天然水經(jīng)過(guò)混凝處理后，雖然已將其中大部分懸浮物除掉，從外觀上看也常常是澄清的，但實(shí)際上水中仍免不了殘留有少量細(xì)小的懸浮顆粒，需進(jìn)一步過(guò)濾出去，否則，當(dāng)進(jìn)行離子交換處理時(shí)，會(huì)污染樹(shù)脂，妨礙交換器運(yùn)行。鍋爐給水處理系統(tǒng)中，常采用粒狀濾料的過(guò)濾方法。

　　1、過(guò)濾的原理

　　過(guò)濾的作用就是通過(guò)適當(dāng)?shù)臑V層較為徹底的除去水中的懸浮物雜質(zhì)。一般認(rèn)為過(guò)濾是表面吸附和機(jī)械阻留等的綜合結(jié)果。

　　首先，當(dāng)水開(kāi)始自上部進(jìn)入濾層時(shí)，水中部分懸浮物由于吸附和機(jī)械阻留作用，被濾層表面截留下來(lái)。此時(shí)，懸浮物之間會(huì)彼此發(fā)生重疊和架橋等作用，所以過(guò)了一段時(shí)間后，在濾層表面就好像形成一層附加的濾膜。

　　在以后的過(guò)濾中，這層濾膜就會(huì)起主要的過(guò)濾作用。在實(shí)際過(guò)濾運(yùn)行中，起過(guò)濾作用的不僅是濾層的表面，事實(shí)上當(dāng)水流入濾層中間時(shí)，也會(huì)因吸附和混凝的結(jié)果起到截留懸浮物的作用。

　　2、濾料的選擇

　　用作濾料的物質(zhì)，應(yīng)具備以下條件：

　　●化學(xué)性能穩(wěn)定，不影響出水水質(zhì)；

　　●機(jī)械強(qiáng)度良好，使用中不碎裂；

　　●粒度大小適當(dāng)，均勻性好。

　　常用的濾料有石英砂、無(wú)煙煤、大理石等。

　　A、濾料的化學(xué)穩(wěn)定性

　　為了實(shí)驗(yàn)濾料的化學(xué)穩(wěn)定性，可在一定的條件下，分別用中性溶液（可采用濃度為500㎎/l的NaCl溶液）、酸性溶液（可用HCl配成PH值約為2的水溶液）、堿性溶液（可用NaOH配成PH約為12的水溶液）將濾料浸泡24小時(shí)左右，以觀察水溶液被污染的情況，一般，石英砂適用于中性和酸性水，而不能用于例如石灰處理的堿性水，因?yàn)镾iO2會(huì)溶解。石灰處理時(shí)，可用無(wú)煙煤或者半燒白云石作濾料。

　　B、濾料的粒徑和不均勻系數(shù)

　　a)粒徑。

　　不同的濾料和不同的過(guò)濾工況，對(duì)濾料粒徑有不同的要求，使用時(shí)，細(xì)小的懸浮物會(huì)穿過(guò)濾層，而且在反洗時(shí)難以使濾層充分松動(dòng)，造成反洗不徹底，以致沉積物和濾料結(jié)成硬塊，并由此產(chǎn)生水流不均勻，出水水質(zhì)降低和過(guò)濾器很快失效的現(xiàn)象；粒徑過(guò)小，則水阻過(guò)大，過(guò)濾的濾層中水頭的損失也會(huì)增加的很快，從而縮短過(guò)濾的周期，反洗水的消耗量也就會(huì)相對(duì)增加。

　　b)不均勻系數(shù)。

　　濾料顆粒的大小不均勻，有兩種不良后果：一是使反洗操作困難，反洗強(qiáng)度太大會(huì)帶出微小顆粒，反洗強(qiáng)度太小又不能松動(dòng)下部濾層；二是易使過(guò)濾情況惡化，顆粒大小不勻通常意味著有細(xì)小的濾粒，這些細(xì)小的濾粒往往會(huì)集中在濾層的上面，結(jié)果造成污物都堆積在濾層表面，使水頭損失增加得很快，過(guò)濾周期變短。

　　一般當(dāng)用石英砂或大理石作濾料時(shí)，有效粒徑可采用0.35㎜，不均勻系數(shù)應(yīng)不大于2；當(dāng)用無(wú)煙煤時(shí)，有效粒徑可采用0.6㎜，不均勻系數(shù)應(yīng)不大于3。

