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一、過濾原理

1、粒狀濾料的過濾原理

（1）、截污原理

在過濾過程中，濾床中濾料顆粒間的空隙構成水流通道，水進入濾床后就在彎曲的空隙間流動。濾層的孔隙分布很像一個網，整個濾層就是由許多篩網層層疊加而成的，形成攔截水中懸浮雜質的屏障。原水雜質是隨水在濾層流動過程中被濾料篩除或吸附的。

濾床中濾料的截污機理比較復雜，一般認為包括遷移、黏附和剝落三個過程。遷移過程是指濾層孔隙水中懸浮雜質運動到濾料表面上，這一過程也稱輸送過程、碰撞過程；黏附過程是指對其表面處的懸浮雜質黏合，這一過程又稱吸附過程或吸著過程；剝落過程是指水流剪切力將已經黏附的雜質從濾料表面剝離下來的過程。

（2）、過濾過程

在過濾過程中，水中的懸浮物被濾床截留，隨著濾層中雜質截留量的增加，水流流過濾層的水頭損失也相應增加，當水頭損失增加到一定程度以致產水流量或出水水質達不到要求時，過濾設備就要停止過濾實施反沖洗，清除濾層中的污泥，恢復濾料過濾能力。從過濾開始到反沖洗結束這一階段的工作時間稱為工作周期，從過濾開始至過濾結束這一階段的實際工作時間稱為過濾周期。過濾周期由濾床特性、原水水質、過濾速度等因素所決定。過濾器是否失效，可以從出水濁度、進出口壓差和過濾時間是否超過允許值這三個方面中任一項指標來判斷。

（3）、反沖洗

反沖洗簡稱反洗、沖洗，因水流方向與過濾的水流方向相反，故稱反洗。

反沖洗可以采用水沖洗或空氣輔助擦洗的方式。

反沖洗原理是水流剪切作用和濾料間碰撞摩擦作用。

反沖洗時，單位時間單位過濾截面積上反沖洗水量，稱反沖洗強度，簡稱反洗強度。

二、重力無閥濾罐工作過程

過濾時，水順次經過進水分配槽、進水管、虹吸上升管、頂蓋下面的擋板后，均勻地分布在濾料層上。過濾后的水通過承托層、小阻力配水系統、底部配水區，經連通管上升后進入沖洗水箱中。當水箱水位達到出水渠的溢流堰頂后，溢入渠內，超后流入清水池。水流方向下圖4-12中箭頭所示。過濾剛開始時，虹吸上升管與沖洗水箱中的水位差為過濾起始水頭損失。隨著過濾時間的推移，濾料層水頭損失逐漸增加，虹吸上升管中水位相應逐漸升高，排擠管內空氣從虹吸下降管出口端穿過水封進入大氣。當水位上升到虹吸輔助管口時，水從輔助管流下，下降水流在管中形成的真空使抽氣管不斷將虹吸管中空氣抽出，虹吸管中真空度逐漸增大。其結果，一方面虹吸上升管中水位升高，另一方面虹吸下降管將水封井中的水吸上一定高度。當下降管中的上升水柱與上升管中的水匯合后，在沖洗水箱水位與排水井的水位之間的較大落差作用下，促使沖洗水箱內的水循著過濾時的相反方向進入虹吸管，濾料層因而受到反沖洗。沖洗廢水由排水水封井流入下水道。在沖洗過程中，水箱內水位逐漸下降，當水位下降到虹吸破壞斗以下時，虹吸破壞管將小斗中的水吸完。管口與大氣相通，虹吸破壞，沖洗結束，過濾重新開始。如果在濾池水頭損失還未到達規定值而又因某種原因需要提前沖洗時，則可進行人工強制沖洗。這就是在輔助管與抽氣管相連接的三通上部接一根強制沖洗管，強制沖洗水高速經過虹吸輔助排入水封井，使虹吸很快形成。