.001µm；纳滤膜，平均直接2nm。
规格。此种滤过器质地较松散，一般适用于
粘度高，浓度较大滤液的滤过。多孔素瓷滤
棒系白陶土烧结而成，此种滤器质地致密，
滤速慢，特别使用于低粘度液体的滤过。
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④板框式压滤机
由多个中空滤框和实心滤板交替排列在支架上 组成，是一种加压下间歇操作的过滤设备。广 泛应用于培养基制备的过滤及霉菌、放线菌、 酵母菌和细菌等多种发酵液的固液分离。适合 于固体含量1-10%的悬浮液的分离。
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（4）助滤剂的使用
助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒， 它能使滤饼疏松，吸附胶体，扩大过滤 面积，滤速增大。
常用的助滤剂有硅藻土、纤维素、石 棉粉、珍珠岩、白土、炭粒、淀粉等， 其中最常用的是硅藻土。
助滤剂的使用方法有两种：一种是在 过滤介质表面预涂助滤剂，另一种是直 接加入发酵液，也可两种方法同时兼用。
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• 3.系列膜过滤（或膜堆过滤）
• 使用圆盘夹膜式滤器，依次降低所用膜 的孔径。上游层前预滤可用深层滤片， 亦可用大孔径的微孔滤膜；下游的其它 层则用较小孔径的滤膜，每一级膜其孔 径都比前一级小，每一层之间放一筛网， 以减少表面相互接触，减少阻塞。
污水处理中的膜分离技术
污水处理中的膜分离技术污水处理一直是环保领域的重要议题，而膜分离技术因其高效、环保的特点，在污水处理过程中得到了广泛应用。
本文将介绍污水处理中的膜分离技术的原理与应用。
一、膜分离技术的原理膜分离技术是利用半透膜来分离物质的一种方法，通过半透膜对溶液进行筛选和分离，使得溶液中的一种或多种成分被分离出来。
膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤和逆渗透等几种。
1. 微滤微滤是一种物理过程，通过微孔膜对溶液进行过滤和分离。
该技术可以有效去除水中的悬浮物、细菌和大颗粒物质等。
微滤的孔径一般在0.1-10微米之间。
2. 超滤超滤是一种在微滤和纳滤之间的分离过程，通过超滤膜分离溶液中的大分子有机物、胶体颗粒和微生物等。
超滤的孔径一般在0.001-0.1微米之间。
3. 纳滤纳滤是一种通过纳滤膜对溶液中的水分子和小分子溶质进行选择性分离的过程。
纳滤的孔径一般在0.001-0.01微米之间，可以去除水中的溶解性无机盐和有机物。
4. 逆渗透逆渗透是一种通过逆渗透膜对溶液进行高效分离的过程，可以有效去除水中的离子、有机物、微生物和胶体等。
逆渗透的孔径一般在0.0001-0.001微米之间。
二、膜分离技术的应用膜分离技术在污水处理中有广泛的应用，可以解决污水处理过程中的水质净化、回用和浓缩等问题。
1. 污水净化膜分离技术可以有效去除污水中的悬浮物、细菌、有机物和重金属等，使得污水得到净化。
通过微滤、超滤和纳滤等膜分离技术，可以将污水中的杂质分离出来，使水质能够达到排放标准。
2. 水的回用膜分离技术可以实现污水的回用，将处理后的污水再次利用。
