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含有悬浮颗粒的水流经滤料(石英砂或无烟煤)，悬浮颗粒被截留，谁得到澄清，随着过滤时间的延伸和滤料滤层中沉积物的积累， 滤层被沉积物所饱和，就不能再澄清了。
双层机械过滤器是指在一台滤器桶体中装有无烟煤石英砂二种颗粒材质为滤料，上层为较粗粒径(1.2~2.0mm)的无烟煤滤料，下层为较细粒径(0.5~1.2mm)的石英砂滤料。过滤时，水流首先通过无烟煤滤层，水中所含的悬浮杂质机械地被截留在无烟煤表面，有的细小颗粒被水流逐渐带向下层，同时悬浮颗粒除了在较细的石英砂层堆积外，大量的悬浮粒子在无烟煤滤层中被吸附截留，逐渐形成立体沉淀物层，过滤过程中同样起着过滤作用。由此可知，双层机械过滤器运行中，过滤效果较单层滤料好，处理水量也随之增大。单层滤料(石英砂)过滤主要是在石英砂表面滤层内进行，过滤层面积小，水头损失大，悬浮粒子容易穿透，双层滤料(无烟煤-石英砂)过滤主要依靠较粗颗粒无烟煤层的吸附截留作用，形成沉淀物过滤层，增加了过滤面积，水头损失小，流速可以增大，又不易穿透，产水工作周期长。
煤碳是天然形成的，主要成分是有机碳化合物，煤粒基本上是非极性物质，其表面有许许多多大大小小的孔隙，实践证明，非极性的固体表面亲非极性的液体，而疏极性液体，又由于毛细管的作用，过滤时容易吸附截留水中的有机物，悬浮微粒，絮凝物等杂质，而非极性烃类油脂、油污等可以轻而易举地挤掉煤孔隙中原有的极性水分子，取而代之，使水得到净化。同时，无烟煤还具有一定除味脱色的作用，无烟煤所具有的的优异特性，十七成为工业净水中价廉物美的优良滤料。选择无烟煤滤料时需注意以下四点：
1、滤料的粒度：粒径和不均匀系数这两个指标是影响过滤器正常工作的重要参数，粒径大，悬浮物易穿透滤层，反洗强度大，否则残留沉淀物与滤料结块影响水流分布，粒径小，阻力大，水头损失亦大，滤料颗粒大小不均匀同样影响反洗和滤层过滤，因此，根据设计要求，选取合适的粒径，一般无烟煤滤料粒径0.8-2.0毫米，石英砂0.5-1.2毫米，不均匀系数1.3-1.5，密度1.4-1.6.
2、机械强度：可以用磨损性和磨碎性两个指标来衡量，在反洗过程中滤料颗粒间不断的碰撞和摩擦，就会发生颗粒的磨损和磨碎，从而改变滤料原有的特性，影响过滤效果，水处理工艺中要求滤料磨损率<0.5%，磨碎率<4%。
3、化学稳定性：若溶解固形物的增加量<20mg/L，耗氧量增加<10mg/L，硅酸增加量<10mg/L，则此滤料可以认为是化学稳定的。
4、其他杂质含量：无烟煤滤料中若含硫量偏高，会腐蚀设备、管道、容器，减少使用寿命，含量应以<0.25%为佳，其余如Pb、Cu、Zn等重金属含量越低越好。
无烟煤滤料国内外冲洗形式基本有三种，即高速度水冲洗、水冲洗加辅助冲洗和气冲加水冲洗。在国外，美国用高速度水冲洗较多，现在美国多用双层滤池，因此目前也转向用水冲洗加辅助冲洗或气冲加水冲洗。气水冲洗多用于欧洲，美国多用气冲后加较低速度的水冲洗方式，欧洲大陆因用粗砂滤料的多，因此基本都用空气和水同时冲洗的方式。苏联也有用气、水冲洗的。日本以前也用气、水冲洗以后因滤池使用较小粒径的滤料，改用了辅助冲洗加水冲洗。我国水厂绝大多数用高速度水冲洗，个别水厂也有用气、水冲洗，或用辅助冲洗加水冲洗。
