粒狀濾料過濾

過濾設備主要是通過濾料來截留水中的雜質，因而濾料的性能對過濾效果起決定性作用。在通過反衝洗水力分級以後，粒徑小的濾料在上層，越往下層粒徑過大。因此由上而下濾層的截污能力逐漸減弱，水流自上而下地在濾層孔隙間行進過程中，雜質首先接觸到的是截污能力最弱的細濾料，由於下層濾料比上層要粗，其截留能力不及上層，會造成污泥絕大部分堆積在上層，導致局部阻力增長過快，所以其出水水質差，過濾周期短。雙濾料過濾器中的濾料層是密度小顆粒大的在上(如無煙煤)，密度大顆料小的在下(如石英砂)，這種濾床水力反衝洗分層后，濾料沿程從粗到細，截污能力沿程漸增，因而實現了整層濾料截污能力與殘留雜質除去難度的最佳匹配。這種濾床性能優越，截污容量大，過濾周期長，出水水質好，水頭損失增長速度慢。
實際應用中大多採用雙層濾料。濾料組成見圖2-20。

雙層濾料:(上)無煙煤0.8~0.8mm, 450mm。

(下)石英砂0.5~1.2mm, 200~450mm。

兩層的K值(不均勻係數)約為2。

根據經驗，屍當煤層中最大粒徑。與沙層最小粒徑d之比，D/d>3時，兩層間的混雜高度約50-l00mm。均粒陶(瓷)質濾料本身性能良好，但由於經濟原因，選用受到一定限制。

(三)濾料的規格

1.濾料物理化學性能要求

(1)機械強度。運行中實用磨損率小於3%。

(2)堅固性。要求在濃度較大的中性鹽溶液中，不產生結晶膨脹破壞作用。

(3)化學穩定性。先後在5%的鹽酸、5%的氫氧化鈉溶液中保持40 ℃浸泡，最後其水溶液中，二氧化硅的增加量不超過20yug/L為合格。

(4)外形。接近球形，比表面粗糙而有稜角。圓球形顆艇顆粒間的孔隙率比較大;表面粗糙的比表面積大，稜角處吸附作用最強。

2.濾料的有效直徑和不均勻係數K

(1)有效粒徑。濾粒顆粒的大小用“粒徑”表示，粒徑是指能把濾料顆粒包圍在內的一個假想球面的直徑。通過篩孔d的濾料顆粒的等體積積球體的直徑d1稱為校準孔徑，見圖2-21。濾料顆粒間的數量關係由篩分試驗求得，具體方法如下:取定量濾料樣品(如300g)，置於105℃的恆溫箱中烘乾，從干樣中稱取100^-200g(准至0. 01g)，放於一組篩中過篩，最後稱出留在每一篩上的顆粒質量，得篩分結果:【篩號、篩孔(mm)、篩的校正孔徑(mm)、剩在篩上的樣品質量( g)、通過該篩號的樣品質量(g)和百分數(%)】，可以繪成如圖2-22所示曲線，稱為濾料的級配曲線。例如曲線與縱坐標10%交點的橫坐標篩孔就叫做d10 。 d10。表示10%能通過篩孔。d80。表示80%能通過篩孔。

同樣的關係可得d10 = 0. 53mm, d80=1. 05mm d80、d10稱為有效粒徑。

:一’不均勻係數。d10表示濾料顆粒中小顆粒的大小，K80反映濾料顆粒大小不均勻程度，d80/d10,的比值叫做不均勻係數K。

(四)濾料層的孔隙率η

濾料層的孔隙率指整個濾層中孔隙總體積與整個濾層的堆積體積之比。孔隙容積一部分容納懸浮物顆粒外，其餘大部分用作水流通道。

對於石英砂，η為0.42-0.45。對於無煙煤，η為0.50-o.55。

(五)濾料層的截污能力

（1）濾料的含污量上層最大，逐層往下越來越小。上層濾料粒徑小，孔隙也小，因截污量大，所以堵塞嚴重;下層濾料粒徑大，孔隙大，但堵塞反而較輕，所以沒有充分發揮粗粒徑濾料的作用。隨著時間的增加，去除懸浮物的任務將逐漸轉移到下面濾層。

(2)濾料級配相同時，當濾速加大后，濾料層的截污分佈狀況有所變化，濾速大的比濾速小的分佈均勻，較能發揮粗粒徑濾料的作用。

濾層的截污能力又稱泥渣容量，它可以按每平方米過濾面積或o-L-69}立方米濾料所能除去泥渣的質量來表示。進、出水濁度(懸浮物) 確定后，可計算一個運行周期中濾層處理的水量。過濾器的運行周期的控制主要根據運行中進、出水的壓力差和截污能力來確定。雙層濾料的容污能力為單層濾料的兩倍。