反洗強度是淺層砂過濾器運行中的關鍵參數,直接影響過濾效果、能耗、濾料壽命及系統穩定性。其定義為單位時間內通過單位過濾面積的反洗水流量(單位:L/(m2?s) 或 m/h),或氣水聯合反洗時的空氣流量(單位:L/(m2?s))。
反洗強度是淺層砂過濾器運行中的關鍵參數,直接影響過濾效果、能耗、濾料壽命及系統穩定性。其定義為單位時間內通過單位過濾面積的反洗水流量(單位:L/(m2?s) 或 m/h),或氣水聯合反洗時的空氣流量(單位:L/(m2?s))。以下是反洗強度對運行的具體影響:
一、正面影響:合理反洗強度的作用
高效去除截留雜質
雜質剝離徹底:足夠的反洗強度(水或氣水混合流)可使濾料充分膨脹、懸浮并劇烈攪動,通過水流剪切力和顆粒碰撞摩擦,有效剝離濾料表面吸附的懸浮物、膠體和微生物黏泥,恢復濾層通透性。
防止濾層板結:避免雜質在濾層中形成 “泥餅” 或壓實層,維持過濾周期內的穩定水頭損失。
降低反洗能耗與水耗
優化反洗效率:適當強度的反洗可在更短時間內完成濾料再生,減少反洗總水量和能耗。例如,氣水聯合反洗(空氣強度 15~25 L/(m2?s) + 水強度 3~5 L/(m2?s))比單純水反洗更節能,且雜質去除更徹底。
延長濾料使用壽命
減少機械磨損:避免因反洗強度不足導致濾料長期攜帶雜質運行,或因強度過高造成濾料顆粒過度碰撞磨損、破碎流失(尤其是石英砂等脆性濾料)。
二、負面影響:反洗強度不當的風險
1. 反洗強度不足
雜質殘留與濾層堵塞
濾料膨脹率不足(通常要求膨脹率 20%~30%),顆粒間空隙未充分打開,截留的雜質無法有效排出,導致:
過濾周期縮短,頻繁觸發反洗,增加系統運行成本。
濾層中微生物繁殖加劇(如藻類、細菌),形成生物黏泥,進一步堵塞濾孔并引發腐蝕風險。
水頭損失異常升高
殘留雜質導致濾層透氣性下降,過濾時水流阻力增大,可能超出系統設計壓力,影響循環水泵運行效率。
濾料結塊與偏流
細顆粒雜質沉積在濾層底部,形成 “泥床”,阻礙水流均勻分布,導致部分區域過濾負荷過高,甚至出現 “溝流”(水流繞過堵塞區域),降低整體過濾效果。
2. 反洗強度過高
濾料流失與分層
水流或氣流速度超過濾料臨界流化速度,導致:
細粒徑濾料(如<0.8mm 石英砂)隨反洗水排出,造成濾層級配破壞,過濾精度下降。
濾料嚴重分層(大顆粒下沉、細顆粒上浮),破壞均勻性,影響后續過濾時的雜質截留效率。
設備損耗與能耗增加
高強度水流沖擊可能損壞布水器(如水帽斷裂、篩板變形),或導致過濾器本體密封件老化,增加泄漏風險。
反洗水耗、能耗顯著上升(如水泵功率增大),尤其對于大流量系統,長期運行成本增加。
反洗效果反而下降
過度膨脹的濾層中,顆粒間碰撞頻率降低,剪切力不足,部分雜質可能隨水流 “短路” 排出而非被剝離,形成 “無效反洗”。
2. 控制策略
動態監測與調整
通過壓差傳感器實時監測過濾器進出口壓差,結合反洗后壓差恢復值(理想值應接近初始壓差)判斷反洗效果,必要時調整強度或周期。
分級反洗技術
對于多層濾料或大直徑過濾器,采用 “先氣洗后水洗” 或 “分步遞增強度” 反洗,避免一次性強度過高導致濾料流失。
水質匹配
高懸浮物(如 SS>200mg/L)或高黏性雜質(如藻類)場景,優先采用氣水聯合反洗,并適當提高空氣強度以增強剝離效果。
四、案例分析
案例 1:反洗強度不足
某冷卻塔旁濾系統采用單水反洗(強度 8 L/(m2?s)),因循環水中藻類繁殖導致 SS 波動至 250mg/L,反洗后濾層殘留黏泥,過濾周期從 12 小時縮短至 6 小時。改進措施:升級為氣水聯合反洗(氣強度 20 L/(m2?s)+ 水強度 4 L/(m2?s)),過濾周期恢復至 10 小時以上。
案例 2:反洗強度過高
某系統誤將水反洗強度設置為 15 L/(m2?s),運行 1 個月后發現濾料流失率達 15%,出水濁度從<5NTU 升至 10NTU。調整強度至 10 L/(m2?s) 后,濾料流失停止,水質恢復穩定。
總結
反洗強度需在 “雜質徹底清除” 與 “濾料保護” 之間平衡,核心原則是:
確保濾料適度膨脹(避免分層或板結);
匹配水質特性(懸浮物濃度、顆粒黏性);
優先采用氣水聯合反洗以降低水耗、提高效率。
通過定期檢測濾料級配、反洗排水濁度及系統壓差,可動態優化反洗參數,保障淺層砂過濾器長期穩定運行。