反冲洗强度过高(如超过石英砂滤料常规参数:水冲>20 L/(m²・s)、气冲>30 m³/(m²・min))时,水流或气流的冲击力会超过滤料自身重力及颗粒间的摩擦力,直接对石英砂滤料造成物理性损伤和结构性破坏,具体损坏及后果如下:
一、滤料大量流失,直接减少有效过滤层厚度
石英砂滤料的粒径差异较大(通常上层为 0.5-1mm 细砂,下层为 2-4mm 粗砂),其中细砂重量轻、抗冲击能力弱,过高的反冲洗强度会将其直接带出过滤器,导致以下问题:
细砂流失:上层负责截留细小杂质的细砂(0.5-1mm)是过滤精度的核心保障,若每次反冲洗流失 5%-10%,1-2 个月后上层滤料厚度会减少 10-20cm,粗砂层提前暴露,出水浊度从<1NTU 升至 3NTU 以上(如处理地表水时,肉眼可见水体浑浊)。
补充成本增加:需频繁补充细砂(每 3 个月补充 1 次,每次补充量约为总滤料量的 5%-15%),否则过滤效果持续下降,甚至失去过滤功能。
二、滤料级配混乱,破坏过滤结构
石英砂过滤器的高效过滤依赖 “上细下粗” 的级配结构(细砂截留小杂质,粗砂支撑并降低阻力),而过高的反冲洗强度会打破这种分层:
粗细砂混合:高强度水流 / 气流会让粗砂(2-4mm)被 “冲起” 并与细砂混合,原本清晰的分层边界消失(如粗砂上浮至上层,细砂下沉至下层)。
过滤效率骤降:混合后的滤料层间隙分布不均 —— 上层粗砂间隙大,无法截留细小悬浮物;下层细砂堆积,水流阻力增大,导致过滤周期从 24 小时缩短至 8-12 小时,且出水水质波动大(浊度忽高忽低)。
三、滤料颗粒破损,产生二次污染
石英砂虽硬度较高(莫氏硬度 7),但长期高频次的高强度反冲洗会导致颗粒间剧烈碰撞、摩擦,造成物理破损:
颗粒碎裂:滤料颗粒棱角被磨平,甚至碎裂成细小砂粉(粒径<0.1mm),这些碎砂无法被有效截留,会随过滤水流进入出水端,导致 “出水带砂”(如后续管道、用水设备出现砂粒沉积)。
堵塞加剧:碎砂堆积在滤料间隙中,反而会缩小有效过滤通道,形成 “隐性堵塞”—— 即使反冲洗正常,过滤时水流阻力仍持续上升,需更频繁反冲洗(从每天 1 次增至 2-3 次),形成恶性循环。
四、滤料层 “偏流”,加速局部老化
过高的反冲洗强度若配合不当(如进水布水不均匀),会导致滤料层局部受力过大,形成 “冲刷沟”:
局部滤料流失更严重:水流集中的区域(如布水器孔眼堵塞导致局部流速过高),滤料被冲刷出深沟(深度可达 5-10cm),后续过滤时水流优先从 “沟内” 通过,其他区域滤料因水流不足而截留杂质过多,加速局部板结。
滤料老化不均:未被冲刷的区域滤料长期杂质残留,微生物滋生(尤其处理污水时),形成 “生物膜包裹层”,导致滤料颗粒失去活性,1-2 年内需局部更换滤料(否则整体过滤失效)。