多介質(zhì)過濾器是一種通過填充多種過濾介質(zhì)（如石英砂、活性炭、無(wú)煙煤、錳砂等），去除水中懸浮物、膠體、有機(jī)物、色度、異味及部分重金屬離子的水處理設(shè)備。它屬于壓力式過濾設(shè)備，廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用水處理的預(yù)處理環(huán)節(jié)，是凈化水質(zhì)的關(guān)鍵單元之一。
- 截留作用：介質(zhì)顆粒間的孔隙截留水中大于孔隙直徑的懸浮物（如泥沙、鐵銹、藻類）；
- 吸附作用：介質(zhì)表面吸附膠體、有機(jī)物、色度物質(zhì)及部分重金屬離子（如活性炭吸附有機(jī)物，錳砂氧化吸附鐵錳離子）；
- 混凝作用：若原水先投加絮凝劑（如 PAC），懸浮顆粒會(huì)形成絮體，更易被介質(zhì)捕獲。
- 運(yùn)行：原水從過濾器上部進(jìn)入，自上而下通過介質(zhì)層，雜質(zhì)被截留，凈化水從底部流出；
- 反洗：當(dāng)進(jìn)出口壓差達(dá)到設(shè)定值（如 0.05-0.1MPa）或運(yùn)行時(shí)間達(dá)到設(shè)定周期時(shí)，需進(jìn)行反洗：
- 水反洗：從底部通入清水，松動(dòng)介質(zhì)層，沖掉截留雜質(zhì)；
- 氣水反洗（可選）：先通入壓縮空氣攪動(dòng)介質(zhì)，再用水沖洗，增強(qiáng)清洗效果，適用于高污染水質(zhì)。
| 部件 | 作用 | 常見材質(zhì) |
|---|
| 罐體 | 容納過濾介質(zhì)，承受水壓 | 玻璃鋼、不銹鋼、碳鋼襯膠 |
| 介質(zhì)層 | 核心過濾層，由多種介質(zhì)按級(jí)配填充 | 石英砂、無(wú)煙煤、活性炭、錳砂等 |
| 布水系統(tǒng) | 均勻分布進(jìn)水，避免短流或偏流 | 不銹鋼篩網(wǎng)、ABS 水帽、穹形多孔板 |
| 反洗系統(tǒng) | 提供反洗水 / 氣，包括進(jìn)水 / 進(jìn)氣閥、排污閥 | 不銹鋼管道、氣動(dòng) / 電動(dòng)閥門 |
| 控制系統(tǒng) | 自動(dòng)控制運(yùn)行、反洗周期及閥門動(dòng)作 | PLC 控制器、壓差變送器 |
- 分層填充：按顆粒大小從上到下 “由細(xì)到粗” 分布，形成梯度過濾：
- 上層：細(xì)顆粒（如石英砂，粒徑 0.5-1.2mm），截留小顆粒雜質(zhì)；
- 中層：中顆粒（如無(wú)煙煤，粒徑 1.2-2.4mm），吸附有機(jī)物和膠體；
- 下層：粗顆粒（如鵝卵石，粒徑 4-8mm），支撐介質(zhì)層并均勻布水；
- 特殊介質(zhì)：
- 活性炭：用于去除色度、異味、余氯及部分有機(jī)物（如飲用水預(yù)處理）；
- 錳砂：針對(duì)鐵錳超標(biāo)的地下水，通過氧化反應(yīng)去除 Fe2?、Mn2?；
- 磁鐵礦：高密度介質(zhì)，用于高濁度水的快速過濾。
| 領(lǐng)域 | 典型場(chǎng)景 | 介質(zhì)選型 | 設(shè)計(jì)要點(diǎn) |
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| 工業(yè)用水 | 鍋爐補(bǔ)水預(yù)處理、循環(huán)冷卻水過濾 | 石英砂 + 無(wú)煙煤 | 濾速 8-12m/h，濾層厚度 1000-1500mm |
| 飲用水處理 | 自來(lái)水廠預(yù)處理、農(nóng)村井水凈化 | 石英砂 + 活性炭 + 錳砂 | 需符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，定期檢測(cè)余氯 |
| 污水處理 | 污水深度處理（如去除 SS、色度） | 石英砂 + 陶粒 + 纖維球 | 濾速可提高至 15-20m/h，加強(qiáng)反洗強(qiáng)度 |
| 反滲透預(yù)處理 | 去除懸浮物，保護(hù) RO 膜免受堵塞 | 石英砂 + 保安過濾器（5μm 濾芯） | 出水 SDI≤5，壓差≤0.1MPa |
- 處理水量：根據(jù)設(shè)計(jì)流量選擇罐體直徑（流速?zèng)Q定罐體大小，一般 8-12m/h）；
- 原水水質(zhì)：
- 高濁度水（濁度＞20NTU）：需先經(jīng)沉淀，再用多介質(zhì)過濾；
- 含鐵錳水：選錳砂介質(zhì)，需曝氣氧化預(yù)處理；
- 工作壓力：常規(guī) 0.2-0.6MPa，高壓場(chǎng)景用不銹鋼罐體。
- 反洗頻率：每天 1-2 次，或壓差達(dá) 0.05MPa 時(shí)啟動(dòng)；
- 介質(zhì)更換周期：
- 石英砂 / 無(wú)煙煤：3-5 年（受水質(zhì)影響）；
- 活性炭：1-2 年（吸附飽和后需再生或更換）；
- 日常監(jiān)測(cè)：
- 進(jìn)出水濁度（目標(biāo)：出水濁度＜1NTU）；
- 反洗水量（約為處理水量的 3-5%）；
- 介質(zhì)流失情況（反洗時(shí)觀察排水是否帶砂）。
- 優(yōu)勢(shì)：
- 過濾效率高，可同時(shí)去除多種污染物；
- 成本較低，介質(zhì)可再生或更換，適合大規(guī)模水處理；
- 操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。
- 局限性：
- 對(duì)溶解性鹽類（如鈣鎂離子）無(wú)去除效果，需配合軟化或 RO 設(shè)備；
- 反洗需消耗大量水（約占處理水量的 3-5%），高用水場(chǎng)景需考慮節(jié)水設(shè)計(jì)。
- 高效化：開發(fā)復(fù)合介質(zhì)（如磁性濾料、納米吸附材料），提高對(duì)重金屬和有機(jī)物的去除效率；
- 節(jié)能化：優(yōu)化反洗工藝（如脈沖反洗、變強(qiáng)度反洗），降低水耗和氣耗；
- 智能化：集成在線水質(zhì)傳感器和 AI 算法，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn) “精準(zhǔn)過濾” 和 “預(yù)測(cè)性維護(hù)”。
總結(jié)：多介質(zhì)過濾器是水處理領(lǐng)域的 “基礎(chǔ)工兵”，通過合理搭配介質(zhì)和優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，可高效解決水質(zhì)渾濁、異色異味等問題，是后續(xù)精密處理（如軟化、膜分離）的重要前置保障。在選型時(shí)需緊密結(jié)合水質(zhì)特性，維護(hù)中注重介質(zhì)活性和反洗效果，以確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
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