水通過濾料床層時，其中的懸浮顆粒和膠體就被截留在濾料的表面和內(nèi)部空隙中，這種通過粒狀介質(zhì)層分離不溶物的方法稱為粒狀介質(zhì)過濾。

可用于活性炭吸附和離子交換等深度處理過程之前作為預(yù)處理，也可用于化學混凝和生化處理之后作為后處理過程。

一、原理

過濾的機理通常認為有如下幾種：

1．阻力截留

當原水自上而下流過粒狀濾料層時，粒徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料間的空隙越來越小，截污能力隨之變得越來越高，結(jié)果逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜，并由它起主要的過濾作用。

篩選作用的強度主要取決于表層濾料的最小粒徑和水中懸浮物的粒徑，并與過濾速度有關(guān)。

懸浮物粒徑愈大，表層濾料和濾速愈小，就容易形成表層篩濾膜，濾膜的截污能力也愈高。

2．重力沉降

原水通過濾料層時，眾多的濾料表面提供了巨大的沉降面積。形成無數(shù)的小沉淀池，懸浮物極易在此沉降下來。

重力沉降的強度主要與濾料直徑和過濾速度有關(guān)。

濾料愈小，沉降面積愈大；濾速愈小，則水流愈平穩(wěn)，這些都有利于懸浮物的沉降。

3．接觸絮凝

由于濾料具有巨大的表面積，它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。

砂粒在水中常帶有表面負電荷，能吸附帶正電荷的鐵、鋁等膠體，從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜，并進而吸附帶負電荷的黏土和多種有機物等膠體，在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。

在大多數(shù)情況下，濾料表面對尚未凝聚的膠體還祈禱接觸碰撞的媒介作用，促進其凝聚過程。

二、濾料

有石英砂、無煙煤屑、大理石粒等。

除應(yīng)考慮價廉易得外，還需考慮：（1）化學性質(zhì)穩(wěn)定；（2）機械強度足夠；（3）粒度合適

三、影響過濾的因素

在過濾過程中的主要參數(shù)是濾速、過濾周期和濾池的截污能力。

1、濾速

濾速v的計算：V=Q/F,m/h

式中：Q—濾池的出力，m3/h;

F—濾池的過濾截面積，m2。

濾速不是水通過濾料間孔隙時的實際速度，而是假定濾料不占有空間時水通過濾池的假想速度，故也稱為空池濾速。

過濾過程是過濾層逐漸被懸浮物所飽和的過程，濾速的大小對截留懸浮物有影響。

濾速太快，會促使已吸附的懸浮物剝落，導致水質(zhì)惡化和水頭損失增大，從而縮短過濾周期；濾速太慢，會影響濾池單位過濾面積的出力，也影響水流中懸浮物顆粒向濾層顆粒表面輸送。應(yīng)在具體條件下通過試驗選定一個zuijia的濾速。對于過濾經(jīng)過混凝和澄清處理的水來說，濾速一般為10～12m/h。

2、反洗效果

目的是除去已處于飽和狀態(tài)的濾層上吸附的懸浮物顆粒，恢復濾料的過濾能力。靠水力的沖刷作用，而兼靠顆粒間相互摩擦和碰撞時產(chǎn)生的擦洗作用，使懸浮物從濾料顆粒表面脫落下來，并被反洗水流帶出濾池。

濾層膨脹現(xiàn)象：水自下向上流動時會推動或托起濾料顆粒。

濾層膨脹率：濾層膨脹后所增加的高度與膨脹前高度之比。--度量反洗強度。

為了達到預(yù)期的反洗效果，需保持一定的膨脹率，一般大于18%（對一般砂濾池）。

反洗強度是指每秒時間內(nèi)每平方米濾池面積所需多少升的反洗水流量，表示上升水速的大小。選用反洗強度的大小與濾料相對密度粗細及水溫等因素有關(guān)。

要達到同樣的膨脹率，濾料愈粗，水溫愈高，濾料相對密度愈大，則要用的反洗強度就應(yīng)愈大。

3、水流均勻性

排水系統(tǒng)對水流均勻性影響zuida。指安置在濾層下面，過濾時收集經(jīng)過濾的水，反洗時用來送入沖洗水的裝置。

小阻力排水系統(tǒng)：使水流到濾池各部分時壓力損失的差別小。水頭損失小，能耗低，節(jié)省動力。穩(wěn)定性差。

大阻力排水系統(tǒng)：孔隙對水流的阻力遠大于濾層和排水管道中的其它各種阻力。穩(wěn)定性好，但動力消耗的大。

4、過濾前水質(zhì)

過濾前的水，若已經(jīng)混凝處理，則殘留在水中的懸浮物在過濾過程中具有較好的滲透性能，即能滲入到濾層的下層，產(chǎn)生接觸混凝過濾，從而提高了濾池的截污能力。

經(jīng)混凝處理后的水，愈未經(jīng)混凝處理的水相比，水流經(jīng)濾層的阻力較小，約降低5%。

5、濾料污染狀況

反洗時總有微量不易沖洗的污物殘留在濾池內(nèi)，導致濾料的污染。

濾料的污染會影響到濾池的運行，出現(xiàn)過濾效果不好或過濾周期縮短。

必須進行化學清洗。一般用酸（鹽酸或硫酸）來清除碳酸鹽類、氫氧化鋁和氫氧化鐵等堿性物質(zhì)，用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液來洗去有機物，必要時用氯水或漂白粉溶液。