一、基本定义与核心功能

多介质过滤器是一种通过填充多种过滤介质（如石英砂、活性炭、无烟煤、锰砂等），去除水中悬浮物、胶体、有机物、色度、异味及部分重金属离子的水处理设备。它属于压力式过滤设备，广泛应用于工业和民用水处理的预处理环节，是净化水质的关键单元之一。

二、工作原理与过滤机制

1. 物理过滤过程

• 截留作用：介质颗粒间的孔隙截留水中大于孔隙直径的悬浮物（如泥沙、铁锈、藻类）；
• 吸附作用：介质表面吸附胶体、有机物、色度物质及部分重金属离子（如活性炭吸附有机物，锰砂氧化吸附铁锰离子）；
• 混凝作用：若原水先投加絮凝剂（如 PAC），悬浮颗粒会形成絮体，更易被介质捕获。

2. 过滤流程

• 运行：原水从过滤器上部进入，自上而下通过介质层，杂质被截留，净化水从底部流出；
• 反洗：当进出口压差达到设定值（如 0.05-0.1MPa）或运行时间达到设定周期时，需进行反洗：
• 水反洗：从底部通入清水，松动介质层，冲掉截留杂质；
• 气水反洗（可选）：先通入压缩空气搅动介质，再用水冲洗，增强清洗效果，适用于高污染水质。

三、典型构造与关键部件

1. 结构组成

2. 介质级配原则

• 分层填充：按颗粒大小从上到下 “由细到粗” 分布，形成梯度过滤：
• 上层：细颗粒（如石英砂，粒径 0.5-1.2mm），截留小颗粒杂质；
• 中层：中颗粒（如无烟煤，粒径 1.2-2.4mm），吸附有机物和胶体；
• 下层：粗颗粒（如鹅卵石，粒径 4-8mm），支撑介质层并均匀布水；
• 特殊介质：
• 活性炭：用于去除色度、异味、余氯及部分有机物（如饮用水预处理）；
• 锰砂：针对铁锰超标的地下水，通过氧化反应去除 Fe²⁺、Mn²⁺；
• 磁铁矿：高密度介质，用于高浊度水的快速过滤。

四、主要应用场景

五、选型与运行维护要点

1. 选型关键参数

• 处理水量：根据设计流量选择罐体直径（流速决定罐体大小，一般 8-12m/h）；
• 原水水质：
• 高浊度水（浊度＞20NTU）：需先经沉淀，再用多介质过滤；
• 含铁锰水：选锰砂介质，需曝气氧化预处理；
• 工作压力：常规 0.2-0.6MPa，高压场景用不锈钢罐体。

2. 运行维护要点

• 反洗频率：每天 1-2 次，或压差达 0.05MPa 时启动；
• 介质更换周期：
• 石英砂 / 无烟煤：3-5 年（受水质影响）；
• 活性炭：1-2 年（吸附饱和后需再生或更换）；
• 日常监测：
• 进出水浊度（目标：出水浊度＜1NTU）；
• 反洗水量（约为处理水量的 3-5%）；
• 介质流失情况（反洗时观察排水是否带砂）。

六、优势与局限性

• 优势：
• 过滤效率高，可同时去除多种污染物；
• 成本较低，介质可再生或更换，适合大规模水处理；
• 操作简单，可实现全自动控制。
• 局限性：
• 对溶解性盐类（如钙镁离子）无去除效果，需配合软化或 RO 设备；
• 反洗需消耗大量水（约占处理水量的 3-5%），高用水场景需考虑节水设计。

七、发展趋势

• 高效化：开发复合介质（如磁性滤料、纳米吸附材料），提高对重金属和有机物的去除效率；
• 节能化：优化反洗工艺（如脉冲反洗、变强度反洗），降低水耗和气耗；
• 智能化：集成在线水质传感器和 AI 算法，自动调整运行参数，实现 “精准过滤” 和 “预测性维护”。