新型煤—砂双层均匀滤料滤池过滤技术的研究

煤矿水质过滤器工作原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述煤矿是我国主要能源来源之一，然而在煤矿开采过程中会产生大量的废水，其中含有大量的悬浮颗粒物和有机物质。

这些废水对环境造成严重污染，并且对周边生态系统和人类健康构成威胁。

因此，对煤矿废水进行处理和净化是非常重要的任务。

为了解决这个问题，煤矿水质过滤器被广泛应用于煤矿废水处理工程中。

它可以有效地去除悬浮颗粒物、沉淀物和溶解有机物等污染物，实现对废水的净化。

本文将详细介绍煤矿水质过滤器的工作原理、组成部分以及其在环境保护中的作用。

1.2 文章结构本文共分为五个部分。

首先是引言部分，介绍文章涉及内容的背景和目的。

第二部分将阐述煤矿水质过滤器的工作原理，包括其定义、组成部分以及具体运行方式。

第三部分将概述说明煤矿水质过滤器在环境保护中的作用，并与其他水处理方法进行比较。

同时，还将简要介绍一些煤矿水质过滤器应用案例。

第四部分将对一些技术细节进行解释，包括过滤原理的详细解析、不同类型的煤矿水质过滤器及其特点，以及如何进行维护和管理。

最后一部分是结论部分，总结工作原理、应用情况，并对未来发展趋势和改进方向进行展望，同时思考煤矿水质过滤器的进一步研究价值。

1.3 目的本文的主要目的是通过详细地介绍煤矿水质过滤器工作原理、概述说明及解释，增加人们对于该技术的了解和认识。

希望能够提高对于煤矿废水处理方法的认识，并促使更多人关注和采用这种环保技术，进而达到减少煤矿废水污染对环境造成影响的目标。

此外，通过对其工作原理和应用案例等内容进行深入探讨和分析，可以为相关领域的技术研究提供一定的借鉴和启发。

2. 煤矿水质过滤器工作原理:2.1 煤矿水质过滤器的定义:煤矿水质过滤器是一种专门用于处理矿井排出水的设备，通过物理和化学方法去除水中的悬浮固体、溶解性有机物、重金属离子等污染物，提高水质达到可排放或再利用的要求。

2.2 煤矿水质过滤器的组成部分:煤矿水质过滤器主要由滤料层、支撑层、预处理装置和底板等组成。

细砂比例对均匀级配石英砂滤料过滤性能的影响研究发布时间：2022-07-18T07:45:02.418Z 来源：《城镇建设》2022年第5期（上）作者：杨永升[导读] 作为常规水处理工艺的重要组成部分，过滤效果的改善有助于提高出水水质。

杨永升******************摘要：作为常规水处理工艺的重要组成部分，过滤效果的改善有助于提高出水水质。

现代过滤理论一般认为，在快滤池过滤过程中，滤料对水中悬浮物的截留能力与其表面特性和所提供的颗粒表面积有关。

石英砂是目前国内水厂使用的主要滤料之一。

近年来，石英砂粒度对过滤水质量影响的研究逐渐引起了国内学者的关注。

本文主要分析细砂比例对均匀级配石英砂滤料过滤性能的影响。

关键词：均匀级配滤料；石英砂；细砂比例；颗粒性质；过滤性能引言为了满足设计标准，净水厂所用石英砂滤料的粒径范围为0.5 ~ 1.2 mm，在此粒径范围内，对不同粒径的石英砂滤料进行了中试研究。

通过对比浊度、氨氮、有机物、无脊椎动物含量、水头损失等指标，探讨细砂滤料的过滤效果，旨在为净水厂升级改造提供技术参考。

1、材料与方法1.1中试系统与水质中试试验系统建立在西安市某地表水厂，系统进水为水厂地表原水进水。

包括供水系统、砂滤系统、反冲洗系统。

供水系统包括混合反应池，网格絮凝池，斜管沉淀池，加药系统。

原水经过絮凝沉淀以控制砂滤系统的进水浊度。

砂滤系统由2根平行有机玻璃滤柱（1#、2#）组成，内径100mm，总高2.7m。

滤柱由上到下依次为水头变化区、滤层、承托层和配水配气室。

其中配水配气室高度150mm，承托层厚度150mm，由粒径为8~15mm的卵石构成。

石英砂滤层厚度110cm，沙面上方设1个取样口，滤层表面以下10、30、50、70、90、110cm深度共设置6个取水样口。

1.2实验方法细砂比例对均匀级配滤料除浊性能的影响在两根中试滤柱中分别加入A与B两种不同级配参数和细砂比例的均匀级配滤料，这里的细砂特指＜0.9mm和0.9-1.0mm粒径范围的滤料。

