石英砂过滤器是水处理领域中广泛应用的一种过滤设备,主要利用石英砂作为滤料,通过截留、吸附等作用去除水中的悬浮物、胶体、颗粒物等杂质,常用于预处理(如反渗透系统前)、循环水净化、污水处理等场景。以下从结构、工作原理、运行要点及维护等方面详细介绍:
石英砂过滤器通常为圆柱形密闭罐体(材质多为碳钢防腐、不锈钢或玻璃钢),核心结构包括:
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滤料层:由不同粒径的石英砂按一定级配铺设(上层粒径较大,下层较小,通常粒径范围 0.5-1.2mm,总厚度 600-1200mm),部分会搭配无烟煤、石榴石等形成多层滤料,提高过滤效率。
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布水 / 集水系统:顶部布水器(如多孔板、滤网、ABS 布水帽)均匀分配进水,底部集水器收集过滤后的清水,防止滤料流失。
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辅助部件:进出水阀、反洗进水阀、排水阀、排气阀、压力表、取样口等,部分自动控制过滤器还配有 PLC 控制柜和传感器。
遵循 “深层过滤” 机制:
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过滤阶段:原水从罐体顶部进入,自上而下流经石英砂滤层。水中的悬浮颗粒、胶体等因惯性碰撞、拦截、吸附(砂粒表面电荷作用)等被截留于滤料间隙或表面,清水通过集水系统从底部流出。
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反洗阶段:当滤层阻力增大(进出水压差超过 0.1-0.15MPa)或出水浊度超标时,需进行反洗。反洗水(或气水混合)自下而上冲洗,使滤料层膨胀(膨胀率通常为 40%-60%),截留的污染物随反洗水从顶部排水口排出,恢复滤料过滤能力。
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启动前检查阀门状态(进水阀、出水阀开启,反洗相关阀门关闭),打开排气阀排尽罐内空气,避免 “气阻” 影响流量。
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控制进水浊度(通常要求≤10NTU),超过时需预处理(如加絮凝剂),防止滤料过快堵塞。
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监测进出水压差和出水浊度,当压差超标或出水浊度>1NTU 时,停止过滤,切换至反洗。
反洗是维持过滤器性能的关键,步骤如下:
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排水:打开排水阀,将罐内水位降至滤料层上方 10-20cm,减少反洗用水量。
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气洗(可选):通入压缩空气(压力 0.1-0.15MPa,强度 10-15L/(m2?s)),松动滤料层 5-10 分钟,剥离表面污染物。
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水洗:关闭气阀,开启反洗进水阀,用过滤后的清水反洗(流速 15-20m/h),使滤料膨胀,持续 10-15 分钟,直至排水浊度≤2NTU。
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正洗:关闭反洗阀,打开进水阀和排水阀,正向冲洗 2-5 分钟,排出残留杂质,至出水合格后切换回过滤状态。
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滤料维护:
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定期检查滤料损耗情况,若发现石英砂破碎、粒径变小(如运行 1-2 年),需补充或更换滤料(更换时先清除失效滤料,冲洗罐体后按级配重新铺设)。
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反洗后若滤料层出现板结,可能是反洗强度不足或进水含油类物质,需增加反洗时间或手动松动。
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设备检查:
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每周检查阀门开关灵活性,防止卡阻或泄漏;每月校验压力表、流量计准确性。
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定期清理布水器、集水器的滤网,避免堵塞导致布水不均。
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常见问题处理:
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出水浊度超标:可能是滤料失效、反洗不彻底或进水浊度过高,需更换滤料或加强反洗。
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反洗排水带大量滤料:多为集水器滤网破损,需停机检修或更换滤网。
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流量骤降:可能是滤料堵塞或管道阀门故障,需反洗或检查阀门状态。
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适用场景:工业循环水旁滤、市政污水深度处理、泳池水净化、地下水除铁锰预处理等。
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优势:滤料来源广泛、成本低,操作简单,对悬浮物去除效率高(可达 90% 以上),适合大规模水处理。
通过规范运行和维护,石英砂过滤器可长期稳定发挥作用,是水处理系统中经济高效的预处理设备。