影响浅层砂过滤效果的主要原因是什么

一、滤料相关因素

• 滤料种类与粒径
  • 不同滤料（石英砂、无烟煤、石榴石等）的密度、表面粗糙度、吸附能力不同，石英砂因成本低、化学稳定性好为常用滤料，但对细微颗粒的截留能力弱于无烟煤等多孔滤料。
  • 粒径过粗：滤料间隙大，细小悬浮颗粒易穿透，过滤精度下降；粒径过细：滤层阻力大，易堵塞，导致出水量减小，反洗频率增加。通常浅层砂滤料粒径范围为 0.5-2mm，需根据原水悬浮物粒径分布选择。
• 滤料级配与厚度
  • 级配指不同粒径滤料的搭配比例，合理级配（如上层粗砂、下层细砂）可形成 “梯度过滤”，既保证过滤精度，又减少阻力；级配不合理（如粒径均一）易导致滤层孔隙快速堵塞。
  • 浅层砂滤料厚度通常较薄（一般 0.5-1.5m），若厚度不足，污染物易穿透滤层；厚度过厚则增加水头损失，影响出水流量。
• 滤料污染与老化
  • 长期使用后，滤料表面会吸附大量油污、有机物或微生物（形成生物膜），导致滤料 “板结”，孔隙率下降，过滤阻力增大，甚至出现 “短路”（水流未经过滤直接穿透）。
  • 滤料因反洗磨损、化学腐蚀（如处理含酸碱废水）导致破碎、粒径变小，也会影响过滤效果。

二、运行参数因素

• 滤速
  滤速（单位：m/h，即每小时通过单位滤料面积的水量）是关键参数：
  • 滤速过快：水流对滤料的冲刷力强，污染物来不及被截留就随水流排出，过滤精度下降；同时滤层阻力骤增，易导致滤料层 “流化”（滤料被冲起，形成沟流）。
  • 滤速过慢：虽过滤精度提高，但设备产水量不足，效率低下，且滤料易因长时间吸附污染物而饱和。需根据原水悬浮物浓度（SS 值）调整，一般浅层砂滤器滤速控制在 8-15m/h。
• 反洗效果
  反洗是恢复滤料过滤能力的关键步骤（通过反向水流冲洗滤料，清除截留的污染物）：
  • 反洗强度不足（反洗水流速度不够）：滤料无法充分膨胀、抖动，污染物难以脱离滤料表面，导致滤层堵塞加剧，下次过滤时效果下降。
  • 反洗时间过短：未彻底冲洗干净，残留污染物会重新附着；反洗时间过长：浪费水资源，且可能导致滤料流失（尤其轻质滤料）。
  • 反洗方式单一：仅用水反洗效果有限，若原水含油污或粘性污染物，需结合气洗（空气擦洗）或加药反洗（如投加混凝剂、消毒剂），增强污染物剥离效果。
• 进水水质波动
  • 原水悬浮物浓度（SS）突然升高：超过滤料截留能力，导致滤层快速饱和，出水浊度上升。
  • 原水 pH 值、温度变化：影响滤料表面电荷（如石英砂在酸性条件下吸附能力下降），或导致污染物性质改变（如胶体颗粒稳定性变化），降低截留效率。
  • 原水含油量、有机物含量过高：易在滤料表面形成油膜或生物粘泥，堵塞滤料孔隙，且常规反洗难以清除。

三、原水预处理因素

四、设备结构因素

• 滤池结构设计
  • 布水 / 集水装置不均匀：如进水口分布不合理，导致滤池内水流分配不均（部分区域滤速过高，部分过低），出现 “死水区” 或 “过流区”，整体过滤效果下降。
  • 滤料支撑层问题：支撑层（位于滤料下方，防止滤料流失的垫层，如鹅卵石）铺设不均或粒径选择不当，可能导致滤料漏失（滤料通过支撑层缝隙进入出水系统），或支撑层本身堵塞，影响反洗水流分布。
• 设备老化与泄漏
  • 滤池内壁、管道连接处密封不良：出现漏水、漏气，导致实际过滤水量不足，或未经处理的原水直接混入出水（短路现象）。
  • 阀门故障：如进水阀、反洗阀开关不彻底，导致水流方向异常，影响正常过滤或反洗流程。

总结