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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。
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无烟煤滤料在滤池中使用起到了净化水质的作用，但是由于无烟煤滤料的颗粒小，长时间使用就会有流失的情况，为了测试双层滤池无烟煤滤料在正常冲洗情况下的流失情况，用了200×200cm方模型进行试验，排水槽宽20cm、高56cm，排水槽面积占模型滤池面积的40%。滤料级配：无烟煤滤料比重1.47、粒径 1.11～1.76、厚30cm，比重2.77、粒径0.56～1.11mm、厚度40cm，混杂1cm，垫层2～64mm、厚40cm，试验用水库井水，水温0.5～28℃。
试验时无烟煤滤料一接触排水槽底，因过水断面突然缩小，即有无烟煤滤料颗粒上跃。冲洗强度再加大，跳动煤粒加高加多，可以见到无烟煤颗粒顺着排水槽两侧有个别流失。再稍一加大，煤粒突然大量跳出，流到排水槽中。试验结果看到膨胀面超过槽底一定的距离(约17cm)即膨胀面距排水槽顶35～40cm，可以不跑滤料。在实际运行当中，由于排水槽面积占滤池面积要小一些，膨胀面积离排水槽顶也可以小些，以控制不跑滤料。在生产当中滤池刚一冲洗时，滤层内会翻起许多磨茹云，容易带走无烟煤滤料。后来改变以前在冲洗前把水位只降到排水槽顶的办法，将水位降到距滤层顶上15～20cm，冲洗时先缓开冲洗闸，当冲洗水流到槽内见黄泥汤，但无滤料时，再用设计的冲洗强度冲洗，这种方法得到了效果。当然在冲洗时还要根据水温情况，掌握要求的冲洗强度。要注意防止冲洗管道积气及滤层内产生真空的现象。目前有关规范、指南、书籍有的已经注意到此种办法，并提出滤池 膨胀面要低于排水槽底，然而很多水厂在滤站冲洗上，不是在于习惯性，就是为图省事，还是只降水到排水槽顶就进行反冲，这样就常常跑失煤滤料。单一砂滤池在这种情况下，也会发生跑砂事故。
无烟煤滤料在三层滤枓中的铺装方法如下：承托层铺装完毕以后，由下向上进水，使水位升至悱水槽间。在整个池面上向水中加预计数量的重质滤料。开启排空阀门排水，然后将加入池中的滤料大致刮平后作反冲洗。 由于重质滤料的粒径小，且混有泥污，阻力较大，若不大致 刮平，任其堆积在滤池中几点，则反冲洗时就有可能造成承 托层移动。反冲洗后，排水，用平锹缓缓刮除滤料表层的杂物。再接着反冲洗、排水、刮除杂物，这样反复继续下去。 刮除杂物的次数视杂物含量和反冲洗颗粒水力分级的效果而 定。一般有五次循环，目卩可把杂物刮完。每次刮除杂物的厚度约为0.5-1厘米。一次刮除厚度不能太大，以免刮掉可用滤料。对于重质滤料，刮除4-5次以后，取出重质滤料置于玻璃管中，加入待装的石英砂滤料，作反冲洗，观察重质滤料与石英砂滤料的混杂程度，确定是否需要继续刮除。
经过破碎的重质滤料含有较多的杂物和粉末， 次反冲洗后，滤料面上的反冲洗水不容易向下过滤。但当 次刮除完毕以后，则过滤速度就大大增加。
刮除重质滤料的杂物比刮除石英砂滤料、轻质滤料的杂物， 更需要精心缓慢操作。如几格滤池的承托层都已经铺装完毕，可以把这几格滤池的重质滤料加人一格池中刮除杂物。然后分块把纯净滤料移至其它各池。这样可以减少滤料浪费和刮除工作量。但应防止把粒径为0.5-1.0毫米的承托层也移至它池，面提到的池中装水进料，目的是为了保护已铺好的承托层不致受到投加滤料的冲击而遭受破坏。假使能够把重质滤料均匀而缓慢地撒到承托层表面之上，则可不采用水中加 滤料的方法。
重质滤料铺装完毕后，再由下向上进水，至排水槽间，依照重质滤料的铺装方法加人石英砂滤料，并进行反冲洗、排水、刮除杂物及玻璃管试验等程序。
轻质滤料也按上法刮除杂物。惟无烟煤滤料上所粘附的煤粉，不易脱落，因此，此种滤料应在刮除不合规格的小粒径颗粒以后，还需要浸泡数日，然后苒反冲洗，刮除煤粉。 也可以将预计数量的无烟煤滤料投人池中先行浸泡数日，然 后再反冲洗、刮除这样小粒径的无烟煤滤料颗粒和煤粉可同时去除。
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