煤-砂双层滤料滤池运行参数优化试验王珊;张克峰;聂荣飞;王小（亻毛）【摘要】强化过滤在饮用水常规处理技术中发挥着重要作用.通过对比国内外煤-砂双层滤料滤池设计参数,设计不同配置滤层的试验滤柱进行优化无烟煤-石英砂双层滤料滤池运行参数研究,可为双层滤料滤池设计运行提供一定的技术支持.试验结果表明,上层无烟煤层厚为600 mm、有效粒径为1.0 mm、K80=1.4,下层石英砂层厚为300 mm、有效粒径为0.5 mm、K80≤2.0的配置下滤柱具有较好的过滤性能.当滤速为12 m/h时,滤池出水浊度控制在0.1 NTU以下,2～5 μm颗粒数在3000/mL以下,过滤周期长达26 h,且可以防止浊度和颗粒数穿透滤池.%Enhanced filtration plays an important role in conventional drinking water treatment technology.By comparing the domestic and foreign anthracite-sand dual media filters' design parameters,filter columns of different configuration filter layers are designed.Furthermore,it can optimize operation parameters of anthracite-sand dual media filter and provide certain technical support to design dual media filter.The experimental results show that the filter has good filtering performance which is configured with the upper anthracite layer thickness of 600 mm,the effective diameter of 1.0 mm,K80 =1.4,and underlying quartz sand layer thickness of 300 mm,the effective diameter of 0.5 mm,K80 ≤2.0.W hen the filter operated at the speed of 12 m/s,the effluent turbidity can be controlled below 0.1 NTU,particle number of 2～5 μm grain is under 3 000/mL,and filtering cycle is extended to 26 h,at the same time,it can prevent turbidity and particle number go through the filter.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2017(036)012【总页数】7页(P72-78)【关键词】煤-砂双层滤料滤池;强化过滤;运行参数;优化【作者】王珊;张克峰;聂荣飞;王小（亻毛）【作者单位】山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101;山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101;山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101;清华大学环境学院,北京100084【正文语种】中文【中图分类】TU991.24滤池是常规水处理工艺的核心单元，作为去除水中悬浮物和胶体颗粒的最后一道屏障，对保障水质安全发挥重要作用［1］。