通过逆渗透和超滤等膜分离技术，可以将处理后的污水中的溶解性物质和微生物去除，得到清洁的水源，用于农田灌溉、城市景观和工业生产等领域。
3. 浓缩处理膜分离技术可以对污水中的有价值成分进行浓缩处理，提高资源的利用率。
通过逆渗透和纳滤等膜分离技术，可以将污水中的溶解性无机盐和有机物浓缩，得到高浓度的溶液或浓缩物，从而便于后续的资源回收和利用。
新型膜法水处理关键技术及应用
新型膜法水处理关键技术及应用新型膜法水处理技术是指利用膜作为过滤介质、分离介质，对水进行处理和净化的一种技术。
随着科学技术的不断发展，新型膜法水处理技术在水处理领域得到了广泛的应用和重视。
它具有高效、节能、环保等优点，被广泛应用于饮用水、工业用水和废水处理等领域。
关键技术：新型膜法水处理技术包括膜过滤、膜分离和膜反渗透等关键技术。
1.膜过滤技术：膜过滤是指利用膜作为过滤介质，通过膜孔的大小和形状限制，将悬浮物、胶体、微生物等大分子物质截留在膜表面，从而实现水的净化和分离。
常用的膜过滤技术包括微滤、超滤和纳滤等。
2.膜分离技术：膜分离是指利用膜作为分离介质，根据分子的大小、电荷、溶解度等特性，利用膜通过或拒绝的特性，实现不同物质的分离和浓缩。
常用的膜分离技术包括电渗析、气体分离和渗透汽化等。
3.膜反渗透技术：膜反渗透是指利用半透膜，通过对水施加较高的压力，使溶质在膜上压力差作用下从高浓度一侧透过膜，达到净化水的目的。
膜反渗透技术广泛应用于饮用水处理、工业用水处理和海水淡化等领域。
应用：新型膜法水处理技术在饮用水、工业用水和废水处理等领域具有广泛的应用。
1.饮用水处理：新型膜法水处理技术可以有效去除水中的悬浮物、病原菌、有机物和重金属等有害物质，提高水质，保证饮用水的安全和卫生。
2.工业用水处理：许多工业生产过程需要大量的水，新型膜法水处理技术可以实现工业用水的回用和循环利用，节约用水资源，降低生产成本。
3.废水处理：新型膜法水处理技术可以有效处理废水中的有机物、重金属和污染物等，达到国家排放标准，减少对环境的污染。
总之，新型膜法水处理技术具有广阔的应用前景，可以提高水资源利用效率，保护水环境，实现可持续发展。
随着技术的不断进步，相信新型膜法水处理技术将在未来发展得更加成熟和完善。
膜分离技术
膜分离技术膜分离技术是一种重要的分离技术，通过膜将混合物中不同分子大小、形状、电荷和极性等特性的物质分离出来。
它广泛应用于各种领域，如环境保护、医药制造、食品加工、化学工业和电子行业等。
本文将介绍膜分离技术的工作原理、分类和应用，并探讨其未来的发展前景。
一、膜分离技术的基本原理膜分离技术利用膜作为分离介质，将混合物分离成两个或更多的组分，其中其中至少有一种组分通过膜而另一种组分不直接通过。
根据膜分离的机制可以分为以下三种类型：1、压力驱动膜分离技术压力驱动膜分离技术是指通过施加压力将混合物推动到膜上，以实现分离的技术。
膜的孔径大小、膜的材质和压力差均会影响分离效果。
该技术主要包括超滤、逆渗透和微滤等。
超滤是指利用孔径大小在10-100纳米的超滤膜去除溶液中的高分子物质。
逆渗透是利用高压驱动水通过0.1纳米左右的逆渗透膜，将混合物中的水增量分离出来，这是制取纯水的主要技术之一。
微滤是利用孔径在0.1-10微米的微滤膜去除悬浮物、细菌和微生物等。
2、电力驱动膜分离技术电力驱动膜分离技术是利用电场将混合物推动到膜上，实现分离的技术。
