粒狀濾料的基本概念

早期的粒狀介質(zhì)過濾裝置多屬慢濾過濾。例如，慢濾技術(shù)應(yīng)用于水處理。在慢濾裝置內(nèi)放置粒徑很細(xì)的砂粒作為過濾介質(zhì)，過濾速度很慢，一般為0.1?0.3m/h （按濾層截面計(jì)算九慢濾裝置的過濾作用是利用藻類和原生動(dòng)物在細(xì)砂粒表面繁殖形成一層黏膜。當(dāng)水通過此黏膜時(shí)，水中絕大部分懸浮物被截留，當(dāng)此種過濾裝置工作1?3個(gè)月后，濾層可能因被截留雜質(zhì)堵塞而不能運(yùn)行。此時(shí)過濾裝置應(yīng)停運(yùn)，清除表面濾層中的污物，其方法通常是將表面2?3cm的細(xì)砂層挖出，然后重新投運(yùn)。但此時(shí)因黏膜隨表層細(xì)砂一起被挖出，故投運(yùn)后，需在重新形成黏膜后，出水情況才能轉(zhuǎn)好。當(dāng)砂層經(jīng)過多次挖出，整個(gè)濾層減薄到一定高度時(shí)，便需要補(bǔ)充新的砂層。慢濾裝置由于生產(chǎn)率低，現(xiàn)已很少使用。

目前，快濾裝置在水處理中應(yīng)用較廣，其中以砂粒為濾料的過濾裝置應(yīng)用最為普遍。快濾裝置的濾速大于10 m/h。在過濾前，必須先投加混凝劑以去除濁度,同時(shí)可去除一部分細(xì)菌、病毒?？鞛V裝置的過濾機(jī)理不光是簡(jiǎn)單的機(jī)械篩濾，還有接觸黏附的作用。主要有兩個(gè)過程：遷移和黏附。

遷移是顆粒脫離流線接近濾料的過程，主要由以下作用力引起：攔截、沉淀、慣性、擴(kuò)散和水動(dòng)力（非球形顆粒在速度梯度作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)）。對(duì)于這幾種力的 大小，目前只能定性描述。濾料顆粒的遷移機(jī)理示意見圖2-2。

黏附屬于物理一化學(xué)作用力（范德華引力、靜電力以及一些特殊化學(xué)力），但表層濾料的篩分作用也不能排除，特別是在過濾后期，當(dāng)濾層中的孔隙尺寸逐漸減少時(shí)。

濾料是粒狀濾料過濾裝置中的重要組成部分。根據(jù)具體使用條件選取濾料、確定濾料顆粒的級(jí)配和濾料的層高等對(duì)保證過濾效果有很重要的意義。濾料應(yīng)至少滿足以下工藝要求：足夠的機(jī)械強(qiáng)度，良好的化學(xué)穩(wěn)定性，適當(dāng)?shù)牧６冉M成。此外，還應(yīng)考慮濾料的來源是否充分，價(jià)格是否低廉。例如，在水處理領(lǐng)域內(nèi)，常用的濾料主要有石英砂、無煙煤、大理石和石榴石等。近年來，陶粒、瓷砂、火山巖、燒結(jié)巖等濾料的應(yīng)用也越來越廣泛。

在水處理中，顆粒材料過濾主要用于經(jīng)混凝或生物處理后廢水中懸浮物的去除。在廢水處理中，為了延長(zhǎng)過濾周期，提高濾池的截污量可釆用上向流、粗濾料、雙層和三層多層濾料濾池；為了延長(zhǎng)過濾周期，適應(yīng)濾池頻繁沖洗的要求可釆用連續(xù)流過濾池和脈沖過濾濾池。