تُعد وسائط الترشيح جوهر جميع معدات الترشيح. وفي الوقت الحالي، يمكن تقسيم مبدأ عملية الترشيح إلى ثلاث فئات: الترشيح الكعكي، والترشيح العميق، والترشيح السطحي.
مبدأ الترشيح باستخدام وسائط الترشيح
مرشح رغوي خزفي تستخدم عملية ترشيح الكيك نسيجًا أو مادة صلبة مسامية أو غشاءً مساميًّا كوسيط ترشيح. وعادةً ما يكون حجم مسام الوسيط أصغر من حجم الجسيمات المرشحة. وأثناء عملية الترشيح، يمر السائل عبر الفتحات الصغيرة في الوسيط، بينما يتم احتجاز الجسيمات الأكبر حجمًا من تلك الفتحات بواسطة الوسيط لتشكل ما يُعرف بـ«كيك الترشيح». ولذلك، فإن تكوين كيك الترشيح يعتمد بشكل أساسي على عملية الغربلة.
في الواقع، على الرغم من أن حجم مسام وسيط الترشيح صغير جدًّا، فإن بعض الجسيمات الصغيرة ستدخل عبر الثقوب الصغيرة في الوسيط، بينما ستعبر بعض الجسيمات عبر الوسيط لتجعل المرشح عكرًا.
مع استمرار عملية الترشيح، تندفع العديد من الجسيمات نحو فتحة الوسيط، مما يؤدي إلى ظهور ظاهرة «تشكيل الجسور» داخل الفتحة وعلى حافتها. وعندما يكون تركيز الجسيمات الصلبة مرتفعًا، تتشكل ظاهرة «تشكيل الجسور» بسرعة. في هذه المرحلة، يبدأ دور الوسيط في الظهور. ونظرًا لصغر مساحة كعكة الترشيح، يتم اعتراض المزيد والمزيد من الجسيمات الدقيقة، مما يؤدي إلى تكوين طبقة كثيفة من كعكة الترشيح، وهو ما يجعل المرشح صافيًا. بعد ذلك، يمكن إجراء عملية الترشيح بفعالية.
يتمثل الترشيح العميق في استخدام الرمل، وفحم الكوك، والسيراميك، والبلاستيك، ومسحوق المعادن المعالج، مثل طبقة الحبيبات المسامية الليفية، من أجل الترشيح التصفوي. تتمثل خصائص الترشيح العميق في احتجاز الجسيمات الصلبة التي تتشكل داخل مسام وسيط الترشيح، والقدرة على احتجاز الجسيمات الأصغر من حجم مسام وسيط الترشيح. يمكن للمرشح العميق التخلص من الجسيمات الأصغر من الميكرون، بحيث يصعب التعامل مع الجسيمات الصغيرة باستخدام طرق الترسيب أو الترشيح العادي.
تتمثل المتطلبات المشتركة لجميع أنواع وسائط الترشيح في خصائص ترشيح ممتازة؛ وخصائص فيزيائية وميكانيكية جيدة (قوة عالية، ومقاومة الزحف، ومرونة فولاذية، ومقاومة عالية للتآكل)؛ واستقرار كيميائي جيد (مقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة، ومقاومة التأثيرات الميكروبية) في ظل ظروف تشغيل معينة وبيئة معينة؛ وسهولة التنظيف وإعادة التجدد، والسعر المنخفض، ومصدر موثوق.
