石英砂滤料粒度和滤层厚度如何制约着滤池的过滤能力？

时间：2019-12-23

过滤是水中悬浮物被滤料截留的过程，被截留的悬浮物充塞于滤料间的空隙。滤层孔隙尺度以及孔隙率的大小，在同种滤料、相同反冲洗条件下，随滤料粒度的加大而增大。即滤料粒度越粗，可容纳悬浮物的空间越大。其表现为过滤能力增强，纳污能力增加，截污量增大。同时，滤层孔隙越大，水中悬浮物越能被更深地输送至下一层滤层，在有足够厚度的条件下，悬浮物可以更多地被截留，使中下层滤层更好地发挥截留作用，滤池截污量增加。

有效粒径1.33mm石英砂滤料的截污能力比1.10mm石英砂滤料高出15%，有效粒径1.48mm石英砂滤料的截污能力比1.10mm石英砂滤料高出26%。可以看出，粒径为1.33mm的石英砂滤料，过滤过程中悬浮物被更深地携至中层，更多地发挥了中层滤料的截污作用，因而纳污能力强、过滤周期相应加长、产水量加大。从力学特性讲，滤料截留悬浮物依靠的是颗粒间的范德华力、库仑力和表面张力。这些力使悬浮物迁移并被吸附。

同时，过滤水流在滤层中的活动与滤料颗粒间的水流剪力则具有使被截留吸附在滤料颗粒表面的悬浮物剥落的可能，并同时产生附加水头，即产生水头损失。滤料粒度增大，空隙标准加大，空隙空间增加，过水通道标准大，过滤水流阻力减弱，水头损失增量将得以延缓，其结果达到特定终止水头损失的过滤周期得以延长，产水量得到增加。由上述可得，滤料粒径大小、空隙度大小对过滤过程的影响，即滤料粒径增加、水头损失减小、过滤周期势必延长、产水量增加。

随着滤料粒径的加大，能更多地发挥下层滤料的截留作用，但同时也对穿透深度带来影响，即在其它条件等同时，粒径越粗穿透深度也越大。经絮凝后弱的絮体穿透深度与滤料粒径的三次方成正比，强的絮体穿透深度与滤料粒径的二次方成正比。由此得出结论，相同厚度的滤层，在一定范围内，滤料粒径越粗，由于穿透深度越大，出水浊度将不如粒径较细的滤料。

在这里要说明的一点，石英砂滤料、无烟煤滤料粒径越粗滤层截污能力越强、过滤周期产水量越大的观点应是建立在满足一定出水水质(浊度)要求的前提下的。假如一味地用出水水质做比较，在其它条件相同的情况下，粒径细的滤料出水浊度总要比粒径粗的滤料出水浊度低。这一点在实际工程中非常重要，即为达到预期的水质要求，应尽量选用适当粗粒径的滤料，而不是用较粗粒径的滤料。

滤料粒度加大对过滤效果还会带来一个负作用。随着滤料粒径加大、孔隙度加大，所提供的表面积就会变小。而在快速滤池的过滤过程中，滤料所提供的颗粒表面积是至关重要的，由于快滤池的过滤能力来自滤料颗粒表面的吸附作用，滤料所提供的颗粒表面积越大，对水中悬浮物的附着力越强。滤料粒径加大就会导致表面积减小，从而降低过滤能力

。因此，保证出水水质，单位面积滤层所提供的表面积必须满足某一低量值以上的要求。在各种粒径范围的石英砂滤料中，小于定下限粒径的不应大于3%，大于定上限粒径的不应大于2%。

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