水处理系统中，过滤器反冲洗是保障水质与系统稳定运行的核心技术环节。本文围绕多介质过滤器、石英砂过滤器、活性炭过滤器的结构特性、反冲洗工艺及运维要点展开解析，为水处理从业者提供技术参考。
一、常见多介质过滤器类型与滤层设计
水处理用多介质过滤器常见组合包括：无烟煤-石英砂-磁铁矿过滤器、活性炭-石英砂-磁铁矿过滤器、活性炭-石英砂过滤器、石英砂-陶瓷过滤器等。其滤层设计需重点考虑以下因素：
- 密度差控制：不同滤料需有显著密度差（如无烟煤密度＜石英砂＜磁铁矿），避免反洗时混层；
- 滤料适配性：根据产水用途选择滤料（如饮用水禁用无烟煤、树脂）；
- 粒径级配：下层滤料粒径＜上层（上层粗滤、下层精滤），典型三层结构为：上层无烟煤/活性炭（粒径大、密度小）、中层石英砂（粒径中、密度中）、下层磁铁矿（粒径小、密度大）。
二、石英砂过滤器特性与应用
石英砂过滤器以石英砂为滤料，具备以下优势：
- 高效去除悬浮物、胶体、铁、有机物、细菌等污染物；
- 过滤阻力小、比表面积大、耐酸碱（pH 2-13）、抗污染性强；
- 自适应运行：滤床自动形成上疏下密状态，保障不同工况下出水水质；
- 反洗效果佳：滤料充分散开，清洗彻底。
广泛应用于电力、电子、饮料、自来水、石油化工、食品、市政工程等领域，适用于工艺用水、生活用水、循环水及废水预处理。设备特点：结构简单、自动控制、处理流量大、反冲次数少、操作便捷。
三、活性炭过滤器原理与性能
活性炭过滤器以活性炭为滤料，通过吸附作用去除色、味、余氯及有机物（如苯类、酚类、表面活性剂）。其核心优势：
- 对溶解性有机物（COD）去除率40%-50%，游离氯＜0.1 mg/L；
- 对Ag⁺、Cd²⁺、CrO₄²⁻等重金属离子去除率＞85%；
- 出水悬浮物＜0.1 mg/L。
反冲洗触发条件：滤后水质变差、进出水管压差增大、单台流量降低。
反冲洗原理：逆向水流使滤层膨胀悬浮，通过剪切力与颗粒碰撞摩擦，清除滤料表面污物并排出。
四、反冲洗必要性及关键参数
1. 反冲洗必要性
- 滤层截留物积累导致孔隙堵塞，水头损失增加；
- 杂质穿透滤层，水质恶化；
- 有机物滞留引发细菌繁殖，导致滤层腐败。
2. 反冲洗参数控制
| 参数 | 要求 | 说明 |
|---|---|---|
| 膨胀高度 | 双层滤料40%-50% | 保证污物排出，避免过度膨胀降低碰撞效率 |
| 反洗水量 | 强度40 m³/(㎡·h) | 压力≤0.15 MPa |
| 反洗空气量 | 强度15 m/(m·h) | 压力≤0.15 MPa，需通过排气阀排出 |
注意：运行中需检查滤料填充高度与膨胀高度，补充跑失/磨损滤料，确保滤层稳定。
五、气水联合反洗工艺
联合反洗通过气水协同作用提升清洗效率，常见模式：
1. 先气后水：水位降至滤层表面100 mm，通空气数分钟后再水反冲（适用于表面污染重场景）；
2. 气水同步：下部通入空气（形成气泡擦洗）与反洗水（顶松滤料），双重作用强化清洗；
3. 后水冲洗：气水反洗结束后，保持反洗水流量3-5分钟，排除滤床气泡。
注意：控制气水压力顺序，避免反洗水倒灌空气管道；关注顶部排气阀通畅性（通过阀球升降自由度判断）。
六、滤料板结原因与预防
- 反洗不彻底：空气分布不均导致局部膨胀不足，油污/杂质残留，长期积累形成板结；
- 细颗粒滤料：反洗时碰撞少，易结泥球并沉入下层；
- 原水含油：油类截留后残留，日积月累引发板结。
▶ 预防措施：定期检查反洗空气分布（排查布气管穿孔、滤帽堵塞），控制原水油含量。
七、过滤器加工与验收要点
- 出水槽与滤板平行允差≤2 mm；
- 滤板水平度±1.5 mm（优先整体加工，大直径可分瓣拼接）；
- 滤板与筒体接合处满焊处理（圆弧环板逐段焊接），保障反洗通道均匀；
- 滤板通孔径向误差±1.5 mm（机械加工保证），避免滤帽安装困难；
- 滤帽材质优选尼龙（强度高），上下表面加弹性橡胶垫。
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