多孔材料和颗粒材料过滤的基础知识

过滤是利用过滤材料分离废水中杂质的一种技术。在污水的深度处理中，普遍采用过滤技术。根据过滤材料不同，过滤可分为多孔材料过滤和颗粒材料过滤两类。多孔材料过滤主要包括筛网和微滤机过滤；颗粒材料过滤就是让待滤水流经过具有一定空隙率的粒状材料组成的滤床，去除水中悬浮物的过程。

过滤过程是一个包含多种作用的复杂过程，它包括输送和附着两个阶段，悬浮粒子输送到滤料表面并与之接触产生附着作用，附着以后不再移动才算被滤料截留，输送是过滤的前提。颗粒材料过滤主要用于去除悬浮和胶体杂质，特别是用重力沉淀法不能有效去除的微小颗粒（固体和油类）以及细菌，同时对污水中的BOD和COD等也有一定的去除效果。

滤池就是完成过滤工艺的处理构筑物，滤池里以不同颗粒的大小滤料，从上到下、由小而大依次排列。当水从上流经过滤层时，水中部分的固体悬浮物质进入上层滤料形成的微小孔眼，受到吸附和机械阻留作用被滤料的表面层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，就像在滤层的表面形成一层薄膜，继续过滤着水中的悬浮物质，这就是所谓滤料表面层的薄膜过滤。这种过滤作用不仅滤层表面有，当水进入中间滤层也有这种截留作用，为了区别于表面层的过滤，称为渗透过滤作用。此外，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些曲曲弯弯的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物在滤料的颗粒表面与絮凝体相互黏附，从而发生接触混凝过程。综上所述，滤池的过滤就是通过薄膜过滤、渗透过滤和接触混凝过程，使水进一步得到净化。

滤池净化的主要作用是接触凝聚作用，水中经过絮凝的杂质截留在滤池之中，或者有絮凝作用的滤料表面黏附水中的杂质。滤层去除水中杂质的效果主要取决于滤料的总表面积，随着过滤时间的增加，滤层颗粒的大小和形状，过滤进水中悬浮物含量及截留杂质在垂直方向的分布而定。当滤速大，滤料颗粒粗，滤层较薄时，过滤过的水水质很快变差，过滤水质周期较短；如滤速大、滤料颗粒细，滤池中的水头损失增加也很快，这样很快达到过滤压力周期。所以在处理一定性质的水时，正确确定滤速、滤料颗粒的大小、滤料及厚度之间的关系，具有重要的技术意义与经济意义，这种关系可通过实验的方法来确定。滤料层在反冲洗时，当膨胀率一定，滤料颗粒越大，所需的冲洗强度也越大，水温越高（水的黏滞系数越小），所需冲洗强度也越大。对于不同的滤料、同样颗粒的滤料，当相对密度大的与相对密度小的膨胀率相同时，所需的冲洗强度就大。精确地确定在一定的水温下冲洗强度与膨胀率之间的关系，最可靠的方法是进行反冲洗实验。(www.xing528.com)

根据上述原理，作为完成过滤技术的设备——过滤器，可分为恒压过滤和恒速过滤两种。恒压过滤是指在过滤过程中压力保持恒定，随着过滤的进行，滤出水的流量将逐渐减小，当达到特定的最小流量时，就需要进行反冲洗。而恒速过滤则指在过滤过程中滤出水的流量维持恒定，随着过滤的进行就需要不断增加压力，当达到特定压力时，过滤器需要进行反冲洗。

影响过滤的因素：在过滤过程中，随着过滤时间的增加，滤层中悬浮颗粒的量也会随之不断增加，这就必然会导致过滤过程水力条件的改变。当滤料粒径、形状、滤层级配和厚度及水位一定时，如果孔隙率减小，则在水头损失不变的情况下，必然引起水头损失的增加。就整个滤料层来说，上层滤料截污量多，下层滤料截污量少，因此水头损失的增值也由上而下逐渐减小。此外，影响过滤的因素还有水质、水温以及悬浮物的表面性质、尺寸和强度等。