例如电渗析技术是利用电场和离子之间的电荷作用，将含有离子的溶液通过电场驱动到离子交换膜中，使得原来溶液中的阴离子和阳离子在两侧集中，最终通过两个极板分别收集。
3、扩散驱动膜分离技术扩散驱动膜分离技术是指利用分子间的扩散速率的大小差异，将混合物中的混合物分离的技术。
例如气体分离、液体浓缩和溶液析出等。
二、膜分离技术的分类根据膜的性质和分离机制的不同，可以将膜分离技术分为以下几种类型：1、纳滤技术纳滤技术是利用孔径在10-100纳米的纳滤膜，将分子大小在10-100纳米之间的物质分离出来。
纳滤技术主要应用于制备高分子材料、微电子器件制造和水处理等领域中。
2、超滤技术超滤技术是利用孔径在0.01-0.1微米之间的超滤膜，将分子大小在1000道100万道之间的物质分离出来。
超滤技术主要应用于蛋白质提取、水处理、生物制品制备和废水处理等领域中。
膜分离法污水处理技术
膜分离法污水处理技术膜分离法污水处理技术一、引言随着人口和工业的不断增长，污水成为一个日益严重的环境问题。
传统的污水处理方法往往存在着处理能力低、占地面积大、能源消耗高等问题。
而膜分离法作为一种高效、节能、环保的污水处理技术，正逐渐受到人们的关注和应用。
二、膜分离法概述膜分离法是指利用微孔膜或渗透膜对污水中的有害物质进行过滤、分离和浓缩的技术。
根据膜材料的不同，可以将其分为微孔膜和渗透膜两种类型。
微孔膜是一种孔径较小的膜，可以通过物理或化学方法将污水中的悬浮物、胶体、微生物和部分有机物去除。
而渗透膜则是依靠分离层的选择性渗透效应将污水中的溶解物、无机盐和有机物分离。
三、常用膜分离法污水处理技术1. 微滤膜法微滤膜法是一种利用孔径为0.1-10μm的微孔膜进行过滤的技术。
通过微滤膜可以有效去除污水中的悬浮物、胶体和微生物等大颗粒物质。
微滤膜法具有工艺简单、设备操作方便、膜寿命较长等优点，适用于饮用水的预处理、医药行业的水质净化等领域。
2. 超滤膜法超滤膜法是一种利用孔径为0.001-0.1μm的超滤膜进行分离的技术。
超滤膜可以有效去除污水中的胶体、蛋白质、微生物等物质，同时还能保留溶解物和低分子量有机物。
超滤膜法被广泛应用于饮用水的处理、垃圾渗滤液的处理、印染废水的处理等领域。
3. 逆渗透膜法逆渗透膜法是一种利用孔径为0.0001-0.001μm的逆渗透膜进行分离的技术。
逆渗透膜具有较高的选择性，可以除去污水中的溶解物、无机盐、有机物等物质。
逆渗透膜法被广泛应用于海水淡化、工业废水处理、饮用水处理等领域。
四、膜分离法的优势与挑战1. 优势：膜分离法具有高效、节能、环保等优点。
相比于传统的沉淀、过滤等处理方法，膜分离法处理效果更好，剩余浸出物也更干净，且所需能源较少。
2. 挑战：膜分离法的挑战主要来自于膜污染问题。
由于污水中存在有机物、微生物和胶体颗粒等，在膜表面容易形成污垢，影响膜的通量和使用寿命。
食品分离技术 - 过滤
19 October 2017
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3、减压过滤
减压过滤又称真空过滤或抽滤，是通过在过滤介质的下方 抽真空的方法，增加过滤介质上下方之间的压差，推动液 体通过过滤介质，而把大颗粒截留的过滤方法。 例：实验室使用的抽滤瓶和生产上使用的各种真空抽滤机 均属此类。 特点：减压过滤需要配备有抽真空系统，而且压力差最高 不超过0.1MPa，多用于粘性不大的物料的过滤分离。
