机械捕捉过滤的三种形式
在微粒污染控制中，过滤器是全能的。我们过滤许多东西──洁净室空气、超纯水、工艺用化学药液和高纯气体。我们在真空清洁器的出口处安装过滤器，来过滤工业废水。
有时，我们的人员甚至带上防护面罩，将呼吸的空气加以过滤。
工艺过程通常需要把液体中的微粒清除掉。当最终用户需要滤除空气传播的分子污染(AMC)时，这种机械装置不是真正的过滤，而是依靠化学吸收作用或物理吸收作用(吸附和吸收)。本文不讨论空气传播的分子污染(AMC)的清除问题。
眼下，我们把流体定义为任何“流动”的气体和液体，我们也讨论纤维过滤器。与隔膜过滤器相反，在这里，过滤器媒介是由无数独立的纤维组成。过滤器从流体中清除微粒的能力是用效率或是渗透率来表示的：
● 效率(E)──在微粒大小和速度一定的情况下，过滤器所清除的那部分微粒(或百分数)；
● 渗透率(P)──在微粒大小和速度一定的情况下，通过过滤器的那部分微粒(或百分数)。
既然微粒从过滤器中通过或者被过滤掉，所以：
E + P = 1,
或者
效率=1-渗透率(E = 1 - P),　
或者
渗透率=1-效率(P = 1 - E)。

效率和渗透率与微粒的大小和流速有关。如果我们想比较两个不同过滤器的性能，我们必须规定一个共同的速度和微粒大小。
过滤器使用以下的原理从流体中清除微粒：
● 静电过滤──利用电荷之差来吸引微粒；
● 热迁移──利用温度之差来吸引微粒；
● 机械过滤──拦截、碰撞和扩散。
机械过滤的机理是拦截、碰撞和扩散。在过滤过程中，哪一种过滤机理是主要的，这仅仅取决于系统的机械特性，包括微粒直径、微粒速度、过滤纤维的直径、纤维间隔和流体粘度。

外面的空气中含有大量的大微粒，在过滤这些大微粒时，拦截和碰撞是通常使用的机制。而在工艺气体中，已经对其进行了全面的过滤，扩散是主要的清除机制。在液体中，只有拦截起作用，而碰撞、扩散几乎不起作用。
在任何过滤器中，虽然某一种过滤机制可能占主导，但很有可能让这三种机制同时起作用，这要看过滤器的特性。
我们来看看许多束流线(见图1)是怎样绕过过滤纤维(见横断面)，以及微粒在穿梭中如何被过滤纤维捕获的。这些简化的图说明了基本的工作原理。

筛分
筛分(图 2)实际上是拦截的一种特殊情况。筛分时，环绕着过滤纤维，微粒企图跟着流线方向流动，但由于微粒太大，被相邻的两根过滤纤维所挡住。
这种现象类似于窗户上的苍蝇，它解释了在我们的家里为什么昆虫没能泛滥。很多人认为，在各种过滤机理中，筛分是最重的，实际上往往是最不重要的。　

拦截
在拦截(图 3)的情况下，微粒表面的一部分撞在过滤纤维上，并粘在上面。拦截过滤与微粒的大小和质量有关，所有其他因素都是一样的。
较大的微粒更容易被拦截，因为它们的大小更接近于过滤纤维，所以很容易被俘获。因为大小和质量通常是有关系的，拦截对大质量的微粒起很大作用。但是，随着微粒质量的增加，碰撞所起的作用越来越大。

碰撞
在碰撞(图 4)中，正如我们所预料的那样，微粒跟随着流线的方向行进。但是，在纤维的周围，流线开始弯曲，由于惯性作用占了主导地位，微粒不能跟着流线的方向一起转弯。
当流体分子跟着流线时，微粒碰撞并且黏附在纤维上。碰撞过滤既受微粒质量的影响，也要受微粒速度的影响。在碰撞的情况下：
较大的质量=>较高的清除率(渗透率较低)；
较高的速度=>较高的清除率(渗透率较低)。

结果，大(重)微粒，或者那些速度高的微粒，通过碰撞的方式更容易把它们清除掉。小(轻)微粒，或那些速度低的微粒，通过碰撞的方式则很容易把它们拦截。当速度和质量减小时，扩散捕捉开始起作用。

扩散
当过滤速度低的小微粒(质量小)时，扩散(图 5)通常是主要的机制。由于微粒小而轻，它们往往会跟随着流线移动。
但同时，它与流体分子的碰撞往往使它们脱离流线，并且，从理论上讲，会到达过滤纤维上面，微粒的路径类似于布郎运动。
因为微粒越小(越轻)，它们也越容易由于分子的碰撞而移动，也越容易通过扩散而被俘获。在扩散的情况下：
较小的质量=>较高的清除率(较低的渗透率)；
较低的速度=>较高的清除率(较低的渗透率)。

虽然在这些概念之后有着很多的科学道理，但是归根到底就是这三种俘获机制。正如前面所提到的那样，效率和渗透率是不同的，它们与微粒的大小和速度有关。
在讨论过滤器时，人们常常问到的问题是：“这些过滤器会俘获我们遇到的微粒吗？”答案通常是：“视情况而定。 ”
我们不能提供绝对的答案，但是可以给出统计的回答：所有微粒中某个尺寸的微粒有X%将被俘获，也就是我们的<