　　3、影響過(guò)濾運(yùn)行的因素

　　1）過(guò)濾設(shè)備的運(yùn)行情況：

　　運(yùn)行時(shí)水流從上向下通過(guò)濾層，除去水中的懸浮物；

　　當(dāng)水流通過(guò)濾層的水頭損失（又稱壓力降）達(dá)到允許值或出水濁度開(kāi)始超過(guò)允許值時(shí)，為了恢復(fù)其截污能力，要用快速水自下而上進(jìn)行反洗，以清除濾層中在運(yùn)行時(shí)所截留的泥渣和因?yàn)V料碎裂所生成的粉末；

　　反洗后再用水自上而下正洗至出水濁度合格，然后再投入下一循環(huán)的過(guò)濾運(yùn)行。

　　2）過(guò)濾的運(yùn)行效果，主要由兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)：

　　一是出水水質(zhì)，往往用濁度來(lái)表示；

　　二是濾層的截污能力，又稱泥渣容量。它是指在保持濾池出水水質(zhì)合格的條件下，在整個(gè)過(guò)濾周期中，單位體積的濾料所能截留的泥渣質(zhì)量。

　　3）影響過(guò)濾效果的因素主要有濾速、反洗和水流的均勻性等，分析如下：

　　A、濾速

　　v=Q/S（m/h）

　　式中：Q--過(guò)濾器的出力，m3/h；

　　S--過(guò)濾器的過(guò)濾截面積，m2。

　　由此可知，所指的濾速并非指水通過(guò)濾料間孔隙時(shí)的速度，而是假定濾料不占有空間時(shí)水通過(guò)濾池的速度，是表示濾池中水流快慢的一種相對(duì)數(shù)據(jù)。

　　過(guò)濾器的最佳過(guò)濾速度與濾料特性和進(jìn)出水的水質(zhì)條件有關(guān)。過(guò)濾時(shí)最大允許濾速主要決定于濾料的粒徑，粒徑越小，允許的濾料越小。

　　B、反洗

　　在運(yùn)行中確定過(guò)濾器是否需要反洗的監(jiān)督指標(biāo)不是出水水質(zhì)的濁度，而是水流通過(guò)濾層的水頭損失，這是因?yàn)槌鏊疂岫鹊淖儎?dòng)規(guī)律性不強(qiáng)，難以檢測(cè)；而水頭損失變化明顯，且壓力的檢測(cè)比較簡(jiǎn)單。

　　當(dāng)過(guò)濾器運(yùn)行到水頭損失（即壓差）達(dá)到一定值時(shí)，就應(yīng)停止運(yùn)行，進(jìn)行反洗。過(guò)濾器不能運(yùn)行至壓差過(guò)大后才反洗的主要原因是：水頭損失很大時(shí)，要達(dá)到一定出力，必須增大進(jìn)水壓力，這樣易造成濾層破裂，大量水流就會(huì)從裂紋處穿過(guò)，破壞過(guò)濾作用，使出水水質(zhì)很快變差。

　　反洗時(shí)水流速度的大小可用“反洗強(qiáng)度”來(lái)表達(dá)，其單位是L/（m2·s），表示每秒鐘內(nèi)流過(guò)每平方米過(guò)濾截面的反洗水量（升）。反洗強(qiáng)度應(yīng)掌握適當(dāng)，既要使濾層充分松動(dòng)，使顆粒間能相互碰撞和摩擦，同時(shí)沖走泥渣和微小的濾料碎末，又不至于將正常的顆粒帶走。一般情況下，石英砂的反洗強(qiáng)度為15～18 L/（m2·s），而無(wú)煙煤由于密度較小，反洗強(qiáng)度為10～12 L/（m2·s）。反洗時(shí)間一般為5～10分鐘。

　　4、潤(rùn)新閥在過(guò)濾系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)

　　主要是在選型時(shí)候應(yīng)注意的問(wèn)題。

　　潤(rùn)新過(guò)濾閥反洗流量特性曲線和運(yùn)行流量特性曲線比較接近，因此在選型的時(shí)候要根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的反洗強(qiáng)度，再結(jié)合潤(rùn)新閥的反洗流量曲線，選擇合適的閥頭，而不能根據(jù)系統(tǒng)的產(chǎn)水量和潤(rùn)新閥的最大產(chǎn)水量來(lái)選型。

　　例如：一套產(chǎn)水量為10m3/h活性碳過(guò)濾系統(tǒng)，且要求反洗流量為25 m3/h時(shí)，可選潤(rùn)新閥F78B，而不能選F75A。