多介质过滤器在市政供水预处理中的应用

多介质过滤器是市政供水预处理阶段的关键设备，主要通过不同密度、粒径的滤料（如无烟煤、石英砂、石榴石等）组成多层滤床，利用吸附、截留、沉淀等作用去除原水中的悬浮颗粒物、胶体、有机物及部分微生物，为后续深度处理（如超滤、反渗透、消毒等）提供合格的进水水质。其在市政供水预处理中的应用具有高效、稳定、成本适中的特点，具体应用场景和作用如下：

一、核心作用：去除原水中的主要污染物

市政供水的原水（如地表水、地下水）常含有多种杂质，多介质过滤器通过多层滤料的协同作用，针对性解决预处理阶段的关键问题：

去除悬浮颗粒物（SS）

原水中的泥沙、黏土、藻类残骸等悬浮颗粒是预处理的首要去除目标。多介质过滤器的滤料层（上层无烟煤粒径较大，下层石英砂粒径较小）形成 “上疏下密” 的梯度滤床，大颗粒杂质被上层滤料截留，小颗粒则被下层滤料吸附，可将原水 SS 从几十 mg/L 降至 5mg/L 以下（部分可达 1mg/L），避免后续设备（如膜组件、管道）被颗粒磨损或堵塞。

例如：地表水经混凝沉淀后仍残留少量矾花颗粒，多介质过滤器可进一步截留，保障后续超滤膜的运行寿命。

降低胶体物质含量

原水中的胶体（如腐殖质、铁锰胶体）稳定性强，难以通过自然沉淀去除。滤料表面的微小孔隙和电荷可通过范德华力、静电吸附作用吸附胶体，同时滤层中的水流速度较慢（通常 5-10m/h），为胶体凝聚和沉淀提供时间，降低水的浊度（可将浊度从 10NTU 降至 1NTU 以下）。

去除部分有机物和微生物

上层无烟煤滤料具有较大的比表面积，可吸附原水中的部分溶解性有机物（如腐殖酸）和微生物（如细菌、藻类），降低后续消毒环节的药剂消耗（如减少氯气用量，避免生成过多消毒副产物）。

对于微污染水源，多介质过滤器可作为生物预处理的载体（通过培养生物膜），进一步降解有机物和氨氮。

二、在不同水源类型中的应用特点

市政供水原水类型多样（地表水、地下水、再生水等），多介质过滤器的设计和运行需针对性调整：

地表水（江河、湖泊、水库水）

地表水受季节影响大，雨季浊度高（可达数百 NTU），旱季可能存在藻类、有机物超标问题。

应用要点：

需配合前置混凝（投加 PAC、PAM）和沉淀工艺，使悬浮颗粒凝聚成大絮体后再进入过滤器，提高滤料截留效率；

滤料级配需加粗（如无烟煤粒径 1.2-2.0mm，石英砂 0.8-1.2mm），避免滤层过快堵塞；

反冲洗频率需根据浊度变化调整（雨季可能每天 1-2 次，旱季每 2-3 天 1 次）。

地下水

地下水浊度通常较低（＜5NTU），但可能含铁锰、硬度或微量有机物。

应用要点：

若铁锰超标，需先经氧化（曝气或投加氧化剂）使铁锰离子转化为沉淀，再通过多介质过滤器截留；

滤料可选择石英砂为主（减少无烟煤用量），降低运行成本；

反冲洗频率较低（通常每周 1 次），主要去除滤层累积的铁锰沉淀物。

再生水（市政污水深度处理后回用）

再生水作为补充水源时，可能含有残留的悬浮物、胶体和微量污染物。

应用要点：

滤料需选择耐污染性强的材质（如改性石英砂），并增加活性炭层（或与活性炭过滤器联用），强化有机物去除；

反冲洗需采用气水联合冲洗，提高滤料再生效果，避免生物膜过度滋生。

三、与其他预处理工艺的协同作用

多介质过滤器并非独立运行，需与前端工艺配合形成完整预处理链，常见组合方式：

“混凝沉淀 + 多介质过滤”

适用于高浊度地表水：混凝沉淀去除大部分悬浮颗粒，多介质过滤器深度净化，确保出水浊度＜1NTU，满足超滤、反渗透等膜工艺的进水要求（膜进水浊度通常需＜0.5NTU）。

“曝气 + 多介质过滤”

适用于含铁锰地下水：曝气使 Fe²⁺、Mn²⁺氧化为 Fe (OH)₃、MnO₂沉淀，过滤器截留沉淀物，降低后续处理负荷。

“多介质过滤 + 活性炭过滤”

适用于微污染水源：多介质过滤器去除颗粒物，活性炭吸附有机物和异味，为后续消毒提供更安全的水质基础。

四、应用优势与注意事项

优势

处理效率高：对 SS、浊度的去除率可达 90% 以上，且运行稳定；

成本适中：设备投资和运维费用低于膜过滤，适合大规模市政供水；

适应性强：可通过调整滤料级配和运行参数，应对不同水质波动。

注意事项

滤料需定期补充和更换（通常 1-3 年一次），避免因磨损、污染导致过滤效果下降；

反冲洗参数需严格控制（如强度、时间），防止滤料流失或混层；

需定期监测出水水质（浊度、SS），及时调整运行策略（如反冲洗频率、混凝剂投加量）。

总结

多介质过滤器在市政供水预处理中扮演 “初级净化把关者” 的角色，通过高效去除悬浮颗粒物、胶体等杂质，为后续深度处理提供稳定的进水条件，是保障供水水质安全、延长后续设备寿命的关键环节。其应用需结合原水特性优化设计，并与其他工艺协同，以实现高效、经济的预处理效果。