单层滤料过滤介绍

单层滤料过滤介绍

过滤是净水工艺中最重要的处理单元之一，也是常规处理中去除水中悬浮颖粒的最后把关工艺。沉淀池可以去除水中80%-90%的不溶解杂质，剩下的10%-20%的悬浮杂质需要依靠过滤工艺来完成。

1829年世界上出现了第一座慢滤池，慢滤池的实质是在滤层顶部形成一层生物滤膜，发挥着对水的净化作用。水流速度很慢，滤速为0.1-0.3m/h，需很大的占地面积，建造费用大，运行费用高。由于慢滤池的这些缺点，快滤池技术自1870年迅速发展起来，最初采用的快滤池的标准滤速约为5m/h，现代快滤池的滤速可达40m/h甚至更高。快滤池发展以后，人们不断改进过滤方式、滤池形式，改变滤料成分及组成，主要目的是增加滤池的含污能力，延长运行周期以及提高过滤速度，减少基建投资与运行费用等。相应地出现了多种形式的快滤池，主要有快滤池和高速滤池，下向流滤池、上向流滤池和双向流滤池，单层、双层、三层滤料滤池及混合滤料滤池，固定床式滤池和移动床式滤池，压力式滤池和重力式滤池，间歇滤池和连续滤池等。

快滤池是利用滤层中粒状颗粒滤料所提供的表面积，截留水中已经过混凝处理的悬浮固体的设备。快滤池的运行包括两个过程--过滤和反冲洗，过滤是采用投加混凝剂的办法在高速水流条件下，将悬浮固体黏着在滤料表面上；反冲洗用来清除在数小时甚至数十小时内滤层中所截留的悬浮物。因此，提高滤池的含污能力，即增大单位体积内滤料截留杂质(絮粒、黏土、藻类、细菌、病毒及其他胶体颗粒)的含量是快滤技术中的关键，增加滤池含污能力的途径主要有3个：改变过滤水流方向；改变过滤操作方法；改变滤料成分及组成等。

快滤池过滤效果好坏最关键的是过滤介质--滤料。从20世纪70年代开始，人们对滤料截留杂质的机理有了更新的认识，为了提高滤池的工作效率和纳污能力，人们在滤料的研究上做了大量工作，开发出多种滤料。石英砂是使用最早的颗粒滤料，后来又开发了无烟煤滤料、石榴石、磁铁矿、和金刚砂等滤料；人工合成的轻质滤料有聚苯乙烯泡沫滤珠、纤维球等，主要用于工业水处理中；用无机材料经烧结、破碎后制成的滤料有陶粒滤料、陶瓷滤料等；水淬渣是高炉炼铁过程中排出的经水淬急冷的炉渣，作为滤料用于水处理目前无烟煤滤料也在开发研究中。

一般地，滤池内的滤料既有均匀滤料又有均质滤料。前者是指滤料粒径完全相同的滤料，但难以在生产中使用，在研究过滤理论时，有时用均匀滤料来做试验。后者是指沿着整个滤

层深度方向的任一横断面上，滤料组成和平均粒径均匀一致的滤料。单层砂滤池的石英砂滤料的粒径通常为0.5- 1.2mm,滤料层厚度一般为700-1000mm。增加滤料层厚度会提高整个滤料层的含污能力，但滤料层的水头损失也相应增大。通过试验发现滤池滤料层的孔隙约大于80um，而一般进入滤池的悬浮颗粒粒径均小于30um,悬浮颗粒在滤料的表层和深层都会被截留，其作用机理主要是颗粒迁移和颗粒黏附，在过滤后期，由于滤料层中孔隙较小，也可能存在一定的筛滤作用。单层滤料表层粒径最小，黏附比表面积最人，截污较多，但由于其孔隙尺寸较小。往往下层滤料还未充分发挥截污作用时，就会因为阻力过大而使过滤被迫停止，从而进行反冲洗。研究表明，单层无烟煤滤料截污作用主要发生在表层滤料中，约为滤料层厚度的1/3。故探讨单层滤料的过滤机理和单层滤料的截污规律对指导滤池设计具有重要意义。