【技术】活性砂过滤池系统技术说明一.概述活性砂过滤器是一种创新的、设计独特的环保产品。

这种过滤器设备可以有效地去除原水（或废水）中悬浮物和胶体物，广泛应用于饮用水、工业用水、污水深度处理及中水回用处理领域。

其采用升流式流动床过滤原理和单一均质滤料，过滤与洗砂同时进行，可24小时自行连续运行，无需停机反冲洗。

提砂和洗砂结构代替了传统大功率反冲洗系统，大大降低能耗。

活性砂过滤器可以独立安装于罐体中，也可以多组安装于混凝土池中，成为活性砂滤池。

二．供货范围序号名称规格材料单位数量备注1 活性砂过滤器S=6.0m2 ，h=2000mm最大处理量55 m³玻璃钢套242 空气控制柜活性砂过滤器配套不锈钢304套 43 电气控制柜负责活性砂滤池和空压机等设备的控制套 14 空压机Q=2.94m³/min H=8bar N=8kw 成品套 35 储气罐容积1.5m³，H=8bar 成品台 46 石英砂 1.0-1.6mm 吨720 二．设备描述1、活性砂过滤器：（1）工作条件：安装位置活性砂滤池介质经过二级处理后的城市污水环境温度-20-40℃工作方式重力流连续运行，连续自动冲洗进水水质SS≤20mg/L，TP≤1mg/L出水水质SS≤10mg/L，TP≤0.5mg/L（2）技术参数型号：ZLL-60型数量：24套单套处理水量： 55m3/h单套过滤面积： 6m2总过滤面积：108m2平均过滤速度：6.94m/h最高过滤速度： 10.28m/h滤床高度：约2 m水头损失：≤1.2石英砂数量：大于等于500 t系统运行时间：24h/d冲（清）洗水量≤进水量的5%安装位置：活性砂滤池内（3）主要部件材质部件名称材质进水管组件HDPE反冲洗水管组件HDPE布水器HDPE底部导砂斗HDPE洗砂器聚丙烯PP-R 或玻璃钢空气提升管定制耐磨工程塑料空气提升泵定制耐磨工程塑料导砂斗支撑件不锈钢304进水管、反冲洗水管支架不锈钢304螺栓等紧固件不锈钢304（4）主要结构和性能1) 活性砂过滤池系统由相应结构的混凝土滤池、底部锥斗、导砂斗、布水器、过滤器组件、洗砂器、进水管道、空气提升管、出水管道和洗砂水出水管等组成。

无烟煤滤料是采用优质香碳为原料,经精工艺深加工筛选而成.粒径级配合理,化学性能好,机械强度高,使用周期长,在酸、中、碱性溶液中均不溶解,适用于双层、三层过滤器中.各项指标均达到CJ/T44—2005标准.无烟煤滤料是选用山西晋城优质无烟煤为原料。

经破碎、筛分、水洗加工而成。

特点是：固定碳含量高、密度大、强度大、外观光泽度好、化学性能稳定、具有较好的固体颗粒保持能力，能可靠的提高悬浮颗粒的清除。

不含有毒有害物质。

在酸性、中性水中均不溶解。

抗压耐磨性强，有足够的比表面积和合理的粒径级配。

由于具有较好的固体颗粒保持能力，因此能够可靠的提高悬浮颗粒清除能力。

适用于生活饮用水及工业用水的过滤。

注意：外地一些产煤的地方所生产的煤炭因为强度达不到，做不成无烟煤滤料无烟煤滤料产品详情：无烟煤滤料是一种水处理行业过滤用滤料。

无烟煤滤料是采用优质无烟煤为原料,经精选碎，粉，筛等工艺加工而成是普遍采用双层，三层快速过滤材料。

实用于一般酸性，中性碱性的净化处理，具有良好的比表面积，各项指标均达到建设部（CJ/T44-1999）标准。

无烟煤滤料是特别从深井矿物中精选的，具有最高的含碳量百分比。

无烟煤滤料采用人工分类，可减少无关矿物质并降低灰分含量。

还经过过滤和冲洗，确保其适合水过滤之用。

由于具有较好的固体颗粒保持能力，因此无烟煤能够可靠地提高悬浮颗粒清除能力。

此外，它的均匀系数较低，有助于加快流速。

无烟煤滤料在过滤过程中所起作用的好坏，直接影响着滤过的水质，故对此滤料的选择必须达到以下几点要求： 1、机械强度高，破碎率和磨损率之和不应大于3％（按重量计）。

2、化学性能稳定，不含有毒有害物质。

在一般酸性、碱性、中性水中均不溶解。

我厂产品经中国水处理滤料监督检测中心测定：盐酸可溶率为0.98％（部颁标准为3.5）在各类水源中均可达到良好的净化效果。

3、粒径级配合理，比表面积好。

产品外观呈球状而有棱角，光泽度好，经机械振动三次筛分，级配符合有关技术指标。

【干货】水处理中用到的滤料知识你懂吗？滤料是水处理过滤材料的总称，主要用于生活污水，工业污水，纯水，饮用水的过滤。

滤料分类:滤料(filtering media)主要分为两大类，一类是用以水处理设备中的进水过滤的粒状材料，通常指石英砂，白煤或矿石等。

另一类是物理分离的过滤介质，主要包括过滤布，过滤网，滤芯，滤纸，以及最新的膜。

物理滤料特点:瓷砂滤料为球形颗粒，具有稳定的化学性能，机械强度高，耐高温耐腐蚀比表面积大、截污吸附性能好、颗粒均匀、比重适当、使用寿命长达10年以上，解决了天然滤料石英砂使用周期短，易破碎泥化产生SiO2和遗留有机碳的二次污染问题。