一般滤层表面会含泥量大的单层滤池用辅助冲洗加水冲洗合适，滤层内部含泥多的如双层、多层及粗粒径滤池及直接滤池，以气、水冲洗好，但用此种方法，应特别注意不使滤料流失。双层滤池因为滤前水悬浮物深入到滤层，还可以采取两套旋转冲洗设备，一套在煤层上，一套在高于未膨胀前的煤砂滤料交界上的5cm处，据报告这种方法对双层滤池冲洗彻底。据有关一些资料介绍，一般冲洗到使滤层膨胀到25-30%的原滤层高度就可以，再高也没有用处，反会使冲洗效果不好，但是双层滤池冲洗时，要使滤层液化浮起，因为它与单一滤料滤层不同。单一滤料冲洗不需液化，只要将滤料上粘着物冲掉即可以，但双层滤池滤料要分层，所以必须液化。空气加水冲洗对于双层滤池较好，使用时许多资料认为以空气和水同时反冲为佳，但要注意控制冲洗程序、气量，以免造成煤滤料大量流失。
根据过滤机理,无烟煤滤料在过滤过程中,悬浮杂质颗粒既存在迁移和黏附机理作用使杂质颗粒到达无烟煤滤料表面并黏附在滤料表面上
根据过滤机理,无烟煤滤料在过滤过程中,悬浮杂质颗粒既存在迁移和黏附机理作用使杂质颗粒到达无烟煤滤料表面并黏附在滤料表面上,同时又存在脱落机理作用而使杂质颗粒从无烟煤滤料表面脱落下来.这两者作用构成一对矛盾,当黏附机理作用大于脱落机理作用时,水中杂质颗粒将黏附在滤料表面上,此时浑水变清(杂质从水中得到去除).反之,当脱落机理作用大于黏附机理作用时,则杂质从滤料表面脱落下来随水流下移,进入下层滤料.
刚开始过滤时,由于滤料干净,孔隙率相对较大,孔隙流速相对较小,则水的冲刷力及撞击力都较小,脱落机理作用相对较小.所以此时迁移机理和钻附机理作用占优势,即大部分杂质颗粒都被上层滤料截留,少量杂质因黏附不牢而下移,被第二层滤料黏附,随着过滤的不断进行, 层无烟煤滤料留的悬浮杂质量越来越多,孔隙率越来越小,相应缝隙流速不断增大,黏附表面也不断减少,这样脱落机理作用在 层慢慢占优势,使得一些杂质颗粒从滤料表面脱落而进人第二层滤料,被第二层黏附,在第二层石英砂中由于孔隙率较大,缝隙流速较小,所以黏附机理作用又占优势,杂质颗粒又被黏附到滤料表面上,随着过滤的进行,杂质颗拉就是这样经历着"黏附一脱落一再黏附",并且逐层向下推移进行着整个过滤过程.
高品质的无烟煤滤料不但吸附能力强、截污能力效果好、另外在水处理过滤方面使用寿命也较长.
多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂，无烟煤，锰砂等，主要用于水处理除浊，软化水，纯水的前级预处理等，出水浊度可达3度以下。
当同时使用几种过滤介质时，一般上层滤料起粗滤作用，下层滤料起精滤作用，下层滤料常采用无烟煤滤料， 层放活性炭，起超滤作用，这样才能将过滤效果发挥至 。
无烟煤滤料过滤器属于多介质过滤器的一种，使用一段时间后会出现一些问题，这就需要我们对其进行日常的保养与维护：
1、 无烟煤滤料过滤器运行一段时间后，其出水压差增加，当过滤器压差增加0.05~0.07Mpa时，设备需要反冲洗。
2、 过滤器长期停运后重新开启时，需要对无烟煤滤料等填料进行约5分钟的正洗，冲洗至出水清澈为止。
3、 根据无烟煤滤料过滤器的进水水质情况，应定期更换使用过的无烟煤滤料， 6至12个月更换一次。
4、 系统初次运行或者长期停运后重启，应对设备进行排气：开启排气阀、进水阀→进水→直至排气阀排出水没有空气为止。
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