石英砂過濾器是地下水處理系統(tǒng)中常用的預處理設備,主要通過石英砂介質(zhì)的截留、吸附和沉淀作用,去除水中的懸浮雜質(zhì),為后續(xù)處理(如反滲透、離子交換、消毒等)提供合格的進水水質(zhì)。
石英砂過濾器是地下水處理系統(tǒng)中常用的預處理設備,主要通過石英砂介質(zhì)的截留、吸附和沉淀作用,去除水中的懸浮雜質(zhì),為后續(xù)處理(如反滲透、離子交換、消毒等)提供合格的進水水質(zhì)。其在地下水處理中的具體作用如下:
一、去除懸浮物與膠體雜質(zhì)
地下水雖相對地表水源更潔凈,但仍可能因地質(zhì)條件、開采過程等混入懸浮物(如泥沙、黏土顆粒)和膠體物質(zhì)(如鐵錳氧化物膠體、腐殖質(zhì)膠體):
截留作用:石英砂顆粒之間形成不規(guī)則的孔隙通道(孔隙大小隨石英砂粒徑級配變化,通常為 0.1-1mm),當水流通過時,大于孔隙的懸浮顆粒被直接阻擋在砂層表面或孔隙中,實現(xiàn)物理截留。
吸附與凝聚作用:細小的膠體顆粒(粒徑通常為 1-100nm)無法被直接截留,但會因石英砂表面的電荷吸附(如砂粒表面帶負電,可吸附帶正電的膠體)或在水流擾動下相互碰撞凝聚,形成較大顆粒后被截留。
這一步可將地下水的濁度從原水的數(shù) NTU(甚至更高)降至 1NTU 以下,避免后續(xù)設備(如反滲透膜、精密過濾器濾芯)因顆粒物堵塞而降低效率或損壞。
二、降低水中鐵、錳等金屬離子的預處理輔助
部分地下水(尤其是深層地下水)含有超標鐵、錳離子(以 Fe2?、Mn2?形式存在),若直接進入后續(xù)系統(tǒng),可能在管道或設備中氧化形成鐵錳氧化物沉淀,造成污染。石英砂過濾器雖不能直接去除溶解性鐵錳,但可配合預處理工藝發(fā)揮輔助作用:
當?shù)叵滤冉?jīng)曝氣氧化(將 Fe2?轉(zhuǎn)化為 Fe (OH)?沉淀,Mn2?轉(zhuǎn)化為 MnO?沉淀)后,石英砂過濾器可有效截留這些氧化形成的固體顆粒,降低水中鐵錳含量,為后續(xù)的錳砂過濾或離子交換處理減輕負荷。
三、保護后續(xù)處理設備
防止膜污染:對于反滲透、納濾等膜分離系統(tǒng),進水若含有過多懸浮物或膠體,會在膜表面形成濾餅層,導致膜通量下降、操作壓力升高,甚至不可逆污染。石英砂過濾器可將大顆粒雜質(zhì)提前去除,延長膜的使用壽命。
減少離子交換樹脂污染:離子交換樹脂對懸浮物和膠體敏感,若這些雜質(zhì)進入樹脂床,會包裹樹脂顆粒,阻礙離子交換反應,降低樹脂效率。石英砂過濾器可減少此類污染,延長樹脂再生周期。
降低消毒設備負荷:水中的懸浮物可能吸附細菌、病毒,影響消毒效果(如紫外線被懸浮物遮擋,消毒劑與微生物接觸不充分)。石英砂過濾器降低濁度后,可提高后續(xù)消毒工序的效率。
四、穩(wěn)定系統(tǒng)運行,降低維護成本
石英砂過濾器結構簡單、操作穩(wěn)定,通過定期反洗(利用水流反向沖洗砂層,將截留的雜質(zhì)排出)即可恢復過濾能力,維護成本低。
其對進水水質(zhì)波動(如雨季地下水濁度暫時升高)有一定緩沖能力,可避免后續(xù)處理單元因水質(zhì)突變而停運,保證整個水處理系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。
總結
石英砂過濾器在地下水處理中是 “粗過濾” 的核心環(huán)節(jié),通過物理截留和輔助吸附作用,有效去除懸浮物、膠體及部分氧化后的金屬顆粒,為后續(xù)深度處理提供合格的進水條件,同時保護設備、降低維護成本,是地下水凈化流程中不可或缺的預處理設備。