多介质过滤器在污水处理中,核心作用是通过多层滤料的物理拦截、吸附及沉淀作用,去除污水中的悬浮物、胶体、部分有机物等杂质,降低污水浊度,为后续深度处理(如生化反应、膜过滤等)提供合格的进水。
其工作原理可分为正常过滤过程和反冲洗再生过程两部分,具体如下:
一、正常过滤:“分层拦截 + 协同净化”
污水处理时,污水从过滤器顶部进入,自上而下流经多层滤料(如无烟煤、石英砂、锰砂、活性炭等),不同滤料因粒径、比重、材质差异,分工拦截不同尺寸和类型的杂质,实现 “由粗到细” 的阶梯式净化。
上层滤料:拦截大颗粒杂质
通常最上层为无烟煤(粒径较大,一般 0.8-1.8mm,比重较小)。
污水首先接触无烟煤,其疏松的结构和较大的孔隙能优先拦截污水中粒径较大的悬浮物(如泥沙、纤维、有机残渣等),同时利用表面吸附性吸附部分大分子有机物。
作用:减少下层滤料的负担,避免细小滤料被大颗粒堵塞。
中层滤料:去除中等颗粒与胶体
中层多为石英砂(粒径中等,一般 0.5-1.2mm,比重中等)。
经过上层过滤后,污水中剩余的中等粒径悬浮物(如胶体颗粒、细小泥沙)会被石英砂的密集孔隙拦截。
石英砂表面光滑但颗粒排列紧密,能通过 “筛滤作用”(颗粒无法穿过滤料间隙)和 “接触絮凝”(胶体颗粒吸附在滤料表面)进一步净化水质。
作用:降低污水浊度的核心环节,通常可将浊度从几十 NTU 降至 5NTU 以下。
下层滤料:深度净化与辅助功能
下层根据需求选择滤料:
若需去除微小颗粒或异味,可填活性炭(吸附微小胶体、色素、部分溶解性有机物);
若污水含铁锰离子,可填锰砂(通过氧化反应去除铁锰);
最底部通常铺砾石(粒径较大,2-4mm),不直接过滤,主要作用是 “承托上层滤料”,防止滤料随出水流失,同时均匀分配水流。
整体效果
经过多层滤料后,污水中的悬浮物、胶体等被逐层截留,清澈的水通过底部集水装置(如滤水帽)排出,进入后续处理环节。
二、反冲洗:“反向冲刷 + 恢复滤料活性”
随着过滤进行,滤料层会逐渐积累杂质,导致滤料孔隙堵塞、水流阻力增大(表现为进出口压差升高),过滤效率下降。
此时需通过反冲洗清除杂质,恢复滤料过滤能力。
反冲洗触发条件
当过滤器进出口压差达到设定值(通常 0.05-0.1MPa),或过滤时间达到预设周期(如 8-24 小时),自动启动反冲洗。
反冲洗过程
反向进水:清水从过滤器底部进入,自下而上流经滤料层,水流速度远高于正常过滤(一般 10-15m/h),使滤料层被 “冲起” 并处于疏松悬浮状态,截留的杂质从滤料表面脱落。
辅助冲刷(可选):若杂质黏性大(如含油污水),可先通入压缩空气 “气冲”,利用气泡振动剥离杂质,再用水冲,提升清洗效果。
排污:携带杂质的污水从顶部排污口排出,直至出水清澈(通常 10-20 分钟)。
静置复位:反冲洗结束后,滤料因比重差异自然分层(比重最大的砾石在最下层,依次为石英砂、无烟煤),恢复过滤时的分层结构。
三、污水处理中的核心优势
在污水处理场景中,多介质过滤器的原理设计专门适配污水特性:
针对污水中悬浮物含量高的特点,通过 “多层滤料 + 高纳污量” 设计,可承受较高的进水浊度(通常≤50NTU);
反冲洗机制能有效清除黏性杂质(如有机污泥),避免滤料板结;
可通过调整滤料类型(如加活性炭、锰砂),适配不同污水(如生活污水、工业废水、养殖废水等)的净化需求。
综上,多介质过滤器在污水处理中通过 “分层拦截 - 深度净化 - 反冲再生” 的循环,高效去除污水中的颗粒物杂质,是预处理阶段的关键设备,既能降低后续处理负荷,也能保护后续精密设备(如膜组件、生化反应器)免受堵塞或污染。