В зависимости от свойств задерживаемых частиц и используемых фильтрующих материалов процесс фильтрования может включать один или более из следующих трех механизмов: отложение, фиксацию, отрыв.
Механизмы отложения бывают двух типов: механическое задержание фильтруемого материала и отложение взвешенных частиц в порах.
При механическом процеживании задерживаются все частицы, размеры которых превышают размеры пор фильтрующего материала или пустот между уже задержанными частицами, которые сами образуют фильтрующий материал. Чем меньше размеры пор фильтрующего материала, тем более заметным будет это последнее явление (заполнение пустот): оно ре имеет существенного значения для фильтрующих загрузок из относительно грубых материалов, но играет очень большую роль при фильтровании через мелкопористые материалы: микросетки, рукавные фильтры и т. д.
Отложение взвешенных веществ в порах фильтрующего материала. Взвешенные частицы движутся с потоком жидкости, если их размер меньше размера пор, частицы могут пройти сквозь фильтрующий материал, не задерживаясь. Однако различные причины могут изменить траекторию движения частиц, что приводит к контакту их с поверхностью фильтрующего материала.
Этими причинами могут быть: прямое столкновение; диффузия за счет броуновского движения; прилипание за счет ван-дер-ваальсовых сил; инерция частиц; осаждение (частицы могут оседать на материале загрузки под воздействием сил гравитации независимо от направления фильтрования); вращательное движение под действием гидродинамических сил; коагуляция в результате действия ферментов (т.е. биологической пленки в медленных фильтрах).
Такие механизмы отложения имеют место в основном при глубинном фильтровании.
Механизмы фиксации. Фиксирование частиц на поверхности фильтрующего материала обусловлено малыми скоростями движения жидкости, физическими силами (защемление, когезия) и силами адсорбции, в основном ван-дер-ваальсовыми силами.
Механизмы отрыва. В результате явлений, описанных выше, происходит уменьшение порового пространства фильтрующего материала вследствие осаждения частиц. Поэтому скорость потока возрастает и его характер может измениться от ламинарного к турбулентному. Задержанные загрязнения могут частично отрываться и перемещаться потоком глубже в тело загрузки и даже выноситься с фильтратом.
Если твердые коллоидные частицы в той или иной степени сфлокулированы, то свойства их изменяются, а их задержание не в полной мере описывается вышеизложенными механизмами. Прямое фильтрование жидкостей, в которых взвешенные вещества сохраняют свое естественное состояние и электрический заряд, будет поэтому сильно отличаться от фильтрования скоагулированных жидкостей.