19 October 2017
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表 过滤的分类与特性
类别 粗 滤 微 滤 超 滤 反渗透
截留的颗粒大小 ＞2μ m 0.2～2μ m 20A～0.2μ m ＜20A
截留的主要物质 固形物 细菌、尘灰 病毒、生物大分子 生物小分子、盐、离子
过滤介质 多孔陶瓷等 微滤膜 超滤膜 反渗透膜tober 2017
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（一）粗滤
概念：借助于过滤介质截留悬浮液中直径大于 2μm的大颗粒， 而使固液分离的技术。即通常所说的过滤。 用途：分离酵母、霉菌、动植物细胞、培养基残渣以及其他 大颗粒的固形物。 过滤介质:滤纸、滤布、玻璃纤维、陶瓷滤板等。在实际使用 过程中，要选择那些孔径大小适宜、孔的数量较多又分布均 匀，具有一定机械强度，化学稳定性好的过滤介质。 助滤剂：硅藻土、活性炭、纸粕等。 根据过滤推动力的不同，粗滤可分为常压过滤、加压过滤和 减压过滤等3种。
19 October 2017
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THANKS！
19 October 2017
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2、加压过滤
加压过滤是以压力泵或压缩空气为过滤的推动力。 例：在生产中常用的各种压滤机属于此类。 为了加快过滤速度和提高分离效果，可采用添加助滤剂、 降低悬浮液粘度和适当提高温度等措施。 特点：加压过滤设备比较简单，过滤速度较快，过滤效 果较好，在生产中广泛使用。
膜分离技术的原理
膜分离技术的原理膜分离技术是一种通过膜的选择性透过性来实现物质分离的方法。
它广泛应用于水处理、食品加工、药品制造、化工等领域，具有高效、节能、环保等优点。
本文将介绍膜分离技术的原理及其在实际应用中的一些案例。
一、膜分离技术的原理膜分离技术是利用膜的选择性透过性来实现物质分离的方法。
膜是一种具有特殊孔径和特定透过性的材料，可以将混合物中的物质按照其分子大小、形状、电荷等特性分离出来。
膜分离技术主要包括微滤、超滤、纳滤和逆渗透等几种类型。
微滤是通过孔径大小来分离物质的，主要用于去除悬浮物、细菌等大分子物质；超滤是利用分子大小和孔径大小之间的差异进行分离的，常用于去除蛋白质、胶体、大分子有机物等；纳滤则是通过孔径和物质的分子量之间的相互作用来实现分离的，一般用于去除有机物、重金属等；逆渗透是利用压力差和膜的透过性来实现分离的，用于去除离子、溶解性有机物等。
二、膜分离技术的应用案例1.水处理领域膜分离技术在水处理领域中被广泛应用，可以实现水的净化和回收利用。
例如，在海水淡化过程中，通过逆渗透膜可以将海水中的盐分、杂质等物质分离出来，从而得到淡水。
此外，膜分离技术还可以用于处理污水、废水，去除其中的悬浮物、有机物、重金属等。
2.食品加工领域膜分离技术在食品加工领域中也有广泛应用。
例如，在乳制品加工中，通过超滤膜可以将牛奶中的蛋白质、乳糖等分离出来，得到纯净的乳清。
此外，膜分离技术还可以用于果汁澄清、酒精浓缩等过程中，提高产品的质量和纯度。
3.药品制造领域膜分离技术在药品制造领域中也有重要应用。
