一、核心设计准则

1.分层截留原理

级配法则：上层粗滤料（如无烟煤，密度小）截留大颗粒，下层细滤料（如石英砂、石榴石，密度大）拦截细微杂质。

密度匹配：严格按密度梯度排列，防止反洗时滤料混层（如无烟煤1.5g/cm³→石英砂2.65g/cm³→石榴石4.2g/cm³）。

2.关键设计参数

3.结构设计要点

布水系统：顶部采用挡板式/穿孔管布水，确保水流均匀，避免冲刷滤层。集水系统：底部多孔板+滤帽（缝隙≤0.3mm）或穹形板+石英砂垫层（防漏砂）。

二、运行控制关键

1.过滤周期管理

压差控制：压差达0.5-1.5bar时启动反洗（水质决定阈值）。时间控制：最长运行≤48小时，避免滤层板结。

2.滤料维护要点

年检项目：测滤料层高（损失＞10%需补充），酸洗除钙垢。

更换标准：无烟煤磨损粒径＜0.8mm，石英砂含泥量＞5%。

混层处理：彻底反洗后人工耙平，严重时需全更换。

键点：反洗膨胀率需达30%-50%，排水浊度＜10NTU时结束漂洗。

三、反冲洗工艺

过滤器的反洗，主要是指过滤器在使用一定周期后，其滤料层截留和吸附一定量的杂物和污渍，这使得过滤器的出水水质下降，主要表征：过滤器的正常滤后水质变差，进水和出水管道的压力差增大，同时，单台过滤器的流量降低。

反冲洗的原理：水流逆向通过滤料层，使滤层膨胀、悬浮，借助水流的剪切力和颗粒的碰撞摩擦力清洗滤料层使滤层内的污物脱离并随反洗水排出。

1.反冲洗的必要性

(1)在过滤过程中，原水中的悬浮物等被滤料层截留吸附并不断地在滤料层中积累，于是滤层孔隙逐渐被污物堵塞，在滤层表面形成滤饼，过滤水头损失不断增加。当达到某一限度时，滤料需进行清洗，使滤层恢复工作性能，继续工作。

(2)过滤时由于水头损失增加，水流对吸附在滤料表面的污物的剪切力变大，其中有些颗粒在水流的冲击下移到下层滤料中去，最终会使水中的悬浮物含量不断上升，水质变差，当杂质透过滤层时，过滤器失去过滤效果。因此，到一定程度时，需要清洗滤料，以便恢复滤料层的纳污能力。

(3)污水中的悬浮物中含有大量有机物，长期滞留在滤层中会导致滤层中细菌微生物富集繁殖，发生厌氧腐败现象，需定期清洗滤料。

2.反冲洗参数控制和确定

(1)膨胀高度：反冲洗时，为了保证滤料颗粒有足够的间隙使污物迅速随水排出滤层，滤层膨胀率应大一些。但膨胀率过大时，单位体积中滤料的颗粒数变少，颗粒碰撞的机会也减少，所以对清洗不利。双层滤料，膨胀率为40％-50％ 。

注意：在生产运行中，对滤料的填充高度、膨胀高度等随机进行检查，因为正常反洗过程中，会有部分滤料的跑失或磨损，需要进行补充。相对稳定的滤层，有以下优点：确保过滤水质的稳定，保证反冲洗的效果。

(2)反洗水量和压力：一般设计要求，反洗水的强度为40m³／(m²•h)，反洗水的压力≤0.15MPa。

(3)反洗空气量和压力：反洗空气的强度为15m／(m•h)，反洗空气的压力≤0.15 MPa。

注意：在反洗过程中，通入的反洗空气汇集于过滤器的顶部，大部分应通过双孔排气阀排出。日常生产中。需经常检查排气阀的通畅性，主要表征在阀球升降的自由度上。

四、滤料板结原因分析

(1)截留在滤层上表层的污物，如果在一定周期内，不能有效地去除，在随后的反洗过程中，如果反洗空气的分布不均匀会导致膨胀高度不均匀，随着反洗空气的搓动，搓动量小的地方，滤料表面的油污等杂质不能有效去除，在投入下一正常滤水周期后，局部负荷增大，杂质会从表面沉入内部，球团逐渐增大，并同时向过滤器的填充深度内延伸，直至整个过滤器失效。

备注：实际运行中，反洗空气不均匀的现象经常出现，主要是由于底部布气管道的穿孔、局部滤帽的堵塞或损坏或是栅管间距的变形等原因引起。 

(2)滤层的表面滤料颗粒细小，反冲洗时相互碰撞机会少，动量小，所以不易清洗干净。附着的砂粒易结成小泥球。当反冲洗结束滤层重新级配时，泥球就进入下层滤料中，随着泥球的长大不断向深处移动。

(3)原水中所包含的油，截留在过滤器内，经反洗并残余部分，日积月累，是导致过滤器滤料板结的主要因素。何时进行反洗可根据原水的水质特点和出水水质要求，采用限定水头损失、出水水质或过滤时间等标准来确定。