石英砂滤料依靠粒径分级形成的滤层结构

发布日期：2025-06-21 作者：点击：

　　石英砂滤料的过滤效果受其自身特性、使用条件及搭配工艺的影响，整体表现优异，在水处理领域应用广泛，以下是具体分析：

　　一、过滤效果的核心优势

　　1. 机械过滤能力强

　　石英砂滤料依靠粒径分级形成的滤层结构（单层或双层），通过“筛分作用”直接拦截水中的悬浮物、胶体颗粒（如泥沙、藻类、铁锈等）。其粒径通常为0.5-1.2mm（单层滤料）或双层组合（上层细砂0.5-0.8mm，下层粗砂1-2mm），能有效截留粒径＞滤料间隙的颗粒物，过滤精度可达 5-10微米（普通石英砂）至 1-2微米（高纯度石英砂或搭配其他滤料）。

　　2. 化学稳定性保障水质安全

　　石英砂主要成分为二氧化硅（SiO?），化学性质惰性，在酸碱（pH 2-11）、氧化还原等复杂水质环境中不溶解、不释放有害物质（如重金属、氯离子），尤其适合处理工业废水（含酸/碱）、生活饮用水及回用水，避免二次污染。

　　3. 吸附与协同净化效果

　　表面吸附：石英砂表面多孔且粗糙，具有一定的物理吸附能力，可吸附部分有机物（如腐殖酸）、胶体颗粒及微量重金属离子（如铅、镉），但吸附容量有限（远低于活性炭）。协同作用：常与活性炭、无烟煤、锰砂等滤料搭配使用，形成“多级过滤”系统。例如：

　　石英砂+活性炭：石英砂拦截大颗粒悬浮物，活性炭吸附有机物和异味，提升出水清澈度和口感（常用于饮用水深度处理）。石英砂+锰砂：协同去除水中的铁、锰离子（通过氧化-吸附作用），解决地下水“黄水”问题。

　　二、影响过滤效果的关键因素

　　1. 滤料粒径与级配

　　粒径均匀性：粒径分布越均匀（如标准筛分后的石英砂），滤层孔隙结构越稳定，过滤精度越高，但易堵塞（需频繁反冲洗）。级配设计：双层或三层滤料（如石英砂+无烟煤）通过不同粒径组合，扩大滤层孔隙梯度，既能拦截细小颗粒，又能避免表层快速堵塞，延长过滤周期（比单层石英砂提高30%-50%）。

　　2. 滤速与水力负荷

　　滤速范围：普通石英砂滤池的滤速通常为 8-12m/h（生活用水）或 15-20m/h（工业废水预处理），滤速过高会导致截留颗粒穿透滤层，降低出水水质；滤速过低则效率不足。水力负荷：需根据进水浊度（如＜10NTU的生活用水）调整滤速，高浊度水（如河水、污水）需降低滤速或增加预处理（如混凝沉淀）。

　　3. 反冲洗效果

　　反冲洗强度：通过气水联合反冲洗（气冲强度15-20L/(m?·s)，水冲强度8-12L/(m?·s)）可有效剥离滤层表面的截留物，恢复孔隙结构。若反冲洗不彻底，滤料表层会形成“泥球”，导致过滤阻力增大、水质恶化。反冲洗周期：通常为 24-48小时（生活用水）或 12-24小时（工业废水），需根据进水浊度和出水水质实时调整。

　　三、实际应用中的过滤效果表现

　　1. 生活饮用水处理

　　进水浊度：通常为3-10NTU（地表水经混凝沉淀后）。出水浊度：石英砂滤池可稳定降至 0.1-0.3NTU（优于《生活饮用水卫生标准》要求的1NTU），配合活性炭滤池后可进一步去除异味和有机物，满足直饮需求。

　　2. 工业废水预处理

　　高浊度废水（如洗煤水、印染废水）：进水浊度可达500-1000NTU，经石英砂初滤后降至50-100NTU，为后续生化处理或膜分离（如超滤）减轻负荷。含油废水：石英砂可拦截部分浮油和悬浮油滴（去除率约60%-80%），但需搭配气浮或活性炭吸附才能达标排放。

　　3. 地下水除铁锰

　　原水铁锰含量：通常为Fe?? 5-10mg/L、Mn?? 1-3mg/L。出水指标：通过“曝气+石英砂+锰砂”组合工艺，可将铁锰降至 Fe＜0.3mg/L、Mn＜0.1mg/L（符合《地下水质量标准》Ⅲ类水要求）。

　　四、局限性及改进方向

　　1. 对溶解性物质的去除能力有限

　　石英砂主要通过物理拦截作用去除悬浮物，对溶解性盐类（如钙、镁离子）、重金属离子（如汞、砷）及微生物（如细菌、病毒）的去除效果较差，需搭配其他工艺（如离子交换、反渗透、紫外线消毒）。

　　2. 易堵塞与维护成本

　　长期运行后，滤层表面会积累截留物形成“滤饼层”，导致过滤阻力增大、水头损失增加（需定期反冲洗）。若原水浊度波动大或反冲洗不彻底，可能需缩短滤料更换周期（通常3-5年）。