水通過濾料床層時，其中的懸浮顆粒和膠體就被截留在濾料的表面和內(nèi)部空隙中，這種通過粒狀介質(zhì)層分離不溶物的方法稱為粒狀介質(zhì)過濾。

可用于活性炭吸附和離子交換等深度處理過程之前作為預處理，也可用于化學混凝和生化處理之后作為后處理過程。

一、原理

過濾的機理通常認為有如下幾種：

1．阻力截留

當原水自上而下流過粒狀濾料層時，粒徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料間的空隙越來越小，截污能力隨之變得越來越高，結(jié)果逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜，并由它起主要的過濾作用。

篩選作用的強度主要取決于表層濾料的小粒徑和水中懸浮物的粒徑，并與過濾速度有關(guān)。

懸浮物粒徑愈大，表層濾料和濾速愈小，就容易形成表層篩濾膜，濾膜的截污能力也愈高。

2．重力沉降

原水通過濾料層時，眾多的濾料表面提供了巨大的沉降面積。形成無數(shù)的小沉淀池，懸浮物極易在此沉降下來。

重力沉降的強度主要與濾料直徑和過濾速度有關(guān)。

濾料愈小，沉降面積愈大；濾速愈小，則水流愈平穩(wěn)，這些都有利于懸浮物的沉降。

3．接觸絮凝

由于濾料具有巨大的表面積，它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。

砂粒在水中常帶有表面負電荷，能吸附帶正電荷的鐵、鋁等膠體，從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜，并進而吸附帶負電荷的黏土和多種有機物等膠體，在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。

在大多數(shù)情況下，濾料表面對尚未凝聚的膠體還祈禱接觸碰撞的媒介作用，促進其凝聚過程。

二、濾料

有石英砂、無煙煤屑、大理石粒等。

除應考慮價廉易得外，還需考慮：（1）化學性質(zhì)穩(wěn)定；（2）機械強度足夠；（3）粒度合適

三、影響過濾的因素

在過濾過程中的主要參數(shù)是濾速、過濾周期和濾池的截污能力。

1、濾速

濾速 v 的計算： V =Q / F , m/h

             式中：Q —濾池的出力，m³/h;

                      F — 濾池的過濾截面積，m²。

濾速不是水通過濾料間孔隙時的實際速度，而是假定濾料不占有空間時水通過濾池的假想速度，故也稱為空池濾速。

過濾過程是過濾層逐漸被懸浮物所飽和的過程，濾速的大小對截留懸浮物有影響。

濾速太快，會促使已吸附的懸浮物剝落，導致水質(zhì)惡化和水頭損失增大，從而縮短過濾周期；濾速太慢，會影響濾池單位過濾面積的出力，也影響水流中懸浮物顆粒向濾層顆粒表面輸送。應在具體條件下通過試驗選定一個佳的濾速。對于過濾經(jīng)過混凝和澄清處理的水來說，濾速一般為10～12m/h。

2、反洗效果

目的是除去已處于飽和狀態(tài)的濾層上吸附的懸浮物顆粒，恢復濾料的過濾能力。靠水力的沖刷作用，而兼靠顆粒間相互摩擦和碰撞時產(chǎn)生的擦洗作用，使懸浮物從濾料顆粒表面脫落下來，并被反洗水流帶出濾池。

濾層膨脹現(xiàn)象：水自下向上流動時會推動或托起濾料顆粒。

   濾層膨脹率：濾層膨脹后所增加的高度與膨脹前高度之比。--度量反洗強度。

   為了達到預期的反洗效果，需保持一定的膨脹率，一般大于18%（對一般砂濾池）。

反洗強度是指每秒時間內(nèi)每平方米濾池面積所需多少升的反洗水流量，表示上升水速的大小。選用反洗強度的大小與濾料相對密度粗細及水溫等因素有關(guān)。

要達到同樣的膨脹率，濾料愈粗，水溫愈高，濾料相對密度愈大，則要用的反洗強度就應愈大。

3、水流均勻性

排水系統(tǒng)對水流均勻性影響大。指安置在濾層下面，過濾時收集經(jīng)過濾的水，反洗時用來送入沖洗水的裝置。

小阻力排水系統(tǒng)：使水流到濾池各部分時壓力損失的差別小。水頭損失小，能耗低，節(jié)省動力。穩(wěn)定性差。

大阻力排水系統(tǒng)：孔隙對水流的阻力遠大于濾層和排水管道中的其它各種阻力。穩(wěn)定性好，但動力消耗的大。

4、過濾前水質(zhì)

過濾前的水，若已經(jīng)混凝處理，則殘留在水中的懸浮物在過濾過程中具有較好的滲透性能，即能滲入到濾層的下層，產(chǎn)生接觸混凝過濾，從而提高了濾池的截污能力。

經(jīng)混凝處理后的水，愈未經(jīng)混凝處理的水相比，水流經(jīng)濾層的阻力較小，約降低5%。

5、濾料污染狀況

反洗時總有微量不易沖洗的污物殘留在濾池內(nèi)，導致濾料的污染。

濾料的污染會影響到濾池的運行，出現(xiàn)過濾效果不好或過濾周期縮短。

必須進行化學清洗。一般用酸（鹽酸或硫酸）來清除碳酸鹽類、氫氧化鋁和氫氧化鐵等堿性物質(zhì)，用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液來洗去有機物，必要時用氯水或漂白粉溶液。