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过滤阶段：当原水自上而下通过滤料时，水中悬浮物由于吸附和机械阻流作用被滤层表面截留下来；当水流进滤层中间时，由于滤料层中的砂粒排列得更紧密，使水中微粒有更多的机会与砂粒碰撞，于是水中凝絮物、悬浮物和砂粒表面相互粘附，水中杂质截留在滤料层中，从而得到澄清的水质。按深度过滤的原理，水中较大的颗粒在顶层被去除，较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除。
反冲洗阶段：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，使得过滤器的出水水质下降，此时需要进行反冲洗。反冲洗时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。
较长的运行周期与低维护需求：由于滤料分层设计可容纳较大污染负荷，过滤器运行周期较长，反洗频率较低。反洗程序通过气水联合或水流反向冲洗能彻底清洁滤料，恢复过滤性能，且反洗用水量相对较少，减少了人工操作和维护工作量。
良好的适应性与稳定性：设备结构简单，可根据原水水质（如浊度、杂质类型）灵活调整滤料组合（如石英砂+无烟煤用于除浊，石英砂+活性炭用于除色除氯），适应不同水压、水量条件。运行稳定性高，受进水波动影响较小，适用于市政供水、工业用水、污水处理等多种场景。
成本效益与节能优势：初始投资和运行成本较低，过滤效率高且能耗小（压力损失低）。与传统过滤器相比，部分新型设计（如微砂过滤器）可进一步提升流速并减少反洗水量，但标准多介质过滤器本身也具备经济性，通过延长运行周期和减少药剂投加降低了整体运营成本。
可靠的安全性与自动化设计：滤料需满足机械强度高、化学稳定性好、无毒无害等要求，确保出水安全。设备可配置自动控制系统（如PLC、压差/浊度监测），实现过滤、反洗、正洗的自动切换，减少人为操作风险，提高运行可靠性。
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