一、原水水质核心指标
这是级配优化的首要依据,浊度决定滤料粒径整体范围,SS≤10mg/L 低浊水适配偏细粒径保证精滤,10~100mg/L 中高浊水需增大粗粒径滤料占比强化纳污;含油、粘性污染物时,需采用更大粒径滤料提升孔隙率防堵塞;同时需考虑原水污染物颗粒大小,匹配滤料孔隙梯度实现分层截留。
二、滤料自身理化特性
重点考量滤料密度与粒径的反向匹配,低密度的无烟煤用粗粒径铺上层,高密度的石英砂、磁铁矿用细粒径铺中下层,利用密度差强化反冲洗后的分层稳定性;同时兼顾滤料的吸附性、耐磨性,含油废水优先选亲疏油改性滤料,避免因滤料自身特性加剧堵塞。
三、层间与同层级配关键参数
层间需保证有效粒径比≥2(最低不低于 1.8),防止反冲洗混层;同层滤料需控制不均匀系数 K60=1.6~2.0,采用连续粒径分布,既保证滤层孔隙率(>40%),又避免孔隙过宽导致污染物穿透或过密引发阻力飙升;同时合理分配滤层厚度,粗粒径纳污层占总滤层 50%~70%,细粒径精滤层不宜过厚。
四、设备与工艺运行参数
滤速与粒径级配需适配,粗粒径级配可承受 10~18m/h 高滤速,细粒径精滤级配需降至 8~10m/h,避免超负荷运行导致污染物穿透;滤罐总高度决定滤层总厚度,常规控制在 1000~1500mm,需结合罐体内径保证滤层布水均匀。
五、反冲洗系统适配性
需根据滤料粒径设定匹配的反冲洗流速,无烟煤 10~15m/h、石英砂 8~12m/h、磁铁矿 6~8m/h,含油 / 粘性水质需采用气水联合反洗;同时考量配水系统的布水均匀性,确保反冲洗时滤层均匀流化,既不流失细滤料,又能彻底剥离污染物,避免不可逆阻力累积。
六、承托层的匹配度
承托层作为滤料与配水系统的过渡,其顶部粒径需与底层滤料形成 1.5~2.0 的粒径比,防止滤料下沉进入配水系统;承托层总厚 200~300mm,由上至下粒径逐级增大,同时保证与反冲洗布水协同,不影响滤层整体流化。
七、运行维护与成本考量
级配需兼顾现场操作便捷性,滤料粒径规格不宜过于复杂,便于后期补加和更换;同时考虑滤料使用寿命,耐磨性差的滤料避免选用过细粒径,防止运行中快速磨损流失;兼顾反冲洗能耗,避免为适配不合理级配大幅提高反冲洗强度,增加运行成本。
八、后续工艺的进水要求
需匹配后续水处理工艺的水质标准,若后续为反渗透、离子交换等精密工艺,需强化细粒径滤料的精滤作用,保证出水 SS≤1mg/L;若后续为常规沉淀池、过滤池,可适当增大滤料粒径,提升纳污量并延长反冲洗周期。