例如，在生物制药过程中，通过超滤膜可以将细胞培养液中的细胞、蛋白质等分离出来，得到纯净的药物。
此外，膜分离技术还可以用于药物纯化、浓缩等过程中，提高产品的纯度和产量。
4.化工领域膜分离技术在化工领域中也有广泛应用。
例如，在有机溶剂回收过程中，通过纳滤膜可以将溶剂中的有机物分离出来，实现溶剂的回收利用。
此外，膜分离技术还可以用于分离气体、分离液体混合物等过程中。
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图5-2 板框压滤机装置图 1滤浆进口；2洗涤水入口；3滤板；4滤布；5滤框；6通道口；7终板；8滤液出口
⑤微孔滤膜过滤器
• 以微孔滤膜作过滤介质的过滤装置称为微孔滤膜过滤器。 常用的有圆盘形和圆筒形两种，圆筒形内有微孔滤膜过滤 器若干个，过滤面积大，适用于注射剂的大生产。（图53、4）
• 微孔滤膜过滤器的优点：微孔孔径小，截留能力强，有利 于提高澄明度；孔径大小均匀，即使加快速度，加大压力 差也不易出现微粒“泄漏”现象；在过面积相同、截留 颗粒大小相同的情况下，微孔滤膜的滤速比其他滤器垂熔 玻璃漏斗、砂滤棒）快40倍；④滤膜无介质的迁移，不会 影响药液的pH，不滞留药液；滤膜用后弃去，不会造成 产品之间的交叉感染。缺点：易堵塞，有些滤膜化学性质 不理想。
第1节 过滤技术
• 学习目标： 1. 掌握常用的过滤介质和过滤方法。 2. 理解过滤的影响因素。 3. 了解常用过滤装置。
第1节 过滤技术
• 学习目标： 1. 掌握常用的过滤介质和过滤方法。 2. 理解过滤的影响因素。 3. 了解常用过滤装置。
第1节 过滤技术
一、基本原理 二、过滤介质 三、过滤装置 四、常用的过滤方法 五、过滤的影响因素
图5-1 各种垂熔玻璃滤器
③砂滤棒
• 国产的主要有两种，一种是硅藻土滤棒，另一种是多孔素 瓷滤棒。硅藻土滤棒质地疏松，一般适用于粘度高、浓度 大的药液。根据自然滤速分为粗号（500m1/min以上）、 中号（500~300m1/min）、细号（300m1/min以下）。注 射剂生产常用中号。多孔素瓷滤棒质地致密，滤速比硅藻 土滤棒慢，适用于低粘度的药液。
三、过滤装置
①普通漏斗 ②垂熔玻璃滤器 ③砂滤棒 ④板框式压滤机 ⑤微孔滤膜过滤器 ⑥其他
①普通漏斗
• 常用的有玻璃漏斗和布氏漏斗，常用滤纸、 长纤维的脱脂棉以及绢布等做过滤介质， 适用于少量液体制剂的预滤，如脱碳过滤 等。
②垂熔玻璃滤器
• 分为垂熔玻璃漏斗、滤器及滤棒三种。按过滤介质的孔径 分为1-6号，生产厂家不同，代号亦有差异。垂熔玻璃滤 器的优点是化学性质稳定强碱和氢氟酸除外）；吸附性低， 一般不影响药液的pH；易洗净，不易出现裂漏，碎屑脱 落等现象。缺点是价格高，脆而易破。使用时可在垂熔漏 斗内垫上一稠布或滤纸，可防污物堵塞滤孔，也有利于清 洗，可提高滤液的质量。这种滤器，操作压力不得超过 98.06kPalkg/cm2），可热压灭菌。垂熔漏斗使用后要用 水抽洗，并以1~2%硝酸钠硫酸液浸泡处理。
图5-3 平板式膜滤器 l药液入口；2放气阀；3盖板垫圈； 4微孔滤膜；5多孔筛板；6底板垫圈， 7滤器底板；8药液出口
图5-4 筒式膜滤器 1压力表；2放气阀；3过滤器外壳；
4滤芯；5滤芯密封圈；6滤芯插座
⑥其他
• 另外还有超滤装置、钛滤器、 多孔聚乙 烯烧结管过滤器等。
