符号定义:Hₘᵢₙ为滤料层最小有效厚度(单位:mm);d₁₀为滤料有效粒径(单位:mm,即滤料中累计重量 10% 的颗粒粒径,K₆₀≤2.0 为前提,级配不均无计算意义);
核心逻辑:有效粒径越小(滤料越细,过滤精度越高),所需最小厚度越大,保证细滤料形成连续拦截屏障,避免颗粒物穿透。
精滤(20~40μm):d₁₀=0.4~0.5mm → Hₘᵢₙ≥400~500mm;
中滤(40~80μm):d₁₀=0.5~0.8mm → Hₘᵢₙ≥500~800mm;
粗滤(80~200μm):d₁₀=0.8~1.2mm → Hₘᵢₙ≥800~1200mm;
| 过滤精度 | 滤料有效粒径 d₁₀(mm) | 实操最小有效厚度(mm) | 备注(与公式的差异) |
|---|---|---|---|
| 精滤 20~40μm | 0.4~0.5 | 600 | 比公式计算值高 100~200mm,留安全余量,防穿透 |
| 中滤 40~80μm | 0.5~0.8 | 500 | 与公式计算值下限一致,兼顾拦截与经济性 |
| 粗滤 80~120μm | 0.8~1.0 | 400 | 远低于公式计算值,粗滤无需厚层,核心截污 |
| 超粗滤 120~200μm | 1.0~2.0 | 400 | 粗滤料重量大,400mm 即可形成稳定拦截 |
核心说明:此表为石英砂滤料的行业实操值,是工程中默认的最低厚度红线,实际设计需在此基础上增加 50~200mm(工况修正),而非直接使用。
| 滤料类型 | 堆积孔隙率 | 修正系数 | 修正示例(中滤石英砂 Hₘᵢₙ=500mm) |
|---|---|---|---|
| 石英砂(基准) | 40%~45% | 1.0 | 500mm |
| 无烟煤(轻滤料) | 50%~55% | 1.3~1.5 | 650~750mm(孔隙率大,需厚层补拦截) |
| 石榴石(重滤料) | 35%~40% | 0.7~0.8 | 350~400mm(密度大、颗粒紧密,薄层即可拦截) |
| 陶粒滤料 | 45%~50% | 1.1~1.2 | 550~600mm |
注:多层滤料(如石英砂 + 无烟煤 + 石榴石),按最细滤料(无烟煤 / 细石英砂) 确定最小厚度,再按对应系数修正。
设备罐体最小安装厚度:小型过滤器(罐体直径≤0.8m),滤料层最小厚度不低于400mm(低于此值无法正常铺设垫层和布水,易出现布水不均);
过滤流速约束:若过滤流速>12m/h(高速过滤,仅粗滤适用),最小有效厚度需在理论值基础上增加 10%,抵消高速水流的冲击,防止穿透;
原水含沙量约束:原水含沙量>500mg/L(高含沙),最小有效厚度需在理论值基础上增加 20%,保证基础截污容量,避免滤料表层快速堵塞。
按设计的最小有效厚度铺设滤料,调试设备至正常过滤状态(滤速按设计值,如精滤 5~8m/h);
同时取进水口(原水) 和出水口(过滤水) 水样,各 500mL;
检测水样中目标粒径颗粒物的含量(用标准筛组 / 激光粒度仪,无设备可委托第三方检测);
判定标准:若目标粒径颗粒物去除率≥90%,则当前厚度为实际最小有效厚度;若去除率<85%,说明出现颗粒物穿透,需每次增加 50mm 同粒径滤料,重复测试,直至去除率达标,此时的厚度即为最终最小有效厚度。
定基准:若有滤料 d₁₀检测值,用公式Hₘᵢₙ≥1000×d₁₀计算理论值;无检测值,按过滤精度直接查石英砂最小有效厚度速查表;
修滤料:若非石英砂滤料,按滤料类型乘以对应修正系数,得到滤料修正后的最小厚度;
守约束:按罐体安装、过滤流速、原水含沙量的工况约束,对修正后的值做调整,取最大值为设计最小有效厚度;
现场验:按设计值铺设滤料,通过穿透测试验证,达标即为最终最小有效厚度,不达标则增厚至达标。
仅按公式计算粗滤料(d₁₀>0.8mm)的最小厚度:会出现计算值过高(如 d₁₀=1.0mm,公式计算≥1000mm),实际粗滤 400mm 即可满足,无需盲从公式;
忽略滤料级配:K₆₀>3.0(级配不均)时,即使厚度达标,也会出现穿透,计算最小厚度的前提是滤料均匀级配(K₆₀≤2.0);
直接用最小有效厚度做实际设计:最小厚度是 “红线”,实际设计需在此基础上增加 50~200mm 安全余量(按工况),保证过滤效果稳定,而非直接使用。