用途：用于单层滤池、双层滤池、双层滤器、离子交换器等到过滤设备中做过滤介质及垫层，处理各种工业污水，工业用水，城市污水等。

稀土瓷砂由于添加了含有增强及耐腐蚀性的稀土，除具有瓷砂滤料的性能外，吸附性能进一步增强，化学稳定性更好，特别适合做反渗透系统的过滤和超滤介质。

铺装方法:1、配水系统安装完毕后，先将滤池内杂物全部清除，并疏通配水孔眼和配水缝隙，然后再用反冲洗法检查配水系统是否符合设计要求。

2、在滤池内壁安承托料和滤料的各层顶高画水平线作为铺装高度标记。

3、仔细检查不同丽江范围的承托料按其粒径范围从大到小依次清洗，以备铺装。

4、铺装最下一层滤料是应避免随换滤池的配水系统。

5、每层承托层的厚度应准确均匀用锹或刮板刮动表面使其接近水平高度应与铺装高度标记水平线相吻合。

在铺毕粒径范围等于小于2-4mm的承托料后应用该上限冲洗强度冲洗，已完成有效的水利分级。

粒径的选择:选定滤料粒径，一般根据过滤和冲洗两方面的要求，先确定石英砂滤料粒径的大致范围，然后计算出轻质滤料的最大粒径和重质滤料的最小颗粒径。

为避免层间严重混杂，铺装滤料前，可再稍稍提高石英砂滤料的最小粒径值，或降低其最大拉径值。

在国内，石英砂滤料粒径范围一般为0.5--0.8毫米，国外所用的石英砂滤料粒径较小，其有效拉径为0.4--0.45毫米。

单层滤料滤池双层滤料滤池和纤维束滤池参数对比
1）单层滤料滤池
有两种形式，一种是类似给水处理中使用的滤池，但粒径稍大，滤速也适当降低；另一种采用均质滤料的深床过滤，滤料粒径为1-3mm，滤层厚度为1-5mm，滤速为3.7-37m/h。

单层滤料的材质为无烟煤滤料、石英砂滤料、陶粒滤料、果壳滤料、活性炭、纤维球、锰砂滤料等。

2）双层滤料滤池。

双层滤料滤池的滤料组成形式很多，有无烟煤滤料和石英砂滤料、活性炭和石英砂、纤维球和石英砂等，以无烟煤滤料和石英砂滤料组成的双层滤料滤池使用最为广泛。

双层滤料截留杂质能力强，杂质穿透深，产水能力大。

3）纤维束滤池。

纤维束滤池使用的滤料丝经过加弹和弯曲处理，单丝直径在几μm到
几十μm之间，打破了粒状滤料滤池的过滤精度由于滤料粒径不能进一步缩小的限制，而且过滤阻力很小。

微小的滤料直径，极大地增大了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中杂质颗粒与滤料的接触机会，提高了过滤效率和截污容量，而且通过控制技巧可以实现理想的深层过滤。

关于水处理过滤理论以及滤池的讨论研究摘要：在给水处理中，过滤法作为一种重要的水处理工艺，对给水的处理效果及水质影响重大，过滤工艺的发展与创新将对常规的水处理行业带来重要影响。

本文通过对水处理过滤机理的研究学习，将过滤理论进行归纳总结，并对滤料、滤层、滤池的工艺要点进行归纳总结，使过滤理论条理清晰，方便读者理解。

关键词：过滤理论；滤料；滤池1 过滤概述在常规的的水处理过程中，过滤作为重要的一个环节是以石英砂等粒状颗粒滤料截留水中的悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程[1]。

