反洗水的流速对多介质过滤器的反洗效果和能耗有什么影响？

一、对反洗效果的影响：核心是滤料膨胀与污染物剥离的平衡

1. 流速过低（低于滤料最小膨胀流速）：污染物无法有效剥离

• 现象：滤料层膨胀不足（膨胀率＜10%），甚至几乎不膨胀，滤料颗粒间隙小，水流仅能冲刷滤层表面，无法深入滤料内部。
• 后果：
  举例：石英砂滤料（有效粒径 0.8-1.2mm）的最小膨胀流速约 12-15m/h，若反洗流速仅 8-10m/h，膨胀率不足 5%，反洗后滤料表面残留的悬浮物浓度可能是正常流速的 2-3 倍。

• 滤料深层的污染物（如滤料间隙嵌入的细沙、黏附的胶体）难以被冲刷，导致反洗后滤料残留污染物多，过滤周期缩短（例如，原过滤周期 24 小时可能缩短至 18 小时）。

• 滤料表面的黏性污染物（如藻类、生物膜）因缺乏颗粒间的碰撞摩擦，难以被剥离，长期积累会导致滤料 “板结”，过滤阻力持续上升。

2. 流速适宜（匹配滤料最佳膨胀流速）：污染物高效剥离，滤料级配稳定

• 现象：滤料层适度膨胀（膨胀率 20%-50%，因滤料种类而异），滤料颗粒在水流中呈 “悬浮 - 碰撞” 状态，既有足够间隙让水流穿透，又能通过颗粒间的摩擦碰撞剥离污染物。
• 效果：
  不同滤料的适宜流速参考：

• 石英砂（密度 2.65g/cm³）：15-20m/h（膨胀率 20%-30%）；

• 无烟煤（密度 1.4-1.6g/cm³）：10-15m/h（膨胀率 30%-40%，因密度小，需更低流速避免流失）；

• 多层滤料（煤 + 砂 + 石榴石）：需兼顾各层，通常控制总流速 12-18m/h，通过分层设计（上层轻质、下层重质）避免级配紊乱。

• 水流剪切力与颗粒碰撞摩擦协同作用，可同时去除表面和深层污染物，反洗后滤料清洁度高（残留污染物浓度＜5mg/L）。

• 滤料按密度和粒径自然分级（如无烟煤在上、石英砂在下），级配不紊乱，保证后续过滤时 “深层过滤” 效果（大颗粒截留在上层，小颗粒在下层被截留）。

3. 流速过高（超过滤料最大允许流速）：滤料流失与级配紊乱

• 现象：滤料层过度膨胀（膨胀率＞60%），滤料颗粒被水流携带出过滤器（通过反洗排水口流失），尤其是轻质滤料（如无烟煤、活性炭）更易流失。

• 后果：

• 滤料量减少，滤层厚度不足，过滤时污染物穿透风险增加（例如，原滤层厚度 1.2m，流失后仅剩 0.8m，可能导致出水浊度从 0.5NTU 升至 1.5NTU）。

• 滤料级配被破坏：不同密度的滤料混合（如石英砂上浮、无烟煤下沉），失去 “上层截粗、下层截细” 的分层过滤作用，过滤效率大幅下降。

• 流失的滤料可能堵塞反洗排水管道，增加设备维护成本。