四、常用的过滤方法
1．深层过滤（又称深度过滤） 2．筛式过滤（即膜式过滤） 3．系列膜过滤（或膜堆过滤）
二、过滤介质
①滤纸：分为普通滤纸和分析用滤纸，其致密性与孔径大小相差较大。 普通滤纸孔径为1-7rm，常用于少量液体制剂的过滤。经环氧树脂和 石棉处理的为a-纤维素滤纸，其强度和过滤性能均有所提高。
②脱脂棉：过滤用的脱脂棉应为长纤维，否则纤维易脱落，影响滤液的 澄清，适用于口服液体制剂的过滤。
③织物介质：包括棉织品纱布、帆布等）常用于精滤前的预滤；丝织品 绢布），既可用于一般液体的过滤，也可用于注射剂的脱碳过滤；合 成纤维类尼龙、聚酯等）耐酸碱性强，不易被微生物污染，常用做板 框压滤机的滤布。
⑥垂熔玻璃过滤介质：系将中性硬质玻璃烧结而成的孔隙错综交叉的多 孔型滤材。广泛用于注射剂的过滤。
⑦多孔陶瓷：用白陶土或硅藻土等烧结而成的筒式滤材，有多种规格， 主要用于注射剂的精滤。
⑧微孔滤膜：是高分子薄膜过滤材料，厚度为0.12~0.15μm，孔径从 0.01~14μm，有多种规格。包括醋酸纤维素酯膜、硝酸纤维素酯膜、 醋酸纤维酯和硝酸纤维酯的混合膜、聚翻乙烯膜、聚酰胺膜、聚碳酸 酯膜和聚四氟二烯膜等。微孔滤膜主要用于注射剂的精滤和除菌过滤。 特别适用于一些不耐热产品，如胰岛素、辅酶等。此外还可用于无菌 检查，灵敏度高，效果可靠。
④烧结金属过滤介质：系将金属粉末烧结成多孔过滤介质，用于过滤较 细的微粒。如以钛粉末烧结的滤器，用于注射剂的初滤。
二、过滤介质
⑤多孔塑料过滤介质：系将聚乙烯、聚丙烯等用烧结法制备的管状滤材， 优点是化学性质稳定、耐酸碱、耐腐蚀，缺点是不耐热。孔径有1、5、 7μm等，其中1μm可用于注射剂的过滤。
• 砂滤棒价廉易得，滤速快，适用于大生产中粗滤。但砂滤 棒易于脱砂，对药液吸附性强，难清洗，且有改变药液 pH现象，滤器吸留滤液多。砂滤棒用后要进行处理。
④板框式压滤机
• 由多个中空滤框和实心滤板交替排列在支架上组 成，是一种在加压下间歇操作的过滤设备。此种 滤器的过滤面积大，截留的固体量多，且可在各 种压力下过滤。可用于粘性大、滤饼可压缩的各 种物料的过滤，特别适用于含少量微粒的待滤液。 在注射剂生产中，多用于预滤用。缺点是装配和 清洗麻烦，容易滴漏。
1．深层过滤（又称深度过滤）
• 深层过滤器有滤芯和滤膜（板）两种。滤芯由棉和聚丙烯缠绕及多层纤维等 组成。滤膜（板）厚度为3~20mm，由纤维、可烧缩物经加压缠绕、烧烤等 工艺加工制造，制成曲折的“迷宫通道”，可自由地吸附或机械捕捉溶液中 的颗粒。过滤的有效性还取决于下列因素：①滤片和颗粒的静电作用；②颗 粒大小与表面形态；③滤片压紧的程度及通道长短程度等。
一、基本原理
• 利用多孔性介质（如滤布）截留固-液悬浮液中的固体粒 子，进行固一液分离的方法称为过滤。过滤是利用多孔介 质为筛板阻截部分物质通过，主要用于悬浮液的分离。当 悬浮液流过筛板时，根据筛板孔径的大小只允许液体和小 于筛板孔径的颗粒物通过筛板，大于筛板孔径的颗粒物被 阻截在筛板之上，从而实现固、液分离的操作。其中多孔 介质称为过滤介质；所处理的悬浮液称为滤浆；滤浆中被 过滤介质截留的固体颗粒称为滤饼或滤渣；通过过滤介质 后的液体称为滤液。驱使液体通过过滤介质的推动力可以 有重力、压力或压差）和离心力。过滤操作的目的可能是 为了获得清净的液体产品，也可能是为了得到固体产品。