过滤法是最常用的分离溶液与沉淀的操作方法。

滤池通常位于沉淀池或者澄清池之后[2]。

滤出水的浊度需要达到饮用水的标准（1NTU）。

当原水的浊度较低时（100NTU以下），且水性能较好时，可以直接将原水通过滤池进行过滤。

通过过滤，不仅可以去除水中的悬浮物质，降低原水的浊度，同时在过滤过程中，滤层将水中的细菌、病原体等微生物也截留，随着水的浊度的降低，水中的微生物的也被部分去除。

而未去除的病原体，通过过滤后的消毒步骤进行大规模消除，所以过滤也为消毒创造了良好的条件。

在我国的饮用水的净化中，过滤是不可或缺的步骤之一，对常规的水处理过程具有重要意义[3]。

滤池包含多种形式，其中以石英砂作为滤料的普通快滤池使用历史最为悠久。

在以石英砂滤料的基础上，设计人员从不同角度对普通快滤池进行了改进，发展了其他型式的快速滤池，提高了滤料对杂质的截留能力，出现了滤料粒径随着水流方向逐渐减小的过滤层，例如：双层、多层及均质滤料滤池。

同时为了减少滤池的阀门，出现了虹吸滤池、无阀滤池、、移动冲洗罩滤池以及其它水力自动冲洗滤池等。

在冲洗方式上,有单纯水冲洗和气水反冲洗两种。

各种形式滤池,过滤原理基本一样,基本工作过程也相同,即过滤和冲洗交错进行[4]。

2过滤机理众多研究表明过滤主要是悬浮颗粒与滤料颗粒之间的粘附作用的结果。

水流中的悬浮颗粒可以与滤料颗粒进行黏附，主要涉及两个方面。

给水处理中的过滤一般是指通过过滤介质的表面或滤层截留水体中悬浮固体和其他杂质的过程。

对于大多数地面水处理来说，过滤是消毒工艺前的关键性处理手段，对保证出水水质具有重要的作用。

根据滤池的结构型式不同，目前常用的池型有普通快滤池、双阀滤池、虹吸滤池、V型滤池等。

其中普快滤池使用历史最久，虹吸滤池和无阀滤池是变水头过滤，出水水质不高。

目前大中型水厂采用最多的是普通快滤池，V型滤池和翻板滤池。

1、普通快滤池普通快滤池是传统的快滤池布置形式，滤料一般为单层细砂级配滤料或煤、砂双层滤料，冲洗采用单水冲洗，冲洗水由水塔（箱）或水泵供给。

普通快滤池的工作原理分过滤和反洗两个过程。

过滤时：经过澄清的水浑浊度小于20NTU，从浑水管道经过浑水渠，流入布水槽进入滤池，水经过石英砂滤料层，以8--14m/h过滤速度，将水中的残余杂质截留在石英砂滤料表面剂滤层里面，使水变清为洁净的过滤水。

过滤水经由级配卵石组成的承托层、配水支管、汇集到配水干管。

最后，从过滤水管进入过滤滤池，此时出水浑浊度小于5NTU或更低。

反洗时：先关闭浑水管道导航的进水阀，等滤池的水位下降10cm左右时，再关过滤管上的阀门，然后开启排水管剂冲洗水的排水阀，冲洗水从冲洗水总管，经过配水系统的干管、支管、水从下而上流过承托层和石英砂滤料层，滤料在上升水流的作用下，悬浮起来逐步膨胀到一定高度，使得滤料中的杂质、淤泥冲洗下来，废水进入布水槽，经浑水渠和排水管，排入沟渠，冲洗直至排出水清澈为止。

冲洗强度通常控制在12--15L（s.m2)范围内。

2、V型滤池V型滤池是一种快滤池，进水为V型槽，采用气水反冲洗，适用于大、中型水厂。

V型滤池的主要特点是：可采用较粗较厚滤层以增加过滤周期，由于反冲时滤层不膨胀，故整个滤层在深度方向的粒径分布基本均匀，不发生水力分级现象，即所谓“均质滤料”，使滤层含污能力提高。

气水反冲洗均粒滤料滤池的主要特点是滤料粒径更均匀、粒径更粗、滤层厚度更大，具有更强的截污能力，保证了出水水质，延长了过滤周期，节约冲洗水量。