多介质过滤器滤料污染是影响过滤效率的核心问题,其污染原因与原水水质、运行条件及操作管理密切相关,具体可从以下几个方面分析:
一、原水水质因素
1.水中悬浮物与胶体物质过量
原水中的悬浮物(如泥沙、藻类、微生物残骸)和胶体(如有机物胶体、金属氢氧化物胶体)是滤料污染的主要来源。当原水浊度突然升高(如雨季地表水浊度超过 50NTU),或胶体含量过高(如胶体硅、腐殖酸超标),滤料截留负荷骤增,若未及时调整过滤周期,杂质会穿透表层滤料进入深层,甚至嵌入滤料孔隙形成不可逆吸附。例如,处理市政污水再生水时,若水中 SS(悬浮物)长期超过 30mg/L,滤料表面会快速形成黏性泥膜,反洗难以彻底清除。
2.溶解性污染物的累积
原水中的溶解性有机物(如腐殖酸、富里酸)、重金属离子(如铁、锰、铜)或微生物代谢产物,会通过化学吸附或离子交换附着在滤料表面。例如,含铁锰原水若未充分曝气氧化,二价铁离子会穿透滤层被石英砂吸附,逐渐形成黄褐色铁垢;含高浓度有机物的原水会使无烟煤滤料表面碳化,形成黑色黏性层,这些污染物无法通过常规反洗去除,长期累积会导致滤料 “中毒”。
3.微生物滋生与生物污染
当原水水温较高(>25℃)且有机物含量高(COD>5mg/L)时,滤料表面易滋生细菌、藻类及生物膜。微生物代谢产生的黏液会将滤料颗粒黏结形成 “生物团块”,导致滤层板结。例如,夏季地表水处理系统中,若反洗未采用杀菌措施,滤料可能因藻类繁殖呈现绿色黏稠状,甚至产生异味,影响出水水质。
二、运行操作不当的影响
1.反洗参数不合理
反洗强度不足:若空气擦洗强度(通常 10-15L/(m²・s))或反洗水流量(15-20L/(m²・s))过低,滤料无法充分膨胀、相互摩擦,截留的杂质会残留在滤层中,逐渐形成硬垢。
反洗时间过短:常规反洗(气洗 + 水洗)总时长需 8-15 分钟,若缩短至 5 分钟以内,污染物未彻底排出,会随水流重新沉积在滤料表面。
反洗频率过低:若未及时反洗,滤料截留的杂质会因压实形成深层污染,即使后期加强反洗也难以清除。
2.过滤流速控制不当
多介质过滤器设计流速通常为 8-12m/h,若实际运行中流速超过 15m/h,水流冲击力会导致滤料层 “扰动”,截留的杂质被带入下层滤料,甚至穿透滤层进入产水端;同时,高速水流会减少杂质与滤料的接触时间,降低吸附效率,导致污染物在滤料表面附着不牢固,反洗时易被冲刷至滤层深处,形成隐蔽性污染。
3.滤料装填与级配问题
若滤料装填时未按设计级配分层(如无烟煤(1.2-2.0mm)在上、石英砂(0.8-1.2mm)在下),或不同粒径滤料混合不均,会导致滤层孔隙分布混乱,杂质易在局部堆积形成死角,反洗时无法有效冲洗,长期积累形成污染。
三、外部环境与系统设计因素
1.预处理环节缺失或失效
若原水未经过格栅、沉淀池等预处理,大量粗大杂质(如纤维、塑料颗粒)会直接进入过滤器,堵塞滤料孔隙;或预处理药剂(如混凝剂)投加量不足,胶体杂质未充分絮凝,导致滤料负荷过高,加速污染。
2.设备结构缺陷
过滤器布水 / 集水装置(如多孔板、水帽)若存在破损或间隙过大,会导致水流分布不均,局部滤料承受过高流速,杂质在该区域过度沉积;或反洗排水阀故障导致排水不彻底,残留污水中的污染物会重新污染滤料。
3.化学清洗不及时
对于长期运行的过滤器,若未定期进行化学清洗(如每年 1-2 次酸洗去除铁锰垢、碱洗去除有机物),滤料表面的化学吸附污染物会逐渐固化,形成不可逆污染,最终导致滤料功能失效。
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