石英砂过滤器是一种以石英砂为核心滤料的经典水处理设备,依靠滤料的截留与吸附作用,广泛用于水质预处理及净化。其滤料为经破碎、筛分、酸洗等工艺处理的石英砂,破碎和筛分是为了获得粒径均匀的颗粒,酸洗则可去除表面杂质,确保滤料纯度。这类石英砂硬度高、化学稳定性好,通过不同粒径分层级配(上层粒径较小,下层较大)形成梯度孔隙结构,既能保证过滤精度,又能提高截污容量。设备由承压壳体(多为碳钢、不锈钢或玻璃钢材质,适应不同压力和防腐需求)、石英砂滤层(粒径 0.5-2.0mm,滤层厚度可根据处理需求调整)、布水装置(如多孔板、布水帽,确保进水均匀分布)、反冲洗系统及部分自动控制系统组成。
工作时,待处理水在压力作用下经布水装置流入,自上而下均匀穿过石英砂滤层,水中的悬浮物、胶体、细小颗粒物等杂质被滤料层的孔隙拦截,其中较大的颗粒在滤层上部被截留,较小的颗粒则在滤层中下部被吸附,通过这种梯度过滤作用,水质得到有效净化,净化后的清水经底部集水装置汇集后从出水口排出。当设备进出口压差达到 0.05-0.1MPa,或运行时间达到预设周期时,过滤器自动启动反冲洗程序:反冲洗水从滤层底部反向流入,水流速度远高于正常过滤时的流速,使石英砂滤料在水流冲击下膨胀、流化,滤料之间相互碰撞摩擦,将截留的杂质冲刷脱落;部分设备会辅以空气反洗,通过通入压缩空气形成的气泡扰动,进一步增强清洗效果,被冲刷下的杂质随反冲洗水从排污口排出。反冲洗结束后,设备切换至正洗状态,用清水正向冲洗残留杂质,随后恢复正常过滤,进入下一个循环。
该过滤器过滤效率高,可有效去除水中粒径≥10μm 的悬浮物,出水浊度可降至 1NTU 以下;运行稳定,滤料化学性质稳定,不易与水中物质发生反应,使用寿命可达 3-5 年,整体成本较低;操作简便,配备自动控制系统的型号可实现无人值守,人工维护量小;适应性强,过滤流速通常为 5-15m/h,可根据原水水质调整参数,适用于饮用水预处理、工业循环水过滤、污水处理、游泳池水净化及景观水处理等多种场景。
石英砂过滤器的工作原理基于石英砂滤料的截留、吸附作用,结合反冲洗再生机制实现持续过滤:
待处理水在压力作用下进入过滤器,经布水装置(如多孔板、布水帽)均匀分配后,自上而下流经石英砂滤层。滤层采用不同粒径的石英砂分层级配,上层为较小粒径,下层为较大粒径,形成梯度孔隙结构。水中的悬浮物、胶体、细小颗粒物等杂质,在流经滤层时,较大的颗粒首先被上层细粒径滤料拦截,较小的颗粒则在下层粗粒径滤料的孔隙中被吸附或截留,通过这种分层过滤作用,实现水质的逐步净化,处理后的清水经底部集水装置汇集后从出水口排出。
随着过滤过程的持续,滤料层截留的杂质不断积累,滤层孔隙逐渐被堵塞,导致过滤阻力增大,设备进出口的压力差值上升。当压差达到设定阈值(通常为 0.05-0.1MPa),或运行时间达到预设周期时,过滤器启动反冲洗程序:反冲洗水从滤层底部反向流入,水流速度远高于正常过滤流速,使石英砂滤料在水流冲击下膨胀、流化,滤料之间相互碰撞、摩擦,将截留的杂质冲刷脱落。部分设备会配合空气反洗,通过通入压缩空气形成气泡扰动,进一步增强杂质的剥离效果。被冲刷下的杂质与反冲洗水混合,经排污口排出。反冲洗结束后,设备切换至正洗状态,用清水正向冲洗残留杂质,随后恢复正常过滤状态,进入下一个循环,以保证持续稳定的过滤效能。
在饮用水净化领域,它常作为前置预处理设备,用于去除原水中的泥沙、铁锈、藻类、胶体等悬浮物,降低水的浊度,为后续的活性炭过滤、软化处理、反渗透等深度净化工艺提供合格的进水,避免杂质对后续设备造成污染或堵塞,保障饮用水的安全与口感。
工业水处理领域是其重要应用场景。在工业循环水系统中,可对循环水进行旁滤处理,去除系统中因蒸发、浓缩产生的悬浮物、微生物黏泥等杂质,防止管道、换热器等设备结垢、腐蚀,提高循环水的利用率,降低系统运行能耗;在电子、化工、制药等行业的工艺用水处理中,作为预处理环节,能有效去除水中的颗粒物,满足后续高纯度水制备对进水水质的要求。
在污水处理领域,石英砂过滤器可用于污水处理厂的深度处理阶段,进一步去除二级处理后水中残留的悬浮物、胶体等,提升出水水质,使其达到排放标准或回用要求,如用于市政污水再生处理后作为绿化用水、道路清扫用水等。
此外,它还广泛应用于泳池水处理,通过过滤去除泳池水中的人体代谢物、毛发、灰尘等杂质,保持水质清澈;在景观水处理中,可净化湖泊、人工湖等水体中的悬浮物,改善水体透明度和观感;在农业灌溉用水处理中,能去除水中的泥沙等杂质,防止灌溉管道堵塞,保障灌溉系统的正常运行。
过滤效能突出:采用梯度级配的石英砂滤料,能高效截留水中粒径≥10μm 的悬浮物、胶体等杂质,出水浊度可降至 1NTU 以下,净化效果稳定可靠,可显著改善水质。
成本经济可控:石英砂滤料来源广泛、价格低廉,且化学稳定性强、耐磨损,使用寿命可达 3-5 年,更换频率低;设备结构简单,运行能耗小,反冲洗无需添加化学药剂,整体运维成本较低。
操作维护简便:设备结构设计简洁,自动化程度高的型号可根据进出口压差或设定时间,自动完成过滤、反冲洗、正洗等流程,实现无人值守,人工干预少;日常维护仅需定期检查滤料状态和管路连接,操作难度低。
适应性与兼容性强:过滤流速可在 5-15m/h 范围内灵活调整,能适配不同原水水质(如地表水、地下水、工业废水等)的处理需求;同时,可与活性炭过滤器、软化器、反渗透设备等其他水处理设备配合使用,作为前置预处理环节,为后续工艺提供保障,应用场景广泛。
运行稳定可靠:滤料化学性质稳定,不易与水中物质发生反应,可长期稳定运行;设备承压壳体材质多样(碳钢、不锈钢、玻璃钢等),能适应不同压力和防腐要求,确保运行安全。